ميركوري-ريدستون 4

كانت مركبة ليبرتي بيل 7 مزودة أيضًا بفتحة تفجيرية جديدة. تسمح هذه الفتحة لرائد الفضاء بالخروج من المركبة بسرعة في حالات الطوارئ. كما يمكن لفرق الإنقاذ تفعيل الفتحة التفجيرية من خارج المركبة بسحب حبل خارجي. تُعدّ كل من الفتحة التفجيرية والحبل من الميزات القياسية لمقاعد القذف المستخدمة في الطائرات العسكرية، ولكن في تصميم ميركوري، كان على الطيار الخروج من المركبة بنفسه أو أن يتم إخراجه بواسطة فرق الإنقاذ. كانت إجراءات الخروج الأصلية تتمثل في التسلق عبر حجرة الهوائي بعد إزالة حاجز ضغط صغير. كانت هذه عملية صعبة وبطيئة. وكان إخراج رائد فضاء مصاب أو فاقد للوعي عبر الفتحة العلوية شبه مستحيل. كانت الفتحة الجانبية الأصلية مُحكمة الإغلاق بـ 70 مسمارًا ومغطاة بعدة ألواح من ألواح المركبة الفضائية، مما جعل فتحها عملية بطيئة. ^{[ 2 ]}

ابتكر مهندسو شركة ماكدونيل للطائرات نوعين مختلفين من فتحات الفتح السريع لمركبة ميركوري الفضائية. كان النوع الأول مزودًا بمزلاج، واستُخدم في مهمتي الشمبانزي هام MR-2 وشيبارد MR-3. أما التصميم الثاني فكان عبارة عن فتحة فتح متفجرة. بلغ وزن فتحة الفتح السريع المزودة بمزلاج 31 كيلوغرامًا ، وهو وزن زائد جدًا لاستخدامه في النسخة المدارية من المركبة الفضائية. استخدم تصميم الفتحة المتفجرة مسامير التصميم الأصلي البالغ عددها 70 مسمارًا، ولكن كل مسمار من التيتانيوم بقطر 6.35 ملم (ربع بوصة) كان يحتوي على ثقب بقطر 1.5 ملم (0.06 بوصة) لتوفير نقطة ضعف. تم تركيب فتيل تفجير خفيف (MDF) في قناة بين الختمين الداخلي والخارجي حول محيط الفتحة. عند اشتعال الفتيل، يتسبب ضغط الغاز الناتج بين الختمين في تمزق المسامير تحت تأثير الشد.     

كانت هناك طريقتان لتفجير الفتحة المتفجرة أثناء عملية الإنقاذ. يوجد داخل الفتحة مكبس ذو مقبض. يستطيع الطيار إزالة دبوس والضغط على المكبس بقوة 25 نيوتن ( 5 أو 6 _أرطال ) . يؤدي ذلك إلى تفجير الشحنة المتفجرة، التي بدورها تقطع البراغي السبعين وتدفع الفتحة لمسافة 7.6 متر (25 قدمًا) في ثانية واحدة. أما إذا تُرك الدبوس في مكانه، فستكون هناك حاجة إلى قوة 180 _نيوتن (40 رطلًا ) لتفجير البراغي. يستطيع المنقذ الخارجي فتح الفتحة عن طريق إزالة لوحة صغيرة بالقرب منها وسحب حبل الأمان. يبلغ وزن الفتحة المتفجرة 10 كيلوغرامات (23 رطلًا) .        

