マーキュリー・アトラス7

マーキュリー・アトラス7

カーペンターがMA-7カプセル、オーロラ7号に乗り込む
ミッションタイプ	テスト飛行
オペレーター	米航空宇宙局（NASA）
ハーバード指定	1962 タウ 1
コスパーID	1962-019A
SATCAT番号	295
ミッション期間	4時間56分5秒
移動距離	122,344キロメートル（76,021マイル）
軌道完了	3
宇宙船の特性
宇宙船	マーキュリーNo.18
メーカー	マクドネル・エアクラフト
打ち上げ質量	1,350.0キログラム（2,976.2ポンド）
クルー
乗員数	1
メンバー	M. スコット カーペンター
コールサイン	オーロラ7
ミッション開始
発売日	1962年5月24日 12:45:16  UTC ( 1962-05-24UTC12:45:16Z )
ロケット	アトラス LV-3B 107-D
発射場	ケープカナベラル LC-14
ミッション終了
回収者	USS イントレピッド[1]
着陸日	1962年5月24日 17:41:21  UTC ( 1962-05-24UTC17:41:22Z )
着陸地点	プエルトリコ北東部、カリブ海
軌道パラメータ
参照システム	地球中心
政権	低軌道
近地点高度	154キロメートル（83海里）
遠地点高度	259キロメートル（140海里）
傾斜	32.5度
期間	88.63分
エポック	1962年5月24日[2]
マルコム・スコット・カーペンター マーキュリー計画の 有人ミッション

1962年5月24日に打ち上げられたマーキュリー・アトラス7号は、マーキュリー計画の4回目の有人飛行でした。オーロラ7号と名付けられたこの宇宙船は、宇宙飛行士スコット・カーペンターが操縦しました。彼は宇宙を飛行した6人目の人間です。このミッションでは、マーキュリー宇宙船18号とアトラス打ち上げロケット107-D号 が使用されました。

この飛行は地球を3周するもので、基本的にはジョン・グレンのマーキュリー・アトラス6号の繰り返しだった。しかし、再突入時の目標設定ミスで宇宙船は250マイル (400 km) もコースを外れ、カーペンターと宇宙船の回収が1時間遅れた。カーペンターは着陸ミスの少なくとも一部に責任があるとされた。カーペンターは1964年に NASAを離れ、海軍の SEALABプログラムに参加した。

マーキュリー・アトラス7号のパイロットとして当初選ばれたのはディーク・スレイトンで、シラーがバックアップとなる予定だった。しかし、スレイトンは重力負荷遠心分離機での訓練中に不整脈が発見され、飛行資格を外された。スレイトンは、これが4回目の有人飛行であり、デルタ（Δ）がギリシャ語アルファベットの4番目の文字であることから、宇宙船にデルタ7という名前を選んだ。 ^[3]バックアップだったシラーではなく、マーキュリー・アトラス6号のバックアップ・クルーであり、ジョン・グレンのもとで訓練を受け、最も準備の整った宇宙飛行士と考えられていたカーペンターにミッションを与えることが決定された。カーペンターはミッションを与えられたとき、新しい時代の幕開けを象徴する広い空と夜明けにちなんで、オーロラ7号と改名した。マーキュリー7号の宇宙飛行士には7という数字も選ばれた 。さらに、カーペンターの幼少時代の住所はコロラド州ボルダーのオーロラ通りと7番街の角であったが、2003年にボルダー劇場で行った講演で、カーペンターは、飛行後に友人に指摘されるまで、オーロラ7号宇宙船と自分の古い住所との関連に気づかなかったと認めた。 ^{[4] [5]}

• 質量: 2975 ポンド (1350 kg)
• 近地点： 96マイル（154 km） ^[6]
• 最高高度: 162マイル (260 km) ^[6]
• 偏心率： 0.00804 ^[6]
• 傾斜: 32.5° ^[6]
• 期間： 88.3分^[6]
• 燃料: ^[7]
  • 自動システムの場合35ポンド（16kg）
  • 手動システムの場合24.9ポンド（11.3 kg）

マーキュリー宇宙船18号は1961年11月15日にフロリダ州ケープカナベラルに運ばれた。点検中、乗組員は潜望鏡を交換し、また前回の飛行で起こったような予定より早く作動するのを防ぐためドローグパラシュートの調整も行った。さらに、「低レベル整流子」と呼ばれる装置が追加され、カプセルの周囲の温度を測定し、宇宙船の28箇所の温度データを記録した。^[5]

