Mercurio-Redstone 3

Mercury-Redstone 3 , o Freedom 7 , fue el primer vuelo espacial tripulado de Estados Unidos , el 5 de mayo de 1961, pilotado por el astronauta Alan Shepard . Fue el primer vuelo tripulado del Proyecto Mercury . El objetivo final del proyecto era poner a un astronauta en órbita alrededor de la Tierra y traerlo de regreso sano y salvo. La misión de Shepard fue un vuelo suborbital de 15 minutos con el objetivo principal de demostrar su capacidad para soportar las altas fuerzas G del lanzamiento y la reentrada atmosférica . ^{[ 1 ]}

Shepard nombró a su cápsula espacial Freedom 7 , estableciendo un precedente para que los seis astronautas restantes del programa Mercury nombraran sus naves espaciales y el formato de sus nombres. Seleccionaron nombres que terminaban en "7" en todas las naves espaciales tripuladas del programa Mercury para conmemorar al primer grupo de siete astronautas de la NASA . ^{[ 2 ] [ 3 ]} ; el número 7 también era el número de modelo de la cápsula espacial McDonnell Modelo #7 utilizada en el Programa Mercury. Su nave espacial alcanzó una altitud de 101,2 millas náuticas (116,5 millas terrestres , 187,5 km ) y recorrió una distancia de 263,1 millas náuticas (302,8 millas terrestres, 487,3  km). Fue el cuarto vuelo del programa Mercury lanzado con el vehículo de lanzamiento Mercury-Redstone , ^{[ Nota 1 ]} desde Cabo Cañaveral , Florida, cerca del Océano Atlántico.

Durante el vuelo, Shepard observó la Tierra y probó el sistema de control de actitud de la cápsula , girándola para que su escudo térmico quedara orientado hacia adelante para la reentrada atmosférica. También probó los retrocohetes que se utilizarían en misiones posteriores desde la órbita, aunque la cápsula no tenía suficiente energía para permanecer en ella. Tras la reentrada, la cápsula aterrizó en paracaídas en el océano Atlántico Norte, frente a las Bahamas . Shepard y la cápsula fueron recogidos por un helicóptero y trasladados al portaaviones de la Armada de los Estados Unidos, el USS Lake Champlain .

La misión fue un éxito técnico, aunque el orgullo estadounidense por el logro se vio empañado por el hecho de que, apenas tres semanas antes, la Unión Soviética había lanzado al primer ser humano al espacio, Yuri Gagarin , quien completó una órbita a bordo del Vostok 1. En 2017, el 5 de mayo, se celebró el primer Día Nacional del Astronauta para rendir homenaje a este primer vuelo estadounidense.

La nave espacial para la misión MR-3, la cápsula Mercury n.° 7, fue entregada en Cabo Cañaveral el 9 de diciembre de 1960. Originalmente se esperaba que la misión pudiera lanzarse poco después de que la nave estuviera disponible, pero la cápsula n.° 7 requirió un extenso trabajo de desarrollo y pruebas antes de ser considerada segura para el vuelo. Sin embargo, como había sido designada desde el verano como la primera nave espacial tripulada, se decidió retrasar la misión hasta que esta cápsula en particular estuviera lista, con una fecha de lanzamiento tentativa para el 6 de marzo, en lugar de utilizar una cápsula alternativa. ^{[ 4 ]} El propulsor originalmente destinado al vuelo, Redstone n.° 3, ^{[ 5 ]} había sido entregado en Cabo a principios de diciembre; ^{[ 6 ]} sin embargo, luego se utilizó en el vuelo de prueba MR-1A el 19 de diciembre. ^{[ 7 ]} El reemplazo, Redstone n.° 7, no llegó a Cabo hasta finales de marzo; para entonces, sin embargo, la misión ya se había pospuesto para esperar los resultados de otro vuelo de prueba. ^{[ 8 ]}

