水星計畫（英語：Project Mercury）是美國的第一個載人太空飛行計劃，始於 1959 年，終於 1963 年，旨在將人類送入地球軌道。1962 年 2 月 20 日的水星 - 擎天神 6 號實現了這一目標。計劃包含了 20 次不載人發射和 6 次載人發射。早期計劃和研究都是由國家航空諮詢委員會完成的。而最終是由後來成立的 NASA 完成的。其後的 "水星計畫標誌 2" 被重新命名 [1] （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）為雙子星計畫。

計劃的名稱來源於羅馬神話中的速度之神墨丘利（Mercury），Mercury 也是太陽系行星水星的名字，它的移動速度比其他行星都快。計劃名稱取其中速度之意，此外並沒有和水星這顆行星有聯繫。

整個計劃耗資大約 3 億 8400 萬美元。約等於 2010 年的 29 億美元。



研發過程

1958 年 10 月 7 日，NASA 的首位領導人基思・格萊南批准了這個計劃，到 12 月 17 日，才正式對外宣布。

12 月 29 日，北美航空工業公司被授權開發「小喬伊」火箭做測試飛行之用。1959 年 1 月，麥克唐納飛行器公司被選為水星飛船的主承包商，到 2 月，飛船的數量確定為 12 艘。4 月，7 名太空人，即（水星計畫 7 人）被選中參加水星計畫。

1959 年 5 月，北美航空公司交付了第一批兩枚小喬伊火箭，6 月，又交付首批大喬伊火箭。7 月，原定的採用 PGM-19 木星火箭被取消，取而代之使用擎天神火箭。 10 月，奇異交付給麥克唐納燒蝕熱防護盾，安裝在第一艘水星飛船上。12 月，水星 - 紅石 1 號已經安裝在陸軍彈道飛彈局的測試台準備靜態測試。

1960 年 1 月，NASA 於西電公司簽下水星追蹤系統合同，合同價值 3300 萬美元。同在 1 月，麥克唐納交付了第一批定型的水星飛船，離簽署合同不到一年。2 月 12 日， 克里斯多福・克拉夫特上任主持水星的管理協調工作。 4 月，第一艘飛船被運往瓦勒普斯島的試驗基地做逃逸塔測試。5 月 9 日，試驗圓滿完成。



飛船

由於飛船的小尺寸，許多人揶揄飛船是「穿」的，而不是「乘坐」的。1.7 m³ 的有效空間只是略比一名太空人的體積大。飛船內部還有 120 個控制器，55 個電開關，30 個保險絲以及 35 根機械槓桿。飛船由馬克西姆・費格特和 NASA 的太空工作組共同設計。

起初 NASA 並不考慮太空人的乘坐感受，認為他們是設計過程的「次要參與者」，這使得太空人與設計人員之間起了很多衝突。 然而計劃的領導者認為太空人應該掌控飛船，並把個人能力作為計劃成功的重要因素。約翰・格倫在首次軌道飛行時手動姿態調整便是所謂「掌控」的最好證據。太空人還要求一個更大的舷窗並加增手動再入控制器，都得到了滿足。 

在任務的發射階段，飛船和太空人依靠發射逃逸系統來避免受發射事故的危害。逃逸系統是安裝在飛船上方的一個能產生 52,000 磅力 lbf (231 kN) 推力的固體火箭塔。在發射事故產生時，逃逸系統在 1 秒內啟動，將飛船和太空人帶離失效的運載火箭，隨後依靠飛船的降落傘著陸。助推火箭熄火後，逃逸塔完成使命從飛船上脫落，由一枚能產生 800 磅力（3.6KN）的固體火箭工作 1.5 秒提供分離推力。

箭船分離時，飛船上的三枚推力為 400 磅力（1.8KN）的固體火箭點火 1 秒。這三枚火箭成為加速火箭。

飛船隻配備了姿態控制推力器，因此在軌道注入和煞車減速期間，飛船不能改變軌道。飛船高低部分各有 6 個噴射器，每個軸上兩個。噴射器的燃料補給來自兩個分離的燃料罐，一個自動供給，一個手動供給。太空人可以選擇控制噴射器中的任意一個。飛船還被設計為可以完全接受地面控制，以便在太空人無法控制時控制飛船。

飛船有 3 枚固體煞車火箭，每枚推力 1000 磅力 (4.5 kN) ，工作時間 10 秒。但一枚火箭足矣將飛船帶回地球。煞車時一枚火箭先點火，5 秒後第二枚點火，5 秒後第三枚點火。

飛船的頂端有個檔板，飛船再入時如果頂端在前，流過檔板的氣流會將飛船調整為防護盾在前的安全姿態。再入過程中，太空人在軌道段要承受 8G 的加速度，在亞軌道段要承受 11-12G 的加速度。

原始設計時計劃為飛船配備鈹吸熱式防護盾或者燒蝕防護盾，後續試驗確定使用後者。因為燒蝕盾更可靠（可使原設計的盾厚度降低，從而降低飛船重量），更易生產（當時美國只有一家公司生產為數不多的鈹）且更廉價。

