A Mercury–Redstone–4 az Egyesült Államok második űrrepülése volt emberrel a fedélzeten a Mercury-program keretében. A repülés a Mercury–Redstone–3 megismétlése, egy hozzávetőleg negyedórás szuborbitális repülés, ún. űrugrás volt a Redstone rakéta és a Mercury űrhajó felhasználásával. Az űrhajó 1961. július 21-én startolt Cape Canaveral LC–5 jelű indítóállványáról és 15 perc 37 másodperc repülés után a Bahama-szigetektől északkeletre, a starthelytől 486 km-re csobbant az Atlanti-óceánba. Az űrhajó fedélzetén Gus Grissom űrhajós utazott (tartalékként pedig John Glenn állt készenlétben), akinek az űrhajó irányításával és a földfelszín megfigyelésével kapcsolatos feladatai voltak. Az űrhajós a Liberty Bell 7 nevet adta az űrhajónak (ez a jelzés szolgált a repülés során rádió hívójelként is).
Leszállás után a Mercury-kabin – az előző tapasztalatok alapján továbbfejlesztett, lerobbantható – ajtaja kirobbant a helyéről (Grissom állítása szerint önmagától), és a Liberty Bell 7 a kiemelési kísérlet ellenére az Atlanti-óceán mélyére süllyedt, kis híján utasa fulladását okozva. A mentésre küldött USS Randolph repülőgép-hordozó helikopterei végül Grissomot sikeresen kimentették, ám a kutatási adatok nagy része a kabinnal együtt az óceán fenekére merült.
A 4,5 kilométeres mélységből 1999. július 20-án Curt Newport roncskutató és az Oceaneering Inc. cég szervezte, a Discovery Channel televíziós csatorna által szponzorált expedíció hozta fel.
Személyzet
Tartalék személyzet
(1) Zárójelben a sikeres űrrepülések száma személyenként, beleértve ezt a küldetést is.
Előzmények
Az Egyesült Államok 1958-ban indította el a Mercury-programot, amelynek célja a Szovjetunió utolérése és megelőzése volt az űrversenyben. E célt az első ember világűrbe juttatásával tervezte elérni a frissen létrehozott NASA. Ehhez kifejlesztettek egy vadonatúj űrhajót és a hadsereg, a légierő, valamint a haditengerészet kísérleti programjaiból származó interkontinentális ballisztikus rakétákat alakították át az űrkísérletekhez. Hosszú és sok esetben kudarcokkal teli tesztsorozatot és a program űrugrásokra és orbitális repülésekre megosztását követően 1961. tavaszára érkezett el az idő az első ember űrbe bocsátására. Ám a Vosztok–1 és Jurij Gagarin 1961. április 12-i repülésével a szovjetek elvették az elsőséget a NASA-tól. Az amerikai elnök nyomására ekkor a NASA is végrehajtotta az első űrrepülését – bizonyítandó az amerikai közvélemény előtt, hogy Amerika is állja a versenyt az űrteljesítmények terén.
Alan Shepard repülése
A NASA az orbitális repülések előkészületeinek sorozatos problémái és az ebből fakadó késlekedés miatt egy alternatív lehetőség irányába fordult, amely egyrészt olcsóbb teszteket tett lehetővé, másrészt hamarabb lehetett általa egy űrrepülést kivitelezni. Ez a lehetőség a szuborbitális repülés, vagy más néven az ún. űrugrás volt (igaz ez a metódus inkább szólt a laikus közvéleménynek, mintsem kecsegtetett igazi sikerrel, mivel az így felbocsátott űrhajó nem végzett igazi űrrepülést – amelynek a szabályait a FAI fektette le és legalább egy Föld körüli fordulatban jelölte meg a minimumot – hanem csak az elméleti értelemben meghúzott 100 km-es magassági határon lépett át). 1961 elejére véglegessé is vált, hogy először ezzel a módszerrel fognak próbálkozni. Ezért az űrhajó és az űrugráshoz elegendő teljesítményű Redstone rakéta kiválasztása mellett 3 főt jelöltek ki legénységi kiképzésre. Alan Shepard lett az elsődleges jelölt, míg első tartaléka Gus Grissom, második tartaléka John Glenn lett.
1961. május 5-én a NASA el is végezte az első éles kísérletet az űrugrással és Alan Shepard személyében egy 15 perc 22 másodperces repülésen az első világűrt járt amerikait ünnepelhette a közvélemény. Shepard Cape Canaveralről startolt, majd 487 km-rel távolabb szállt le az Atlanti-óceánra. Közben végig jelentette az űrhajó működésének paramétereit, és megtapasztalta a súlytalanságot is egy rövid időre.
A kezdeti repüléseknél a képesség bizonyítása volt a fő mozgatórugó. Hogy az első kísérlet sikere nem a véletlen műve volt, ezért az összes ilyen első repülést (Szputnyik-, Explorer-, Vanguard-, Pioneer-programok) a lehető leghamarabb megismételték – úgy a szovjet, mint az amerikai oldalon, bár az előbbieknél az „ismétlés” szinte minden esetben merészebb volt, mint az első teljesítmény –, ezért Shepard repülésének ismétlése iránt is felmerült az igény a NASA-nál. Tetézte ezt Kennedy korábbi bejelentése, amellyel életre hívta az Apollo-programot – a holdra szállást célzó űrprogramot –, amelyhez életbe vágó volt a tapasztalatok minél szélesebbre bővítése. Ezért szánta el magát az űrhivatal, hogy a következő Mercury repülésen megismétlik Shepard űrugrását. Határidőként pedig a Shepard repülése utáni hatodik hét végét jelölték ki.