A finales de 1960, había una creciente preocupación por la seguridad del vehículo de lanzamiento Redstone; el vuelo de prueba MR-2 , que transportaba al chimpancé Ham , había experimentado problemas técnicos durante el lanzamiento, lo que provocó que la nave espacial volara demasiado alto, demasiado lejos y demasiado rápido. ^{[ 9 ]} Como resultado, la misión duró dos minutos más de lo previsto, y la reentrada sometió a Ham a 14,7 g en lugar de la cifra prevista de aproximadamente 12 g . El punto de amerizaje estaba a sesenta millas del barco de recuperación más cercano, y pasaron más de dos horas y media antes de que un helicóptero pudiera recuperar la cápsula y a su pasajero, momento en el que casi se había hundido. ^{[ 10 ]} Como resultado, la NASA no estaba dispuesta a lanzar la misión MR-3 sin más trabajo de desarrollo; a finales de febrero, todavía había siete modificaciones importantes que habían hecho al propulsor que requerían pruebas. ^{[ 11 ]} En consecuencia, se añadió un vuelo de prueba adicional al programa, MR-BD (por "Booster Development"; originalmente se conocía como MR-2A). Esto se lanzaría el 28 de marzo, retrasando el vuelo del MR-3 un mes, hasta el 25 de abril. ^{[ 12 ]} El vuelo del MR-BD fue casi completamente exitoso, asegurando que el vuelo tripulado del MR-3 pudiera proceder sin más retrasos significativos. ^{[ 13 ]}  

El piloto para la misión MR-3 había sido elegido con varios meses de antelación, a principios de enero, por el jefe del programa, Robert R. Gilruth . Había seleccionado a Alan Shepard (Marina) como piloto principal, con John Glenn (Infantería de Marina) y Gus Grissom (Fuerza Aérea) como suplentes; los demás miembros de los Mercury Seven continuaron entrenando para misiones posteriores. Los tres nombres se anunciaron a la prensa el 22 de febrero sin ninguna indicación sobre cuál de los tres se esperaba que volara la misión. ^{[ 14 ]} El nombre de Shepard solo se anunció públicamente después de que se cancelara el intento de lanzamiento inicial, ya que Gilruth deseaba mantener sus opciones abiertas en caso de que se requirieran cambios de personal de última hora. ^{[ 15 ]} Glenn sirvió como suplente de Shepard el día del lanzamiento, ^{[ 16 ]} mientras Grissom se centraba en el entrenamiento para la misión MR-4 , la siguiente misión suborbital. ^{[ 17 ]}

El capitán Shepard bautizó su cápsula como Freedom 7. Según Shepard, «Los pilotos siempre han puesto nombre a sus aviones. Es una tradición. Nunca se me ocurrió no ponerle nombre a la cápsula». Shepard comentó el nombre con su esposa, Louise, el piloto de reserva John Glenn y Robert R. Gilruth, y a todos les gustó.

Seleccionaron nombres que terminaban en "7" para conmemorar a los siete astronautas, ^{[ 2 ] [ 3 ]} aunque algunas fuentes indican que el "7" es una referencia a que la nave espacial de Shepard era el modelo de fábrica n.° 7. De este modo, Shepard sentó un doble precedente, tanto por nombrar las naves espaciales Mercury en general, como por la estructura común de su nomenclatura. ^{[ 18 ]}

El intento de lanzamiento inicial, el 2 de mayo de 1961, fue cancelado debido a problemas meteorológicos dos horas y 20 minutos antes de la hora prevista. Shepard ya esperaba en un hangar, vestido y preparado. El vuelo se reprogramó para dos días después, pero se retrasó un día más debido a las inclemencias del tiempo, hasta el 5 de mayo de 1961, con una hora de lanzamiento prevista a las 7:20  a. m. EST. ^{[ Nota 2 ] [ 19 ]}

