Atlas D met MA-4 (13 Sep. 1961) 
Simulator in die ruimtetuig
**Mercury-Atlas 4** was 'n onbemande ruimtevlug as deel van die Mercury-program. Die ruimtetuig is op 13 September 1961 gelanseer vanaf Kaap Canaveral, Florida. Daar was ook 'n ruimteman-simulator met 'n instrumentpakket aan boord. Die ruimtetuig het slegs eenkeer om die Aarde gewentel.

Daar was 'n reeks vertragings om die Atlas-vuurpyl en Mercury-kapsule gereed te maak, weens navlug-bevindinge van die Mercury-Atlas 3-sending wat uitgebreide wysigings aan die aanjaer genoodsaak het. Die Atlas vuurpyl (88D), het eers sy finale inspeksie op 30 Junie ondergaan en is eers op 15 Julie by Kaap Canaveral afgelewer. Daar was ook besluit dat Mercury kapsule nr. 9 nie meer gebruik gaan word nie maar wel nommer 8. Laasgenoemde is herwin na die MA-3 lansering en opgeknap. Kapsule 8 was ook die laaste van die ouer modelle met klein vensters aan die bakboordkant en 'n swaar sluitingsmeganisme op die luik. Daar was ook geen landingsak aan boord nie.

Verdere vertragings is ondervind met die Atlas se stuuroutomaat insluitende vervanging van 'n foutiewe giroskoop wat die swaaitempo monitor. Die beplanning was om die ruimtetuig op 22 Augustus te lanseer, maar die datum is uitgestel. Daar was nog verdere vertragings toe ontdek is dat die fabrikaat van transistor wat gebruik is, geneig is om soldeerballetjies te vorm; dus is die laaste week van Augustus gebruik om dié probleem op te los.

Gedurende Augustus het 'n Sowjetunie-ruimteman, Gherman Titov in Vostok 2, vir 'n dag om die Aarde gewentel wat met verbysterende ongeloof in Amerika gade geslaan is en ook paranoia veroorsaak het, veral na die Sowjetpremier Nikita Chroesjtsjof verkondig het dat: *Ons het Gagarin en Titov die ruimte ingestuur en ons kan 'n kernwapen enige plek op Aarde laat val!*.

Hierdie vlug was 'n wentelbaantoets vir die Mercury-opsporingstasies, dit was die eerste Mercuryvlug wat suksesvol in 'n wentelbaan geplaas is, die vorige vlugte was almal sub-orbitale vlugte. Die loonvrag het bestaan ​​uit 'n vlieëniersimulator (om die omgewingskontroles te toets), twee bande met stemopnames (om die opsporingsnetwerk na te gaan), 'n lewensondersteuningstelsel, drie kameras en instrumentasie om vlakke van geraas, vibrasie en bestraling te monitor.

Omdat daar vermoed is dat 'n oorgangspanning die wanfunksionering van MA-3 se programmeerder veroorsaak het (en dat 'n soortgelyke probleem verantwoordelik was vir Big Joe 1 se weiering om die beginstadium te ontkoppel), het Convair die stuuroutomaat toegerus om aan die enjins 'n teenwerkende vermoë te gee. Dit was dus ook 'n doel van die vlug om dit te toets.

Die Atlas-voertuig wat gebruik is om MIDAS 3 in Julie te lanseer, het ook 'n programmeerder-terugstelling ("reset") tydens lansering ondervind, wat geen noemenswaardige effek gehad het, of die satelliet verhinder het om 'n wentelbaan te bereik nie, maar hierdie voorval is deeglik ondersoek weens die probleme met MA-3. 'n Enkele wysiging aan Mercury-voertuie sou behels dat die programmeerder se vermoë om homself in vlug terug te stel, verwyder word.

Voortgesette kommer was die ruwe verbranding en die giroskoop-wanfunksies aangesien hierdie mislukkingsmodusse twee Atlas E-voertuie in Junie vernietig het. Die Spin Motor-rotasiebespeurstelsel ("Spin Motor Rotation Detection System"), wat uitgevind is om te verhoed dat 'n Atlas met 'n onbehoorlik-werkende giroskoop lanseer, was pas ingefaseer en sou eers in 'n Mercury-voertuig verskyn met MA-5.

Die lansering het uiters goed verloop en die dikvellige Atlas het Max Q versnelling oorleef. Die kapsule se werkverrigting was ook uiters goed ten spyte van 'n mate van kommer oor hoë suurstofverbruik in 'n wentelbaan, maar grondbeheerders het dit nie as 'n ernstige probleem beskou nie en die suurstoftoevoer was voldoende vir ten minste 8 wentelbane. Die proses om die kapsule in 'n wentelbaan om te draai sodat sy hitteskild vorentoe wys, was moeiliker as wat verwag is, en het 50 sekondes geneem in plaas van die normale 20 sekondes. Op 'n paar punte tydens die sending het die kapsule se houding effens onstabiel geword as gevolg van die faling van twee stuwers, wat kortstondige telemetrie-uitvalle veroorsaak het. 

Die kapsule het een wentelbaan voltooi voordat dit na die Aarde teruggekeer het. Hertoetreding het een uur en 28 minute na lansering plaasgevind, en het in die Atlantiese Oseaan 176 myl (283 kilometer) oos van Bermuda neergeval. Een uur en 22 minute na die neerdaling het die torpedojaer USS *Decatur* (wat 34 myl van die landingspunt was) die kapsule opgetel, wat in 'n goeie toestand gevind is met min skade van een van die twee opstyg, wentelbaan of hertoetreding. Navlug-ondersoek het bevind dat die suurstoftempo-handvatsel deur oplig-geïnduseerde vibrasie ontwrig is en 'n klep oopgekraak het. Dit het suurstof in die ruimte laat ontsnap, maar nie teen voldoende tempo om 'n telemetrie-waarskuwingsein te aktiveer nie, hoewel dit wel die suurstofwaarskuwingslig in die kapsule geaktiveer het. Die handvatsel is daarna herontwerp om strammer te beweeg. Daar is gevind dat die probleem om die kapsule te heroriënteer na aanjaer-skeiding die gevolg was van 'n oop stroombaan in die girometer.

Die grootste probleem wat op MA-4 teëgekom is, was 'n ongemaklike hoë vlak van opligvibrasie vanaf T+5 tot T+20 sekondes, so nog 'n paar klein wysigings is aan die Atlas se autopilot aangebring. Bob Gilruth, die direkteur van die Bemande Ruimtevlugsentrum, het egter sy vertroue uitgespreek dat die aanjaer nou mensgegradeer is, en dat 'n menslike passasier die vlug sou kan oorleef.

Die MA-4-sending het al sy vlugdoelwitte suksesvol bereik. Dit het die vermoë van die Atlas LV-3B-vuurpyl getoon om die Mercury-kapsule in 'n wentelbaan te lig en van die kapsule en sy stelsels om heeltemal outonoom te werk, en dit het daarin geslaag om foto's van die Aarde te bekom. Nietemin, om aan die veilige kant te wees en nog 'n paar ontwerpveranderings uit te toets, het NASA steeds beplan om nog een onbemande toets uit te voer, voordat die Mercury-Atlas-kombinasie vir 'n bemande vlug gebruik sou word.