アトラス機107Dは1962年2月25日にカリフォルニア州サンディエゴのコンベア工場から出荷され、3月6日にケープカナベラルに納入された。^[8]

グレンのブースターからアトラス 107D に施された変更は軽微なものだった。タンク隔壁の断熱ブランケットは不要で、後続のマーキュリー アトラス ロケットでは取り除かれることが合意されていたが、MA-7 ではそのまま残された。ミッションが長期化し、より野心的になるにつれて、マーキュリー カプセルの重量が増大したため、LOX タンクの外皮はさらに厚くなった。5 月 16 日の飛行安全審査委員会の会議では、グレンの打ち上げ以来の 12 回のアトラス飛行と、それらで懸念される異常について議論された。この期間中、アトラスには飛行中の重大な故障が 4 回あったが、そのうち 3 回はランダムな品質管理の欠陥によるもので、はるかに厳しく監視されているマーキュリー プログラムでは懸念される可能性は低いものであった。さらに懸念されたのは、4月9日の打ち上げ直後に爆発したアトラス11Fと、5月13日にシカモア・キャニオンで爆発したアトラス1Fの静的燃焼試験である。この2つの事故の原因はまだ明らかになっていないが、以前のアトラス機を何機も破壊した古い問題である不完全燃焼の結果であると推測された。NASAは最終的に、マーキュリー・アトラス機は発射前に3秒間停止し、アトラスFとは異なるエンジン始動シーケンスを備えていたため、不完全燃焼による失敗は問題にならないと判断した（結局、11Fと1Fの失敗はまったく別の原因であった）。5月8日の打ち上げ直後に起きた最初のアトラス・セントールの爆発も、飛行後の分析でアトラスではなくセントールに原因があったことが判明するまで、一時的に懸念された。^[5]

温度センサーの設置とドローグパラシュート回路の修正により、打ち上げは5月まで延期された。^[5]

宇宙船を継続的に監視するため、地上局と船舶のネットワーク「マーキュリーネットワーク」が世界中に張り巡らされた。マーキュリー・アトラス7号では、ネットワークは15のマーキュリー基地と、いくつかの大西洋ミサイル実験場（AMR）基地、およびゴダード宇宙飛行センターから構成されていた。^[9] CAPCOMはカーペンターとの通信のため、世界中のさまざまな基地から運用されていた。ケープカナベラルのCAPCOMはガス・グリソムだった。^[10] カリフォルニアのCAPCOMはアラン・シェパードだった。 ^[1]

スコット・カーペンターは、宇宙飛行には昼夜がないため、飛行用の腕時計を選ぶ際に、通常の12時間表示ではなく24時間表示の文字盤を組み込むようブライトリングに依頼した。ブライトリングは24時間表示のナビタイマーを製造し、カーペンターは1962年の宇宙飛行でこれを着用した。この時計にはベゼルに計算尺が組み込まれていたが、カーペンターは厚い手袋をはめた宇宙飛行士でも計算尺が使えるように、ベゼルの幅を広くするよう要求した。^{[11] [12]}

カーペンターの 5 時間に及ぶミッションの焦点は科学的なものでした。飛行計画全体は、無重力状態での液体の初めての研究、地球の写真撮影、そして地上から発射された照明弾を観測する失敗に終わった試みなどを含んでいました。

実験の 1 つには、カプセルにつながれたままの多色の風船を飛ばすこと、密閉されたガラス瓶の中の無重力状態での液体の挙動を観察すること、特殊な露出計を使用して地上フレアの視認性を判定すること、手持ちカメラで天気の写真を撮ること、大気光層を研究することなどがあり、カーペンターは大気光層について特別な訓練を受けることになっていた。この実験でつながれた風船は 30 インチ (760 mm) のマイラー製の膨張可能な球体で、折り畳まれて梱包され、ガス膨張ボトルとともにアンテナ キャニスターに収納された。風船全体の重さは 2 ポンドだった。無色のアルミニウム、黄色、オレンジ、白、昼間は白く夜間は青く見える燐光コーティングの 5 つのセクションに分かれた風船は、最初の軌道通過後に近地点近くで切り離され、100 フィート (30 m) のナイロン ラインの先端で自由に浮かぶことになっていた。気球実験の目的は、視覚観察と写真撮影による空間が色付き表面の反射特性に与える影響を研究し、ひずみゲージを使用して空気抵抗の測定値を得ることであった。^[5]