استُبدلت النافذة شبه المنحرفة الجديدة في مركبة ليبرتي بيل 7 بفتحتين جانبيتين بقياس 250 مم (10 بوصات ) كانتا موجودتين في مركبة فريدوم 7. صممت شركة كورنينج جلاس ووركس في كورنينج، نيويورك، وطورت الألواح متعددة الطبقات التي تشكل النافذة الجديدة. كان اللوح الخارجي مصنوعًا من زجاج فيكور بسماكة 8.9 مم (0.35 بوصة) ، ويتحمل درجات حرارة تتراوح بين 820 و980 درجة مئوية (1500 إلى 1800 درجة فهرنهايت) . أما اللوح الداخلي، فكان مصنوعًا من ثلاثة ألواح زجاجية داخلية ملتصقة لتشكيل لوح داخلي واحد. كان أحد الألواح عبارة عن صفيحة من زجاج فيكور بسماكة 4.3 مم (0.17 بوصة) ، بينما كانت الألواح الأخرى من الزجاج المقسى. كانت مجموعة النوافذ الجديدة هذه بنفس قوة أي جزء من وعاء ضغط المركبة الفضائية.        

تضمنت أدوات التحكم اليدوية في مركبة ليبرتي بيل 7 نظامًا جديدًا للتحكم في معدل الحركة. وقد أتاح هذا النظام تحكمًا دقيقًا في حركات وضعية المركبة الفضائية من خلال لفات صغيرة لوحدة التحكم اليدوية. في السابق، كان الحفاظ على الوضعية المطلوبة يتطلب تحريكًا متكررًا للجهاز. وقد وفر نظام تخميد معدل الحركة، أو نظام تعزيز معدل الحركة، خصائص تحكم أدق وأسهل، بالإضافة إلى وسيلة احتياطية لتشغيل محركات الدفع الخاصة بالانحراف والالتفاف والدوران. ^{[ 2 ]}

قبل مهمة ميركوري-ريدستون 4، توصل مهندسو مركز لويس للأبحاث وفريق مهام الفضاء إلى أن إطلاق الصواريخ الموجهة باتجاه الأمام داخل محول المركبة الفضائية المعززة، بدلاً من إطلاقها في العراء، يُولّد قوة دفع أكبر بنسبة 78%. وقد حقق ذلك فصلاً أكبر بين المركبة الفضائية والمعزز من خلال تأثير يشبه "طلقة مسدس". وباستخدام هذه التقنية، انفصلت المركبة الفضائية بسرعة تقارب 8.6 متر/ثانية (28.1 قدم /ثانية) بدلاً من 4.6 متر/ثانية (15 قدم/ثانية) باستخدام الإجراء القديم. وقد استفادت مهمة ميركوري-ريدستون 4/ ليبرتي بيل 7 من هذا الإجراء الجديد. ^{[ 2 ]}    

شملت التغييرات الإضافية على مكونات مركبة ليبرتي بيل 7 إعادة تصميم غطاء حلقة التثبيت الخاصة بمحول ريدستون بين المركبة الفضائية، وإضافة حشوة إسفنجية لمنطقة الرأس في مقعد الطيار. استُخدمت هذه التغييرات في الغطاء والحشوة الإسفنجية لتقليل الاهتزازات التي يشعر بها الطيار أثناء مرحلة الإطلاق. كما أُعيد ترتيب لوحة عدادات المركبة الفضائية لتحسين رؤية العين. ^{[ 2 ]}

اعترف غريسوم لاحقًا خلال جلسة استجواب ما بعد الرحلة بأنه شعر "ببعض الخوف" عند الإقلاع، لكنه أضاف أنه سرعان ما استعاد ثقته بنفسه مع ازدياد التسارع. وعندما سمع هدير المحرك عند منصة الإطلاق، ظن أن عداد الوقت المنقضي قد بدأ متأخرًا. ومثل شيبارد، انبهر غريسوم بسلاسة الإقلاع، لكنه لاحظ بعد ذلك اهتزازات تزداد حدة تدريجيًا. إلا أن هذه الاهتزازات لم تكن عنيفة بما يكفي للتأثير على بصره.

تم إغلاق ضغط مقصورة غريسوم عند الارتفاع المناسب، حوالي 8.2 كيلومتر (27000 قدم ) ، وشعر بسعادة غامرة لأن نظام التحكم البيئي كان يعمل بشكل جيد. كانت درجة حرارة المقصورة وبدلة الطيران مريحة للغاية، حيث بلغت حوالي 14.2 و 36.1 درجة مئوية (57.5 و 97 درجة فهرنهايت) على التوالي . راقب غريسوم عداداته لمعرفة معدل ميل طائرة ريدستون، ولاحظ أنها تتبع التعليمات المبرمجة، حيث تميل بمعدل درجة واحدة في الثانية تقريبًا.    