La cuenta regresiva comenzó a las 8:30  p. m. de la noche anterior. Shepard se despertó y desayunó bistec con huevos, tostadas, café y jugo de naranja (este desayuno pronto se convertiría en una tradición para los astronautas la mañana del lanzamiento). Entró en la nave espacial a las 5:15  a. m. (hora del este), poco más de dos horas antes de la hora de lanzamiento prevista para las 7:20. A las 7:05  a. m., el lanzamiento se pospuso durante una hora para que se despejara la capa de nubes (una buena visibilidad sería esencial para las fotografías de la Tierra) y para reparar una unidad de suministro de energía. Poco después de que se reanudara la cuenta, se decretó otra pausa para reiniciar una computadora en el Centro de Vuelos Espaciales Goddard . Finalmente, la cuenta se reanudó, después de poco más de dos horas y media de pausas imprevistas, y continuó sin más fallos. ^{[ 20 ]} Todos los retrasos hicieron que Shepard permaneciera tumbado boca arriba en la cápsula durante casi tres horas, momento en el que se quejó a la tripulación del bloque de que tenía muchas ganas de orinar (como la misión duraría menos de 20 minutos, a nadie se le había ocurrido equipar al Mercury con un dispositivo de recolección de orina). La tripulación le dijo que era imposible, ya que tendrían que volver a montar la Sala Blanca y perder mucho tiempo quitando la escotilla del Mercury, que estaba fuertemente cerrada con tornillos. Un Shepard furioso anunció entonces que si no podía salir para ir al baño, simplemente orinaría en su traje. Cuando la tripulación del bloque protestó diciendo que eso provocaría un cortocircuito en los electrodos médicos de su cuerpo, les dijo que simplemente apagaran la energía. Ellos obedecieron, y Shepard vació su vejiga. Debido a la posición en la que estaba sentado, la orina se acumuló un poco debajo de su espalda y, con el oxígeno fluyendo a través del traje espacial, pronto se secó y la cuenta atrás se reanudó. ^{[ 21 ]} Después de la misión, el traje espacial Mercury fue modificado y se instaló un dispositivo de recolección de desechos líquidos. ^{[ 22 ]}

El Mercury-Redstone 3 finalmente despegó a las 9:34  a. m. ET, con una audiencia estimada de 45 millones de telespectadores en Estados Unidos. ^{[ 23 ]} Shepard fue sometido a una aceleración máxima de 6,3 g justo antes de que el motor Redstone se apagara, dos minutos y 22 segundos después del lanzamiento. La velocidad fija en el espacio del Freedom 7 era de 5134 millas por hora (8262 km/h) , cercana al valor previsto. Tras el apagado del propulsor, la torre de escape se desprendió. Diez segundos después se produjo la separación de la cápsula: la cápsula detonó los pernos explosivos del anillo de sujeción Marman que la unía al propulsor y disparó sus cohetes de avance positivo para ganar distancia. Tras la separación de la cápsula, el sistema automatizado de control de actitud (el Sistema Automático de Control de Estabilización, o ASCS) amortiguó cualquier movimiento de volteo residual y luego giró el Freedom 7 unos 180 grados, de modo que los retrocohetes quedaran orientados hacia adelante, listos para el disparo. ^{[ 24 ]}  

Shepard comenzó entonces a probar el control manual de la orientación de la nave espacial. Para mayor seguridad, el sistema de control de actitud manual de la nave Mercury utilizaba un conjunto diferente de inyectores de control que el sistema automático y contaba con su propio suministro de combustible; al activarse el sistema, el movimiento de la palanca de control de tres ejes abría proporcionalmente las válvulas de los inyectores manuales. El sistema podía activarse selectivamente en cada eje, y el ASCS controlaba automáticamente los ejes no activados. Shepard fue asumiendo gradualmente el control manual, un eje a la vez, dejando los ejes restantes al ASCS. Primero tomó el control manual del cabeceo, reorientando la nave espacial desde su "actitud orbital" de 14 grados de cabeceo hacia abajo hasta la actitud de retropropulsión de 34 grados de cabeceo hacia abajo, para luego regresar a la actitud orbital. A continuación, tomó el control manual de la guiñada junto con el cabeceo, guiñando la nave espacial hacia la izquierda y luego hacia la derecha para volver a alinearla. Finalmente, asumió también el control del alabeo, probándolo y luego restableciendo el alabeo de la nave espacial a su estado normal. Una vez que Shepard tomó el control de los tres ejes, descubrió que la respuesta manual de la nave espacial era prácticamente la misma que la del simulador Mercury; sin embargo, debido al ruido ambiental, no podía oír el encendido de los propulsores, como sí podía oírlo en tierra. ^{[ 25 ] [ 26 ] [ 27 ]}

