El Atlas LV-3B, Atlas D Mercury Launch Vehicle o Mercury-Atlas Launch Vehicle, era un sistema de lanzamiento desechable calificado para humanos utilizado como parte del Proyecto Mercury de los Estados Unidos para enviar astronautas a la órbita terrestre baja . Fabricado por la empresa estadounidense de fabricación de aviones Convair, se derivó del misil SM-65D Atlas y fue miembro de la familia de cohetes Atlas .
El misil Atlas D fue la elección para el Proyecto Mercury, pues que era el único vehículo de lanzamiento en el arsenal de EE. UU. que podía poner la nave espacial en órbita. Pero su fiabilidad distaba mucho de ser perfecta, y los lanzamientos de Atlas que terminaban en explosiones eran algo muy común en Cabo Cañaveral. El Atlas también había sido diseñado originalmente como un sistema de armas, por lo que su diseño y confiabilidad no tenían que ser necesariamente perfectos al 100%. Como tal, se tuvieron que tomar medidas significativas para calificar el misil humano y hacerlo seguro y confiable, a menos que la NASA deseara pasar varios años desarrollando un vehículo de lanzamiento dedicado para programas con tripulación o esperar a que el misil misil Titan II de próxima generación entre en funcionamiento. . La configuración de Atlas de etapa y media se consideró preferible a la Titan de dos etapas, ya que todos los motores se encendían en el despegue, lo que facilitaba las pruebas de problemas de hardware durante las comprobaciones previas al lanzamiento.
Poco después de ser elegidos para el programa a principios de 1959, los astronautas de Mercury fueron llevados a ver la segunda prueba del Atlas de la serie D, que explotó un minuto después del lanzamiento. Esta fue la quinta falla consecutiva completa o parcial del Atlas y el propulsor en este punto no era lo suficientemente confiable como para llevar una ojiva nuclear o un satélite sin tripulación, y mucho menos un pasajero humano. Los planes para Atlas de tasa humana estaban efectivamente todavía en la mesa de dibujo y Convair estimó que se lograría un 75% de confiabilidad a principios de 1961 y un 85% de confiabilidad para fines de año. A pesar de los problemas de desarrollo del Atlas, la NASA tuvo la ventaja de llevar a cabo el Proyecto Mercury simultáneamente con el programa de I + D Atlas, que proporcionó muchos vuelos de prueba para extraer datos y probar equipos modificados para Mercury.
Seguro de calidad Aparte de las modificaciones que se describen a continuación, Convair reservó una línea de ensamblaje separada dedicada a los vehículos Mercury-Atlas que contaba con personal que recibió orientación y capacitación especial sobre la importancia del programa espacial tripulado y la necesidad de un alto grado de mano de obra de calidad como sea posible. Los componentes utilizados en los vehículos Mercury-Atlas se sometieron a pruebas exhaustivas para garantizar la calidad de fabricación y las condiciones de funcionamiento adecuadas; además, se rechazarían los componentes y subsistemas con horas de funcionamiento excesivas, rendimiento fuera de especificación y registros de inspección cuestionables. Todos los componentes aprobados para el programa Mercury se asignaron y almacenaron por separado del hardware destinado a otros programas Atlas y se realizaron procedimientos de manipulación especiales para protegerlos de daños. La inspección de fábrica de los vehículos Mercury fue realizada por personal de Convair especialmente elegido por su experiencia, familiaridad con el hardware Atlas y que había demostrado una disposición favorable y ética de trabajo.
Los sistemas de propulsión utilizados para los vehículos Mercury se limitarían a los modelos Atlas estándar de la serie D de los motores Rocketdyne MA-2 que habían sido probados y se encontró que tenían parámetros de rendimiento que coincidían estrechamente con las especificaciones de la NASA. La NASA decidió que la mejor opción de motores serían las unidades con un rendimiento de nivel medio. Los motores con un rendimiento superior al promedio no se consideraron aceptables porque nadie podía determinar exactamente por qué un conjunto determinado de motores funcionaba de la forma en que lo hacía, por lo que se consideró más seguro utilizar motores de rendimiento medio.
En su mayor parte, la NASA prefirió mantenerse conservadora con los vehículos Mercury y evitar modificarlos más de lo necesario. Las modificaciones al Atlas se limitarían en gran medida a aquellas que mejoraran la seguridad del piloto y la configuración estándar del Atlas de la serie D se mantendría tanto como fuera posible, por lo que no se utilizarían las diversas mejoras realizadas en los últimos misiles Atlas. Se prefirieron varios equipos y procedimientos utilizados con los vehículos Mercury, aunque obsoletos y, a menudo, no eran los mejores ni los más recientes, porque estaban probados y se entendían bien. Cualquier cambio de equipo o hardware nuevo realizado en los vehículos Mercury tuvo que volar en al menos tres pruebas de I + D de Atlas antes de que la NASA los aprobara para su uso. A pesar del conservadurismo y la precaución que se tomaron con el diseño de los vehículos Mercury, no obstante, se llevaron a cabo una gran cantidad de cambios durante los 4 años y medio del programa a partir de las lecciones aprendidas y el énfasis en el control de calidad se hizo más estricto con el paso del tiempo; los dos últimos vuelos de Mercury recibieron un nivel de prueba e inspección previa al vuelo que era inaudito cuando Big Joe 1 voló en 1959.