أثناء تسارع مقداره 3 جي (29 م/ث² ⁾ في المرحلة الصاعدة من رحلته، لاحظ غريسوم تغيراً مفاجئاً في لون الأفق من الأزرق الفاتح إلى الأسود القاتم. تشتت انتباهه بسبب صوت إطلاق صاروخ البرج في الموعد المحدد. شعر غريسوم بالانفصال، وراقب البرج من النافذة وهو ينجرف بعيداً، تاركاً وراءه دخاناً، إلى يمينه. بعد دقيقتين و22 ثانية من الإطلاق، توقف محرك روكيتداين الخاص بصاروخ ريدستون بعد أن بلغت سرعته 6561 قدم/ث (2000 م/ث) . شعر غريسوم بدوار شديد أثناء الانتقال من التسارع العالي إلى الصفر، ورغم أنه اعتاد على هذا الشعور في تدريبات جهاز الطرد المركزي، إلا أنه فقد توازنه للحظة.    

انطلقت مركبة ريدستون لمدة عشر ثوانٍ بعد توقف محركها، ثم دوى صوت حاد معلناً أن الصواريخ الموجهة للأمام تفصل المركبة الفضائية عن الصاروخ المعزز. ورغم أن غريسوم كان يحدق من نافذته طوال مناورة دوران سفينته، ​​إلا أنه لم يرَ الصاروخ المعزز.

بعد إتمام عملية الإقلاع والهبوط، أصبح طيار القوات الجوية لأول مرة طيارًا فضائيًا، متوليًا التحكم اليدوي النسبي. كانت رغبته الدائمة في النظر من النافذة تُصعّب عليه التركيز على مهام التحكم. أخبر شيبارد في مركز التحكم في مركبة ميركوري أن منظر أفق الأرض، الذي يمتد على قوس طوله 1300 كيلومتر (800 ميل) عند أعلى ارتفاع، كان مذهلاً. لم تكن أجهزته تضاهي روعة المشهد في الأسفل. ^{[ 4 ]}  

التفت غريسوم على مضض إلى أزرار التحكم وعصا التحكم، وأجرى تغييرًا في زاوية ميل الطائرة، لكنه تجاوز الحد المطلوب. حاول ضبط وضعية الطائرة يدويًا، محاولًا تقليل الاهتزازات، ثم أجرى حركة دوران حول محورها، لكنه تجاوز الحد المطلوب. وبحلول الوقت الذي وصل فيه إلى الوضعية الصحيحة، كان الوقت القصير المخصص لهذه المناورات قد استُنفد، لذا ألغى حركة الدوران تمامًا. وجد غريسوم أن أدوات التحكم اليدوية بطيئة جدًا مقارنةً بجهاز محاكاة إجراءات ميركوري. ثم انتقل إلى نظام التحكم الجديد في معدل الدوران، ووجد استجابة مثالية، على الرغم من ارتفاع استهلاك الوقود.

بعد مناورات الميلان والانعطاف، قام غريسوم بحركة دوران ليتمكن من رؤية الأرض من نافذته. ظهرت بعض الأراضي تحت السحب (تبين لاحقًا أنها غرب فلوريدا حول منطقة أبالاتشيكولا) في الأفق الضبابي، لكن الطيار لم يتمكن من تحديدها. وفجأة، ظهر رأس كانافيرال بوضوح تام لدرجة أن غريسوم وجد صعوبة في تصديق أن مداه المائل تجاوز 240 كيلومترًا (150 ميلًا) . ^{[ 4 ]}  

رأى جزيرة ميريت، ونهر بانانا، ونهر إنديان، وما بدا أنه مدرج مطار كبير. جنوب كيب كانافيرال، رأى ما اعتقد أنه ويست بالم بيتش.