カーペンターは飛行当日の朝1時15分に起こされ、オレンジジュース、フィレミニョン、卵、トースト、コーヒーの朝食を食べた。^[1]カプセルに入る前に、水、ジュース、コーヒー、甘い紅茶の水分補給が行われた。彼は午前4時36分にガントリーに上昇し、午前4時43分に宇宙船に入った。^[7]マーキュリー・アトラス6号とは異なり、シーリングボルトに問題はなかった。

打ち上げは1962年5月24日午前7時45分（フロリダ時間）に行われた。^[7]

打ち上げロケットの性能は、持続エンジンの油圧スイッチの 1 つが持続油圧の損失を記録し、T+265 秒で中止位置に移動するという小さな異常を除けば、全体的に優れていました。他の飛行データによって油圧システムの正常な動作が実証され、ASIS システムに中止を知らせるために 2 つの油圧スイッチを作動させる必要があったため、何も起こらず飛行は予定通りに進行しました。油圧スイッチの故障は、近くの LOX ラインによる低温の結果であると考えられ、その後の飛行では再発防止のために断熱材が追加されました。BECO は T+124 秒で実行され、SECO は T+305 秒で実行されました。アトラスの飛行経路は非常に正確で、オーロラ 7 号はミッションで計画された軌道パラメータにほぼ正確に到達しました。

カーペンターは初めて固形食を食べた。チューブから絞り出したペーストではなく、プラスチック袋に入ったフリーズドライのキューブの形で、客室内にゆるいパンくずが浮遊するという問題があった。キューブ状の食品は崩壊防止剤でコーティングされていたが、打ち上げ前に誤って潰され、コーティングが破れた可能性がある。カーペンターは、パンくずがカプセルの換気口に吸い込まれること、また摂取した場合に窒息する危険性があることを懸念した。さらに、食料に含まれていたキャンディーバーは客室の高温（最高102°F）で溶けた。2周目の周回が終わる頃には、カーペンターはマーキュリー管制センターに、ほとんどの食べ物がぐちゃぐちゃになっており、キシロースカプセルを飲む以外は残りの飛行中は食べ物に触れないようにすると伝えた。^[7]

カーペンターは、軌道を周回するたびに日の出とともに「ホタル」も見たが、雪の結晶のようなものだと観察した。また、粒子は実際には光っているようには見えず、大きさ、明るさ、色がさまざまであることにも気づいた。灰色のものもあれば、白いものもあり、特に1つは旋盤で削った螺旋状の削りくずのように見えたとカーペンターは述べた。粒子は異なる速度で移動しているように見えたが、気球実験で紙吹雪が宇宙船から離れたようには移動しなかった。^[1]

カーペンターは、軌道日没時に平らになった太陽の写真を19枚撮影した。^[1]

3 回目で最後の軌道の夜明けに、カーペンターはキャビンの内壁にうっかり手をぶつけ、前回の飛行の謎を解いた。宇宙船の外側に降り注いだ明るい粒子のシャワー (ジョン・グレンが「ホタル」と呼んでいたもの) は、宇宙船の外側から振り落とされた氷の粒子であることが判明した。飛行の終わり近くに、カーペンターはカプセルの壁に手をぶつけると、より多くの「ホタル」を振り落とせることを発見した。当初、粒子は緑色のマーカー染料またはサメよけであると考えられていたが、テストの結果、どちらも無重力状態ではパッケージから逃げる可能性は低いことが確認された。^[9]

当時、ホタルは生命維持装置から出た蒸気が宇宙空間にさらされて氷の結晶に変化したものか、宇宙船の外側の破片が揺さぶられて落ちたもののどちらかであると疑われていたが、前者の方がより可能性の高い説明であると考えられていた。生命維持装置によって発生した蒸気が宇宙船の隔壁と熱シールドの間に結露し、それが宇宙空間に逃げて凍ったのである。^[9]

グレンと同様、カーペンターは地球を3周し、無重力状態で過ごした合計時間は4時間39分32秒であった。マーキュリー宇宙船とアトラス打ち上げロケットの性能は、ほぼすべての点で優れていた。すべての主要なミッション目標は達成された。発生した唯一のミッションクリティカルな故障は、自動制御システムのコンポーネントである宇宙船ピッチホライズンスキャナーの故障であった。この異常は、その後の飛行中の操作でパイロットによって適切に補正されたため、ミッションの成功は損なわれなかった。宇宙船制御システムの推力ユニットの修正は効果的であった。キャビンと与圧服の温度は高かったが、耐えられないほどではなかった。飛行中、生体計測装置から遠隔測定されたデータに不確実性が時々あったが、宇宙飛行士の健康状態が継続していることを示す関連情報は入手できた。