La siguiente tarea de Shepard consistía en observar el terreno desde el periscopio de la nave, que se extendía a través de la parte inferior del casco, bajo sus pies. La nave de Shepard, una versión anterior de la cápsula Mercury, también contaba con dos pequeñas ventanas redondas de observación, una a cada lado, pero el periscopio era su principal medio de observación. Este podía configurarse para una vista gran angular de baja magnificación o una vista estrecha de alta magnificación, y se podían insertar diferentes filtros ópticos girando una perilla. Durante su larga espera en la plataforma de lanzamiento, Shepard había colocado un filtro gris medio en el periscopio para reducir el resplandor del sol, pero no había tenido tiempo de quitarlo antes del lanzamiento. Descubrió que, al intentar alcanzar la perilla del filtro para cambiarlo, la muñeca de su traje espacial chocaba con la manija de su mano izquierda, que activaba manualmente el sistema de escape de lanzamiento. Aunque la torre de escape ya no estaba, Shepard desistió de intentar cambiar el filtro por precaución y lo dejó puesto durante el resto del vuelo. Aunque el filtro gris atenuaba los colores, Shepard aún podía distinguir fácilmente las principales masas de tierra de las nubes. Informó haber identificado accidentes geográficos importantes como la costa este de Florida, el lago Okeechobee y la isla Andros , la isla más grande de las Bahamas, pero la nubosidad le dificultó distinguir otras islas bahameñas. ^{[ 28 ] [ 29 ]}

Con la nave espacial aún bajo control manual, pero ahora usando el periscopio en lugar de los instrumentos del panel como referencia de actitud, Shepard había mantenido su actitud de alabeo y guiñada, pero inadvertidamente había dejado que la nave espacial se desviara en cabeceo. Cuando la nave espacial se acercaba al punto más alto de su arco suborbital, la luz de "inicio de secuencia de retropropulsión" se encendió, alertando a Shepard de que los tres retrocohetes estaban a punto de encenderse. Lo harían en secuencia con cinco segundos de diferencia, ardiendo durante diez segundos cada uno. Shepard comenzó a ajustar su cabeceo hacia abajo hacia la actitud de retropropulsión correcta de -34 grados, pero solo llegó a una actitud cercana a la órbita (-14 grados) antes de que se encendiera el primer retrocohete. Luego bajó su cabeceo aún más hasta aproximadamente -25 grados a tiempo para el segundo y tercer retrocohete. Esta discrepancia de cabeceo no fue crítica para este vuelo, porque la trayectoria suborbital de Shepard conduciría a la reentrada de todos modos, y la diferencia de cabeceo no afectaría mucho el lugar de aterrizaje de Shepard; Shepard solo estaba probando la capacidad del piloto para controlar manualmente la actitud de la nave espacial durante el encendido de los retropropulsores. En su informe posterior al vuelo, Shepard declaró que debió haberse confundido de alguna manera con respecto a su actitud de cabeceo, pero resultó ser víctima de un malentendido. El indicador de cabeceo de esta nave espacial en particular se había configurado originalmente de manera que su posición de referencia para la actitud de encendido de los retropropulsores, que era la posición de las "nueve en punto" en el indicador, estuviera a -43 grados de cabeceo, en lugar de los -34 grados que se decidieron posteriormente para el encendido de los retropropulsores. Shepard había asumido que seguía configurado de esa manera y ajustó deliberadamente su cabeceo hacia arriba para compensar. Pero, de hecho, el indicador se había modificado, y la posición de referencia de las "nueve en punto" se había actualizado a los -34 grados correctos. De alguna manera, Shepard no había sido informado, por lo que su compensación hizo que su cabeceo fuera demasiado alto. ^{[ 30 ]}