مع وصول ليبرتي بيل 7 إلى ارتفاع 190.32 كيلومترًا (118.26 ميلًا) ، حان وقت توجيه المركبة الفضائية إلى وضعية العودة إلى الغلاف الجوي. بدأ غريسوم عملية إطلاق الصواريخ العكسية، وبدأت المركبة بالهبوط في مسار مقوس. وصل نبضه إلى 171 نبضة في الدقيقة. منحه إطلاق الصواريخ العكسية شعورًا غريبًا ومميزًا بأنه عكس مساره في الفضاء، وأنه في الواقع يتحرك للأمام. وبينما كان يهوي إلى الأسفل، رأى ما بدا أنه صاروخان من الصواريخ العكسية المستهلكة يمران عبر مجال رؤية المنظار بعد إطلاق حزمة الصواريخ العكسية.  

أثناء إمالة المركبة الفضائية بزاوية 14 درجة عن الوضع العمودي للأرض للدخول في الغلاف الجوي، حاول الطيار رؤية النجوم من نافذة المراقبة. لكن وهج ضوء الشمس ملأ المقصورة، مما صعّب قراءة مؤشرات لوحة التحكم، وخاصة تلك ذات الأضواء الزرقاء. اعتقد غريسوم أنه ما كان ليلاحظ ضوء تسارع الجاذبية الأرضية 0.05 غرام (0.5 م/ث² ⁾ لو لم يكن يعلم أنه على وشك الوميض.  

لم يُمثّل دخول الغلاف الجوي أي مشكلة. لم يشعر غريسوم بالتذبذبات التي أعقبت زيادة التسارع، بل اقتصرت رؤيته على مؤشرات معدل الدوران. في هذه الأثناء، واصل إبلاغ مركز التحكم في مركبة ميركوري بقراءة التيار الكهربائي، وكمية الوقود، والتسارع، وغيرها من مؤشرات الأجهزة. تصاعدت قطرات التكثيف والدخان من الدرع الحراري على ارتفاع حوالي 20 كيلومترًا (65000 قدم ) بينما كانت مركبة ليبرتي بيل 7 تغوص عائدةً إلى الغلاف الجوي.  

انفتحت مظلة الكبح في الموعد المحدد على ارتفاع 6.4 كيلومترات . قال غريسوم إنه شاهد عملية الفتح وشعر ببعض النبضات الناتجة، لكنها لم تكن كافية لإثارة قلقه. انفتحت المظلة الرئيسية على ارتفاع 3.7 كيلومترات ، أي أعلى بحوالي 300 متر من الارتفاع التصميمي المحدد. أثناء مراقبة المظلة الرئيسية وهي تنفتح، لاحظ غريسوم تمزقًا على شكل حرف L بطول 150 ملم وثقبًا آخر بطول 51 ملم في غطاء المظلة. على الرغم من قلقه حيال ذلك، لم تتسع الثقوب، وسرعان ما تباطأ معدل هبوطه إلى حوالي 8.5 متر في الثانية . بعد تفريغ وقود التحكم بالبيروكسيد، بدأ الطيار في إرسال قراءات لوحة التحكم.            

أكد صوت "طقطقة" هبوط حقيبة الهبوط استعدادًا للارتطام. ثم أزال غريسوم خرطوم الأكسجين وفتح قناعه، لكنه أبقى خرطوم تهوية البدلة موصولًا عمدًا. كان الارتطام أخف مما توقع، مع أن المركبة الفضائية مالت في الماء حتى استقر غريسوم على جانبه الأيسر. ظن أنه يواجه الأسفل. استعادت المركبة توازنها تدريجيًا، وعندما خرجت النافذة من الماء، تخلص غريسوم من المظلة الاحتياطية وشغل مفتاح أجهزة الإنقاذ. بدت مركبة ليبرتي بيل 7 محكمة الإغلاق، رغم أنها كانت تتمايل بشدة مع الأمواج.