カーペンター氏は、軌道の大部分が厚い雲に覆われていたため、多くのランドマークを見つけることができなかった。米国南西部と西アフリカは晴れていたが、フロリダは全く見えなかった。

宇宙船には貴重な科学情報を提供する装置が搭載されていました。特に、無重力状態での液体の挙動、グレンが観測した大気光層の特定、地上の特徴と気象現象の写真撮影に関する情報が挙げられます。膨張式球体の展開により宇宙での大気抵抗と色の可視性に関するデータを提供する実験は部分的に成功しました。この飛行により、マーキュリー宇宙船のシステムが有人軌道運用にさらに適格となり、より長期間のミッションと、その結果としてより厳しいシステム要件へと進むための証拠が得られました。

カーペンターが最終軌道でハワイ上空を通過したとき、フライトディレクターのクリス・クラフトは、逆噴射のカウントダウンを開始し、手動制御から自動姿勢制御に切り替えるように指示した。ホタルを観察するのに夢中になっていたこともあり、カーペンターは着陸準備の開始が遅れたことに気づいた。宇宙船の調整を始めると、自動安定化システムが必要な34度のピッチと0度のヨー姿勢を維持できないことがわかった。問題の原因を突き止めようとしている間に、他の項目のチェックが遅れてしまった。フライバイワイヤ制御モードに切り替えたとき、手動システムをオフにするのを忘れた。その結果、両方のシステムが10分間同時に使用され、燃料が無駄になった。^[1]

カーペンターは姿勢指示器と窓や潜望鏡から見えるものとの間に不一致があることに気づき、目視で逆噴射姿勢を設定した。実際、オーロラ7号は真の逆行ベクトルより25度右を向いていた。姿勢誤差に加え、カーペンターは逆噴射ロケットを3秒遅れで起動させたため、軌道誤差がさらに15マイル (24 km) ほど増加した。逆噴射に続いて、オーロラ7号の燃料計は自動燃料タンクが20%、手動燃料タンクが5%を示していた。カーペンターは残りの手動燃料を使って再突入姿勢を設定するつもりだったが、計器が不正確で手動燃料タンクが実際には空であることがわかった。複合的な問題と燃料不足により、カーペンターは予定していた再突入地点を通り過ぎ、目標から250マイル (400 km) 離れた地点に着水した。

約1時間の捜索の後、カーペンター号はプエルトリコ北東の海域で発見された。USSファラガットは着水から約40分後に宇宙船に到着した最初の船であった。航空母艦 USS イントレピッドから派遣された2機のヘリコプターが現場に到着し、カーペンター号をイントレピッド号に輸送した。その後数時間、ファラガット号が宇宙船を監視し続けた。USSジョン・R・ピアースが特別な装置を携えて到着し、オーロラ7号をプエルトリコのルーズベルト・ロードスまで曳航し、そこからケープカナベラルまで飛行した。^[13]

カーペンターは、軽い疲労感を除けば、健康状態も精神状態も良好で、飛行後の健康診断でも、身体に大きな変化や異常は見つからなかった。しかし、クラフトは、姿勢制御燃料を不必要に多く消費し、その結果、再突入と着陸がコースから大きく外れたため、カーペンターの宇宙飛行士のパフォーマンスに満足していなかった。その結果、カーペンターは将来のミッションから外された。彼は1964年に宇宙計画を離れ、海軍のSEALAB計画に参加した。 オーロラ7号は、イリノイ州シカゴの科学産業博物館に展示されている。^[14]

• スプラッシュダウン

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ウィキメディア・コモンズには、マーキュリー・アトラス 7に関連するメディアがあります。

• 第 2 回米国有人軌道宇宙飛行の結果、1962 年 5 月 24 日 NASA レポート - (PDF 形式)
• この新しい海: マーキュリー計画の歴史 - NASA レポート (PDF 形式)
• マーキュリー計画: 年表 - NASA レポート (PDF 形式)
• NASA NSSDC 宇宙船の詳細
• 短編映画「Aurora 7」は、インターネット アーカイブで無料で視聴およびダウンロードできます。