Todos los vehículos de lanzamiento tendrían que estar completos y listos para volar en el momento de la entrega a Cabo Cañaveral sin componentes faltantes o modificaciones / actualizaciones no programadas. Después de la entrega, se llevaría a cabo una inspección completa del propulsor y antes del lanzamiento, una junta de revisión de vuelo se reuniría para aprobar cada propulsor como listo para volar. La junta de revisión llevaría a cabo una descripción general de todas las comprobaciones previas al lanzamiento y las reparaciones / modificaciones de hardware. Además, los vuelos de Atlas durante los últimos meses en los programas de la NASA y de la Fuerza Aérea serían revisados para asegurarse de que no ocurrieran fallas relacionadas con componentes o procedimientos relevantes para el Proyecto Mercury.
El Programa de Garantía de Calidad de la NASA significó que cada vehículo Mercury-Atlas tomó el doble de tiempo para fabricarse y ensamblarse que un Atlas diseñado para misiones sin tripulación y tres veces más tiempo para probar y verificar para vuelo.
Sistemas modificados
Sensor de aborto Un elemento central de estos esfuerzos fue el desarrollo del Sistema de Implementación y Detección de Abortos (ASIS), que detectaría fallas en los diversos componentes del Atlas y provocaría un aborto de lanzamiento si fuera necesario. Se incorporó redundancia adicional; si el propio ASIS fallaba, la pérdida de energía también provocaría un aborto. El sistema se probó en algunos vuelos Atlas ICBM antes de Mercury-Atlas 1 en julio de 1960, donde fue operado en circuito abierto (MA-3 en abril de 1961 sería el primer vuelo en circuito cerrado).
El sistema de escape de lanzamiento de Mercury (LES) utilizado en los lanzamientos de Redstone y Atlas era idéntico, pero el sistema ASIS variaba considerablemente entre los dos propulsores, ya que Atlas era un vehículo mucho más grande y complejo con cinco motores, dos de los cuales se desecharon durante el vuelo, un sistema de guía más sofisticado y tanques de globos inflados que requerían una presión constante para no colapsar.
Los datos de las pruebas de vuelo de Atlas se utilizaron para elaborar una lista de los modos de falla más probables para los vehículos de la serie D, sin embargo, las razones de simplicidad dictaron que solo se podía monitorear un número limitado de parámetros de refuerzo. Un aborto podría desencadenarse por las siguientes condiciones, todas las cuales podrían ser indicativas de una falla catastrófica:
La trayectoria de vuelo del propulsor se desvió demasiado de la trayectoria planificada El empuje del motor o la presión hidráulica cayeron por debajo de cierto nivel La presión del tanque de propulsor cayó por debajo de cierto nivel El mamparo del tanque intermedio mostró signos de pérdida de integridad estructural El sistema eléctrico de refuerzo dejó de funcionar. El sistema ASIS dejó de funcionar
El sistema ASIS se consideró necesario porque algunas fallas de vuelo de los vehículos Atlas (por ejemplo, Atlas 6B) ocurrieron tan rápido que sería casi imposible que el astronauta reaccionara a tiempo para activar manualmente el LES. Otros modos de falla, como una desviación de la trayectoria de vuelo correcta, no necesariamente representaban un peligro inmediato para la seguridad del astronauta, y el vuelo podía abortarse manualmente.
Tasa de giroscopios El paquete de giroscopio de velocidad se colocó mucho más cerca de la sección delantera del tanque LOX debido a que la combinación Mercury / LES era considerablemente más larga que una ojiva y, por lo tanto, producía diferentes características aerodinámicas (el paquete de giroscopio Atlas D estándar todavía se conservaba en el vehículo para el uso del ASIS). Mercury-Atlas 5 también agregó una nueva característica de confiabilidad: sensores de movimiento para garantizar el funcionamiento adecuado de los giroscopios antes del lanzamiento. Esta idea se había concebido originalmente cuando el primer lanzamiento del Atlas B en 1958 se salió de control y se destruyó después de ser lanzado con un giróscopo de guiñada que no funcionaba, pero se incorporó gradualmente a los vehículos Atlas solo gradualmente. Otra prueba de misiles Atlas en 1961 también se destruyó durante el lanzamiento, en ese caso porque la velocidad del motor del giroscopio era demasiado baja. Los sensores de movimiento eliminarían así este modo de falla.
Seguridad de alcance El sistema de seguridad de la gama también se modificó para el programa Mercury. Habría una demora de tres segundos entre el corte del motor y la activación de las cargas de destrucción para darle tiempo al LES para llevar la cápsula a un lugar seguro. Más específicamente, si se envió el comando de destrucción de Range Safety, el sistema ASIS permitiría que pasara la señal de corte del motor, mientras que bloqueaba la señal de destrucción durante tres segundos. La disminución en el rendimiento del motor sería detectada por el ASIS, que activaría el LES, después de lo cual la señal de destrucción se desbloquearía y destruiría el vehículo de lanzamiento. El sistema ASIS tampoco podía detener el empuje del motor durante los primeros 30 segundos de vuelo para evitar que un vehículo de lanzamiento que funcionara mal descendiera sobre o alrededor del área de la plataforma; Durante este tiempo, solo el Oficial de seguridad de campo podría enviar un comando de corte manual.
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