استعدادًا لعملية الإنقاذ، خلع خوذته وتأكد من جاهزيته للخروج من المركبة الفضائية. لم ينفتح حاجز الرقبة بسهولة؛ فقام غريسوم بتعديل طوق بذلته لضمان طفوه في حال اضطر للخروج من المركبة بسرعة. عندما كانت مروحيات الإنقاذ، التي انطلقت مع بداية الإطلاق وتابعت آثار التكثيف وهبوط المظلة بصريًا، لا تزال على بُعد حوالي 3.2 كيلومتر من نقطة الارتطام، التي كانت تبعد 4.8 كيلومتر فقط عن مركز الهدف ، اتصل الملازم جيمس ل. لويس، قائد مروحية الإنقاذ الرئيسية، بغريسوم لاسلكيًا ليسأله إن كان جاهزًا للإنقاذ. فأجاب بأنه يريدهم أن ينتظروا خمس دقائق ريثما يسجل بيانات لوحة قمرة القيادة. كان استخدام قلم الشمع مع قفازات بذلة الضغط صعبًا، وتسببت تهوية البذلة في انتفاخ حاجز الرقبة عدة مرات، لكن غريسوم وضع إصبعه ببساطة بين الرقبة والحاجز للسماح للهواء بالخروج.    

انفجرت الفتحة

بعد تسجيل بيانات اللوحة، طلب غريسوم من المروحيات بدء الاقتراب لالتقاط المركبة. أزال دبوس تفجير غطاء الفتحة واستلقى على الأريكة. قال لاحقًا: "كنت مستلقيًا هناك، منشغلًا بأموري، عندما سمعت صوت ارتطام مكتوم". طار غطاء الفتحة، وتناثرت مياه البحر المالحة داخل المركبة الفضائية وهي تطفو في المحيط. بدأت الكبسولة تتسرب إليها المياه وبدأت تغرق.

واجه غريسوم صعوبة في تذكر ما فعله في تلك اللحظة، لكنه كان متأكدًا من أنه لم يلمس زر فتح الباب. كان قد فكّ حزام الأمان الخاص به في وقت سابق؛ ثم خلع خوذته، وأمسك بلوحة العدادات بيده اليمنى، وصعد عبر فتحة الباب.

قال مساعد طيار أقرب مروحية إنقاذ إنه بينما كان يستعد، وفقًا للإجراءات المتبعة، لقطع هوائي المركبة الفضائية باستخدام قاطع يعمل ببطارية مثبتة في نهاية عمود، طار غطاء الفتحة، وارتطم بالماء على بعد حوالي 1.5 متر ، ثم ارتد فوق الأمواج. بعد ذلك رأى غريسوم يتسلق عبر الفتحة ويسبح بعيدًا.  

فشل استعادة المركبة الفضائية

بعد أن تجاهل رائد الفضاء السباح، أكمل لويس اقترابه من المركبة الفضائية الغارقة، حيث كان هو ومساعده الطيار جون راينهارد عازمين على انتشالها. كان هذا التصرف رد فعلٍ مشروطًا مبنيًا على خبرة تدريبية سابقة. أثناء التدريب قبالة شواطئ فرجينيا، لاحظ طيارو المروحية أن رواد الفضاء بدوا مرتاحين في الماء ويستمتعون به. لذا، قام راينهارد بقطع هوائي التردد العالي بسرعة بمجرد وصول المروحية إلى ليبرتي بيل 7. ألقى راينهارد أداة قطع الهوائي جانبًا، ثم التقط عصا الاستعادة ذات الخطاف، وأدخلها بحرص في حلقة الاستعادة أعلى المركبة الفضائية. في هذه الأثناء، كان لويس قد أنزل المروحية لمساعدة راينهارد في مهمته حتى أصبحت عجلاتها الثلاث مغمورة في الماء. غرقت الكبسولة واختفت عن الأنظار، لكن عصا الالتقاط اهتزت مع شد الكابل المتصل بها، مما أشار لطياري المروحية إلى نجاحهم في الإمساك بها.