Justo después del encendido de los retrocohetes, Shepard cambió al modo de control "fly-by-wire", donde los movimientos del piloto en la palanca de control de tres ejes activaban eléctricamente los propulsores de control del sistema automático para lograr el posicionamiento deseado, en lugar de abrir proporcionalmente los propulsores de control del sistema manual. Poco después, el paquete de retrocohetes se desprendió automáticamente. Este paquete estaba sujeto al escudo térmico mediante correas y, por lo tanto, normalmente se liberaba antes de la reentrada. Shepard escuchó el ruido del desprendimiento y vio una de las correas pasar volando por una ventana, pero la luz de confirmación no se encendió. Sin embargo, su compañero astronauta del programa Mercury, Deke Slayton , quien actuaba como comunicador de la cápsula ("CAPCOM") en el Centro de Control Mercury , confirmó a Shepard que el paquete se había desprendido, por lo que Shepard activó el control manual del sistema de desprendimiento para encender la luz. ^{[ 31 ] [ 32 ] [ 33 ]} Posteriormente se determinó que la luz de retrodesprendimiento no se había activado debido a un problema con los "detonadores" pirotécnicos activados eléctricamente que se disparaban para liberar el paquete de retrocohetes. Estos detonadores, al activarse, podían consumir una corriente excesiva del sistema eléctrico, reduciendo su voltaje hasta el punto de que el temporizador que debía activar la luz de retrodesprendimiento se reiniciaba. Los detonadores se modificaron para evitar este problema en futuras misiones. ^{[ 34 ]}

Shepard informó que el sistema fly-by-wire se sentía suave y le daba la sensación de tener el control total de la nave, ^{[ 35 ]} antes de dejar que los sistemas automáticos tomaran brevemente el control para reorientar la cápsula para la reentrada. Luego mantuvo el control hasta que las fuerzas g alcanzaron un máximo de 11,6 g durante la reentrada; sostuvo la cápsula hasta que se estabilizó y luego cedió el control al sistema automatizado. El descenso fue más rápido de lo previsto, pero los paracaídas se desplegaron según lo planeado, un paracaídas de frenado a 21 000 pies (6,4 km) y un paracaídas principal a 10 000 pies (3,0 km) . ^{[ 28 ] [ 36 ]}     

El amerizaje se produjo con un impacto comparable al aterrizaje de un avión a reacción en un portaaviones . Freedom 7 se inclinó sobre su lado derecho unos 60 grados con respecto a la posición vertical, pero no mostró signos de fugas; se enderezó suavemente después de un minuto, y Shepard pudo informar al avión que lo sobrevolaba que había aterrizado sano y salvo y estaba listo para ser rescatado. Un helicóptero de rescate llegó después de unos minutos, y tras un breve problema con la antena de la nave espacial, la cápsula fue parcialmente elevada fuera del agua para permitir que Shepard saliera por la escotilla principal. Salió a duras penas por la puerta y se metió en un cabrestante, y fue izado al helicóptero, que transportó tanto al astronauta como a su nave espacial al portaaviones que los esperaba, el USS Lake Champlain  . Todo el proceso de rescate duró solo once minutos, desde el amerizaje hasta la llegada a bordo. ^{[ 37 ]}

El vuelo duró 15 minutos y 22 segundos, y la nave espacial recorrió 302 millas (486 km) desde su punto de lanzamiento, ascendiendo a 116,5 millas (187,5 km) . Freedom 7 aterrizó en estas coordenadas: 27°14′N 75°53′W / 27,23°N 75,88°W / 27,23; -75,88 . Alcanzó una velocidad de 5180 mph (8340 km/h) . ^{[ 38 ]} Además, la misión espacial presentó el primer control manual de la nave espacial por parte del piloto. ^{[ 39 ]}    

Tras el vuelo, la nave espacial fue examinada por ingenieros, quienes determinaron que se encontraba en excelente estado, hasta el punto de que decidieron que podía utilizarse de forma segura en otro lanzamiento. Donada a la Institución Smithsonian por la NASA , la Freedom 7 se exhibió previamente en la Academia Naval de los Estados Unidos en Annapolis, Maryland, hasta 2012. Ese mismo año, se expuso en la Biblioteca John F. Kennedy en Boston, Massachusetts. A partir del 5 de mayo de 2021, con motivo del 60.º aniversario del primer estadounidense en el espacio, la nave espacial Mercury-Redstone (MR-3) Freedom 7 se exhibió en el Centro Steven F. Udvar-Hazy del Smithsonian, ubicado en Chantilly, Virginia. Actualmente se exhibe en el Museo Nacional del Aire y el Espacio del Smithsonian, en Washington, D.C.