NASA 從麥克唐納公司訂購了 20 艘飛船，編號 1 到 20，其中 10,12,15,17 和 19 號沒有使用。3 號和 4 號在無人飛行測試中因事故而被毀。11 號在返回地球後沉沒，直到 38 年後才被從大西洋底打撈上來。一部分飛船在製造後由經過了改進（發射中斷事故後回收，更新設備用於更長的任務），其命名為原編號加字母，如 2B, 15B。某些飛船還被改進兩次，如 15 號飛船先改為 15A，後改為 15B。

NASA 和麥克唐納還製造了許多水星飛船試驗版（包括實體模型，原型，複製品）用來測試飛船回收系統，逃逸塔和運載火箭。



助推火箭

水星計畫使用了三種火箭:


* 小喬伊火箭 - 8 次亞軌道機械測試，2 次運送猴子，以及若干逃逸系統測試。

* 紅石運載火箭 - 4 次亞軌道機械測試，一次運送黑猩猩，2 次載人亞軌道飛行。

* 擎天神運載火箭 - 4 次亞軌道機械測試，2 次在軌飛行，1 次運送黑猩猩，4 次載人軌道飛行。

小喬伊火箭搭載試驗版飛船主要用來進行逃逸塔和飛行中斷程序測試。紅石火箭主要用於亞軌道飛行，擎天神火箭用於軌道飛行。小喬伊火箭是專為水星計畫設計的固體火箭，而擎天神火箭原本是用來運送核彈頭，因運送比彈頭更重的飛船而做了必要的加固。1958 年 10 月，水星 - 朱庇特飛彈也曾被考慮作為亞軌道運載工具，但在 1959 年又因預算原因取消了此計劃。泰坦系列飛彈也曾考慮做水星計畫的運載工具，但計劃付諸實施前水星計畫就終止了，泰坦系列飛彈用於隨後進行的雙子星座計劃。

水星計畫中，也使用了一枚偵察兵火箭，水星 - 偵察兵 1 號計劃運送一顆衛星來評估遍布全球的水星追蹤系統，但衛星隨火箭在飛行 44 秒後由靶場安全系統摧毀。



無人飛行

水星計畫含有 20 次無人發射，並非所有發射都以進入太空為目標，也並非所有發射都達到了預期目標。其中 4 次飛行搭載了靈長類動物，第 15 次發射搭載了一隻叫做山姆的獼猴。（名稱源自空軍的航空太空醫學院 School of Aerospace Medicine 的縮寫）。整個計劃中使用的動物見下表：


* 山姆，一隻獼猴。1959 年 12 月 4 日乘坐小喬伊 2 號到 85 千米高空。

* 山姆小姐，一隻獼猴，1960 年 1 月 21 日乘坐小喬伊 1B 到 15 千米高空。

* 火腿，一隻黑猩猩，1961 年 1 月 31 日乘坐水星 - 紅石 2 號進行亞軌道飛行。

* 以挪士，一隻黑猩猩，1961 年 11 月 29 日成坐水星 - 擎天神 5 號進行軌道飛行。



載人飛行

太空人

美國首批太空人是從 110 名飛行員中甄選出的，選擇他們是因為他們達到生理標準。NASA 在 1959 年 4 月 9 日宣布了這 7 名太空人。但最終只有 6 名太空人上天，斯雷頓由於心臟原因未能執行任務。


* 斯科特・卡彭特，美國海軍 (1925–2013)

* 戈爾登・庫勃，美國空軍 (1927–2004)

* 約翰・格倫，美國海軍陸戰隊 (1921-2016)

* 維吉爾・格里森，美國空軍 (1926–1967) 死於阿波羅 1 號的預發射測試

* 瓦爾特・施艾拉，美國海軍 (1923–2007)

* 艾倫・謝潑德，美國海軍 (1923–1998)

* 迪克・斯雷頓，美國空軍 (1924–1993) 1962 年因心律不齊放棄飛行，1975 年參加阿波羅 - 聯盟測試計劃

自謝潑得的「自由 7 號」起，之後的每名太空人都為他們的飛船取一個以「7 號」結尾的名字，以彰顯他們的團隊精神。

載人發射



水星計畫飛行標誌

公眾所接觸到的所謂水星計畫飛行標誌都是某些人在水星計畫結束以後很久才創作的，而水星計畫的太空人所佩帶的標誌只是 NASA 的標誌加個人姓名，這才是真的水星計畫飛行標誌。



水星計畫郵票

1962 年，美國郵政部門為紀念首位在軌飛行的太空人特別發行一種紀念郵票。這是美國郵政史上首次出現描繪載人太空飛行的郵票。郵票於 1962 年 2 月 20 日在卡納維拉爾角銷售，當天，首位美國太空人進入地球軌道。



參考來源



延伸閱讀



外部連結


* 水星計畫首頁

* Project Mercury A Chronology (Prepared by James M. Grimwood) （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

* Space Medicine In Project Mercury By Mae Mills Link （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

* Project Mercury Drawings and Technical Diagrams （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

* 水星計畫模擬器（Mac&PC （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

* The Mercury Redstone Project (PDF) December 1964 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

* Project Mercury familiarization manual (PDF) November 1961 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

* Various PDFs of historical Mercury documents including familiarization manuals. （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

* NASA History Series Publications（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） (many of which are on-line)

* U.S. Spaceflight History- Mercury Program



參見


* 人類最早進入太空計劃