參、準備升空
經過幾年的精心準備後首次飛行計劃終於出爐,計劃中用於將太空艙帶進太空的兩款以液態燃料推進的兩節式運載火箭,一款是全長27.7公尺,直徑2公尺的SSM-A-14(PGM-11A)紅石式(Redstone);另一款是SM-65(CGM-16)擎天神式(Atlas)。這兩款運載火箭在研發階段時都曾經歷多次失敗,因通用電氣(General Electric)研製的紅石火箭在試飛的不同階段時突然失控並發生爆炸,最後NASA選擇由洛克希德(Lockheed)研製,系統運作較穩定的擎天神洲際彈道飛彈(ICBM, Intercontinental Ballistic Missile),在稍做修改後以執行水星計劃的發射任務。

擎天神式洲際彈道飛彈全長47.5公尺,直徑2公尺,鼻端減阻罩長11.6公尺,空重16.2噸,升空重19.7噸。飛彈為兩節式設計,第一節使用一具推力26.5噸,以RP-1煤油(Kerosene)與液態氧(Liquid Oxygen)為推進劑的洛克達因(Rocketdyne)MA-5液態燃料火箭發動機(Liquid Rocket Engine);第二節使用兩具總推力14.8噸,以液態氧及液態氫(Liquid Hydrogen)為推進劑的普萊特‧惠特尼(Pratt & Whitney)RL10A-3-3A發動機。

因在1959年10月發展成功並完成部署的擎天神式洲際彈道飛彈,其推進劑必須使用超低溫的液態氧(Liquid Oxygen)及液態氫(Liquid Hydrogen),故只能在發射之前才進行裝填。由於整個燃料裝填工作需耗時十幾個小時甚至一天以上,因此在軍事上無法應付緊急情況。此外這時期的洲際彈道飛彈在發射前需直立於發射臺上,在亳無防備的狀態下進行發射前讀秒,極易遭受敵人的先制攻擊並受到破壞。所以在擎天神服役數年後,即被第二代洲際彈道飛彈取代,而改用在太空計畫用途上。目前NASA或美國空軍(USAF)在發射人造衛星時,還有部分使用這一系列火箭,以節省藉由太空梭系統(Space Shuttle System)代為發射的昂貴經費。

1961年正值冷戰的顛峰時期,這一領域的競爭到了相當白熱化的地步,美蘇兩強都忙著挑選及訓練太空人,並建造、測試太空艙。計劃總執行者華特‧勃克(Walter F. Burke)堅持將黑猩猩(Chimpanzee)放在軌道船中發射到太空,以測試、驗證太空艙及各項系統的功能。在同年1月31日的MR-2任務後,又於11月29日進行相同的MA-5驗證任務,這兩次以黑猩猩替代人類為測試對象的太空飛行任務後,驗證所研製的太空艙具備載人進入太空,並執行任務的能力。

1959年4月NASA挑選出七名太空人參加水星計劃的密集任務,這七個人成為全世界眾所皆知的美國早期太空人,分別是史考特.卡本特(M. Scott Carpenter)、戈登.庫伯(L. Gordon Cooper)、約翰.葛倫(John H. Glenn)、維吉爾.葛瑞森(Virgil I. "Gus" Grissom)、華特.薛拉(Walter M. Schirra)、艾倫.薛波(Alan B. Shepard)和唐納德.史雷頓(Donald K. Slayton)。NASA決定由薛波打頭陣,然而前蘇聯的太空飛行技術再度超越美國。

1961年4月12日前蘇聯成功發射人類有史以來首度搭載太空人的太空艙:東方一號(Vostok 1),在軌道上環繞地球一圈的尤里‧加加林(Yuri Gagarin, 1934-1968)成為首先完成此項創舉的太空人,在軌道停留108分鐘。東方一號軌道船高約6.7公尺,直徑4.3公尺,總重4,734.5公斤。此種囊型太空艙的設計,包含太空人所乘坐的指揮艙及供應指揮艙電力,並提供推進動力的設備艙兩部份,此種設計特色亦為往後二十多年內,各國載人太空艙之設計參考。指揮艙設計為圓球狀以與設備艙隔離,於軌道船返回地球時展開降落傘,以降低重返地面的速度,很幸運的太空人加加林於指揮艙著陸時並未受傷,任務成功的完成。

在前蘇聯搶先於美國將太空人送上太空後,並成為人類歷史上首先進入太空的人。NASA因此受到美國國內輿論的強烈指責,認為不應讓前蘇聯搶在美國之前。於是NASA決定在兩次以黑猩猩的驗證任務中,穿插由太空人薛波執行的載人太空艙任務,並寄望他能將美國在這場太空競賽中的名次稍稍往前一些。當時美國的太空計劃及軌道船技術尚處起步階段,且運載火箭由曾於研發階段發生過發射失敗,並不保證在載人升空時會不會發生問題,這對於太空人還是計劃本身來講,都是很嚴苛的挑戰。