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  El presidente Kennedy viendo el vuelo por televisión junto con la Primera Dama, el vicepresidente Johnson y otros.
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  Alan Shepard en la nave espacial Freedom 7 antes del lanzamiento.
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  Fotografía tomada por  la cámara Tierra-Cielo de 70 mm montada en la nave espacial.
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  Helicóptero HUS-1 del USS Lake Champlain rescatando a Alan Shepard de la cápsula Freedom 7.
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  Alan Shepard en la cubierta del portaaviones USS Lake Champlain tras la recuperación del Freedom 7.
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  El Freedom 7, que anteriormente se exhibía en la Academia Naval de los Estados Unidos (ahora se exhibe en el Museo Nacional del Aire y el Espacio del Smithsonian en Washington, DC),
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  Insignia de la misión

En junio de 1961, Laurie Records lanzó un sencillo de 45 rpm con William Allen y su orquesta titulado "Space Flight Freedom 7". Consistía en recreaciones de las comunicaciones de la torre de control con los astronautas, narradas con acompañamiento instrumental.

La misión Mercury-Redstone 3 fue dramatizada en el libro de Tom Wolfe de 1979, *The Right Stuff* , en la película de Philip Kaufman de 1983, también titulada *The Right Stuff * ( Scott Glenn interpreta a Shepard), en el episodio " Can We Do This? " de la miniserie de HBO de 1998 * From the Earth to the Moon * (con Ted Levine como Shepard) y en la película de 2016 *Hidden Figures* (Dane Davenport interpreta a Shepard). En la miniserie de 2020 *The Right Stuff* , Jake McDorman interpreta a Shepard.

En el videojuego Fallout 3 de 2008 , el jugador puede visitar el Museo de Tecnología en las ruinas de Washington, D.C., dos siglos después de una guerra nuclear. El juego se desarrolla en una línea temporal alternativa que diverge de la realidad tras la Segunda Guerra Mundial . En el museo hay una exposición sobre una versión ligeramente diferente del Mercury-Redstone 3/ Freedom 7 llamada Defiance 7, que se lanzó el 5 de mayo de 1961 (el mismo día del lanzamiento del Freedom 7 ) y fue pilotada por el astronauta ficticio Carl Bell. La exposición afirma que Bell fue el primer ser humano en el espacio en esta línea temporal y que no sobrevivió al vuelo espacial, ya que murió en un aterrizaje forzoso. Su esqueleto y su traje espacial fueron donados al museo y se exhiben allí. ^{[ 40 ]}

Eventos de vuelo de la misión Mercury-Redstone 3 ^{[ 41 ] : 8}

• Vostok 1 y Yuri Gagarin , el primer vuelo espacial tripulado (12 de abril de 1961)
• Mercury Seven , los astronautas del programa Mercury

• Dossier de prensa publicado por la NASA para los medios de comunicación antes del lanzamiento del Mercury-Redstone 3 el 5 de mayo.
• Catálogo maestro del NSSDC de la NASA
• 40.º aniversario de los Mercury 7 de la NASA — Alan B. Shepard, Jr.
• Kit de prensa del programa Mercury MR3 de la NASA – 26 de abril de 1961
• El cortometraje Project Mercury: Freedom 7 está disponible para su visualización y descarga gratuitas en Internet Archive .
• Transcripciones de Mercury-Redstone 3 en Spacelog Archivadas el 8 de diciembre de 2015 en Wayback Machine
• Animación por computadora de un vuelo completo utilizando una grabación de audio del diálogo entre Shepard y el Control de Misión en YouTube.