استعد راينهارد على الفور لتسليم رائد الفضاء العائم إلى رافعة الأفراد، لكن في تلك اللحظة أطلق لويس تحذيراً بأن ضوء كاشف يومض على لوحة العدادات، مما يشير إلى وجود شظايا معدنية في حوض الزيت نتيجةً لإجهاد المحرك. ونظراً لاحتمالية تعطل المحرك، طلب لويس من راينهارد سحب رافعة الأفراد بينما استدعى المروحية الثانية لإنقاذ غريسوم.

في هذه الأثناء، وبعد أن تأكد غريسوم من عدم تعلقه بأي حبال، لاحظ أن المروحية الرئيسية تواجه صعوبة في رفع المركبة الفضائية الغارقة. سبح عائدًا إلى المركبة الفضائية ليرى إن كان بإمكانه المساعدة، لكنه وجد الكابل موصولًا بإحكام. عندما نظر إلى الأعلى بحثًا عن حبل الأفراد، رأى المروحية تبدأ بالابتعاد.

فجأةً، أدرك غريسوم أنه لم يعد يطفو على سطح الماء كما كان من قبل. طوال الوقت الذي قضاه في الماء، كان يشعر بتسرب الهواء من فتحة رقبته. كلما فقد المزيد من الهواء، قلّت قدرته على الطفو. علاوة على ذلك، كان قد نسي إحكام إغلاق صمام مدخل بذلته. أصبحت السباحة صعبة، ومع اقتراب المروحية الثانية، وجد أن دوامة الهواء الناتجة عن دوران المروحيتين تزيد من صعوبة السباحة. كان غريسوم يطفو تحت الأمواج، خائفًا وغاضبًا، ويبحث عن سباح من إحدى المروحيتين ليساعده على البقاء طافيًا. ثم لمح وجهًا مألوفًا، وجه جورج كوكس، على متن المروحية الثانية. كان كوكس هو مساعد الطيار الذي أنقذ الشمبانزي هام وشيبارد في رحلة ميركوري الأولى. وبينما كان رأسه بالكاد فوق الماء، وجد غريسوم في رؤية كوكس مصدرًا للتشجيع.

ألقى كوكس حبل النجاة، الذي يشبه طوق الحصان، مباشرةً إلى غريسوم، الذي لفّ نفسه به على الفور بشكل معكوس. لم يعد عدم اتباع الأساليب التقليدية مهمًا لغريسوم الآن، فقد كان في طريقه إلى بر الأمان في المروحية، على الرغم من أن الأمواج غمرته مرتين أخريين قبل أن يصعد على متنها. كان أول ما فكر فيه هو ارتداء سترة النجاة. كان غريسوم إما يسبح أو يطفو لمدة أربع أو خمس دقائق فقط، "مع أنها بدت لي وكأنها دهر"، كما قال لاحقًا.

بينما كانت المروحية الأولى تبتعد عن غريسوم، واجهت صعوبة في رفع المركبة الفضائية بما يكفي لتفريغ الماء من كيس الارتطام. في لحظة ما، كادت المركبة الفضائية أن تخرج من الماء، لكنها، كمرساة، منعت المروحية من التقدم. بلغ وزن الكبسولة المغمورة أكثر من 2300 كيلوغرام ، أي ما يزيد عن قدرة المروحية على الرفع بمقدار 450 كيلوغرام . قرر الطيار، وهو يراقب ضوء التحذير الأحمر المستمر، عدم المخاطرة بفقدان مركبتين في يوم واحد . قام أخيرًا بفك الحبل، مما سمح للمركبة الفضائية بالغرق بسرعة. اقترح مارتن بيرنز، على متن حاملة الطائرات، وضع علامة في تلك النقطة حتى يمكن استعادة المركبة الفضائية لاحقًا. نصح الأدميرال جيه إي كلارك بيرنز بأن العمق في تلك المنطقة يبلغ حوالي 5.1 كيلومتر .