肆、首批上太空的美國人
佛州卡納維爾角(Cape Canaveral)NASA的太空中心(SC, Space Center)發射場,時間是1961年5月5日上午08:30,打頭陣的薛波從LC-5發射臺的發射塔進入位在擎天神一型火箭第二節頂端的自由七號(Freedom 7)太空艙的船艙,準備執行MR-3任務。在09:43薛波與自由7號一起被運載火箭送入了太空,在187公里高度的軌道上進行了15分28秒的軌道飛行後返回地球。太空艙在距離卡納維拉爾角西方488公里的大西洋(Atlantic)海面降落,整個降落過程持續了15分鐘左右,被在附近待命的航空母艦所派出的直昇機將薛波接起,並由另一架直昇機將軌道船自海面上吊掛起來。與前蘇聯太空人加加林所不同的是,薛波在飛行過程中可以控制軌道船的姿態,與載具內的設備。任務完成後,薛波成為第一個進入太空的美國人,在NASA完成美國首次載人太空飛行任務後不久,美國總統約翰.甘迺迪(John F. Kennedy, 1917-1963)宣佈美國要在1970年以前完成載人的登陸月球任務,以搶先登陸月球。

緊接著在薛波之後的葛瑞森於1961年7月21日07:20的MR-4任務搭乘自由鐘七號(Liberty Bell 7)太空艙由同一發射臺升空,任務內容和薛波類似,葛瑞森是作189公里高度的次軌道飛行(Suborbital),飛行了15分37秒。不過這艘太空艙的艙門與之前的設計不同,它是具有窗戶、新的手動控制系統和裝有引爆藥的改良式艙門。在葛瑞森成功的將自由鐘七號降落在預定海面後,艙門卻過早炸開,洶湧的海水開始灌入艙內。葛瑞森成功逃了出來,但是海軍的回收直昇機無法把灌滿水的太空艙拉上來,於是直昇機放棄自由鐘七號任其沈沒。自由鐘七號沉在大西洋海底38年後,於1999年5月1日經美國一支海底探險小組人員,在距佛州卡納維拉角西方約450公里外的5,000公尺深海處發現自由鐘七號,打撈上來的自由鐘七號艙體還閃閃發亮,艙體表面所漆字樣仍清晰可見。

1962年2月20日09:47在LC-14發射臺發射的MA-6任務,由葛倫乘友誼7號(Friendship 7)太空艙升空,成為第一個在軌道上環繞地球三圈的美國太空人,在軌道上飛行了4小時48分27秒。卡本特在同年5月24日07:45於MA-7任務乘極光七號(Aurora 7)太空艙在同一發射臺升空,軌道飛行時間4小時39分32秒,任務內容與葛林相同。10月3日薛拉乘Σ七號(Sigma 7)升空執行MA-8任務,在軌道上飛行達9小時13分11秒,並繞行地球六圈。水星計劃最後一次的MA-9任務由庫伯執行,於1963年5月15日升空,以忠誠七號(Faith 7)太空艙在軌道創下飛行一天又10小時19分49秒,且繞行地球22圈半的記錄。

伍、後記
水星計畫進行的同時提供了科學家足夠的資料和相關技術,於是NASA開始著手進行下一步可載雙人進入軌道的太空艙計劃-雙子星計畫(Project Gemini),並逐步朝登陸月球這個大目標邁進。

而這批太空人呢?由於薛波耳朵內部受到輕微損傷,不能升空,於是暫時擔任訓練新進太空人的任務。幾年後薛波接受一次外科手術,以治療耳朵的舊傷。在1971年1月31日阿波羅14號(Apollo-14)的任務,薛波與另一位組員登陸在月球的費拉摩洛地區。在參與水星計劃的這批資深太空人中,薛波是唯一一位在月球漫步的並打高爾夫球的人(慣性實驗)。

1998年薛波去世,參與水星計劃的這批資深太空人葛倫、卡本特、薛拉及庫伯仍然健在,曾任美國前參議員的葛倫,甚至在1998年10月29日NASA甘迺迪太空中心(KSC, John F. Kennedy Space Center)編號STS-95的哈伯太空望遠鏡(HST, Hubble Space Telescope)保養任務中,乘坐太空梭發現號(OV-103, Discovery)回到太空,以77歲寫下最高齡的太空人記錄。
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