Legénységválasztás bélyegkép|jobbra|250px|Virgil Ivan „Gus” Grissom, a második űrugrás kijelölt pilótája
A legénység kijelölése informálisan már jóval az első Mercury űrugrás előtt megtörtént. Robert Gilruth (a NASA emberes űrrepülési szekciójának igazgatója) egy sajátos kiválasztási procedúra során – amelyben a jelöltek lényegében saját maguk közül választottak – kiválasztotta Alan Shepardot a történelmi repülésre, egyben kiválasztotta Gus Grissomot első, John Glennt második tartalékként. Ez egyben azt is jelentette, hogy az Eredeti Hetek közül ezt a három űrhajósjelöltet képezték ki az űrugrás speciális feladataira. Gilruth egyben közölte Grissommal, hogy ha az első repülés sikeres lesz, a következő repülésen ő lép elő a tartaléksorból és lesz az első számú jelölt.
Shepard repülése után Grissomot és Glennt kiképzésre rendelték. A két űrhajós újabb centrifugateszteken vett részt Johnsville-ben, illetve a legtöbb időt Cape Canaveral-en töltötték, főként az „S” hangárban felállított nyomáskamrába épített szimulátorban, ahol a repülés irányítási, kommunikációs és orvosi aspektusait tesztelhették. Összességében mindketten fejenként legalább 100-szor gyakorolták a repülést. Gilruth hivatalosan 1961. július 15-én jelentette be, hogy a Mercury–Redstone–4 pilótája Gus Grissom, tartaléka John Glenn lesz.
„Liberty Bell 7”
Shepard után Grissom is megkapta a jogot, hogy elnevezze az űrhajóját – ami egyben a rádió hívójele is lett a repülés során –, ez a módszer aztán az egész Mercury-program során szokásjoggá vált. Grissom a Liberty Bell 7 nevet adta a hajónak. A névadás több szimbólumot ötvözött. Egyrészt a Liberty Bellre, az amerikaiak egyik történelmi nemzeti jelképére, a Philadelphiában őrzött Szabadság Harangra utalt, amely a Függetlenségi háború egyik ereklyéje, a szabadság, a nemzeti érzés és a rabszolgatartás visszautasításának jelképe volt (a leghangsúlyosabb ezek közül az eszmék közül a szabadság volt, amely egyfajta kontinuitást is jelentett Shepard választása a „Freedom” után). Grissom szerint egy harang alakú űrhajóra kiválóan illett egy harang elnevezése. A harangforma mellett egy másik jellegzetességgel is hangsúlyozta az űrhajós a párhuzamot a névadóval: az eredeti harang megrepedt, a repedés máig látható rajta, ezért a hajó oldalára egy stilizált repedést festettek fel. Grissom később tréfásan utalt is erre a „kis hibára”: „a Liberty Bell volt az utolsó űrhajó, amelyet egy repedéssel az oldalán küldtünk fel”. A másik utalás a névben szereplő „7-es” szám volt, amely az Eredeti Hetek létszámára utalt.
A Mercury űrkabin továbbfejlesztése A program során végig folyt az űrhajó továbbfejlesztése, lényegében mindegyik egyedi darab volt, a folyamatos változások miatt. A repülésre már a legyártásakor, 1960 májusában a 11-es sorozatszámú Mercury űrhajót választották ki a McDonell gyárában, amelyeken különböző módosításokat eszközöltek Shepard 7-es számú kabinjához képest. A módosítások még 1959-ből eredtek, amikor az eredeti tervekhez képest az űrhajósok és a Space Task Group kisebb-nagyobb változtatásokat szerettek volna, amelyeket a McDonnell további pénzügyi források fejében meg is tett.
Robbanó ajtó bélyegkép|250px|balra|A robbanó ajtó ábrája
Az űrhajósok mentése valamilyen probléma felmerülése esetén alapértelmezett igény volt (a katonai gépek analógiájára), amelyre két fő rendszer volt hivatott: egyrészt a mentőrakéta, amely magát a kabint távolította el a legfőbb veszélyt jelentő hordozórakétától, másrészt egy búvóalagút az űrhajóban, az antennaházon keresztül, ahol az űrhajós elhagyhatta a kabint. Ám ez utóbbi az űrhajósok véleménye szerint elfogadhatatlanul bonyolult és lassú volt, amit tetézett a gyártó és a NASA véleménye, miszerint egy esetlegesen sérült űrhajós kimentése is eléggé kétes ezen a módon (a normál nyitási procedúra szinte szóba sem jöhetett, mivel kívülről több takarópanelt és 70 reteszt kellett egyesével eltávolítani, ami vészhelyzetben a lehetetlennel volt egyenlő). Ezért még jóval Shepard repülése előtt két különböző megoldási javaslat merült fel a mérnökök körében: egy bonyolult zármechanizmus az ajtón és a lerobbantható ajtó koncepciója. Az előbbit a Mercury–Redstone–2 repülésén próbálták ki és bár Ham űrhajója jól vizsgázott, a mechanizmus többlet tömege (31 kg) miatt ezt a fejlesztési irányt elvetették (a fő tervezési cél az orbitális repülésre alkalmas űrkabin előállítása volt, amelynek a korlátozott felbocsátási kapacitás miatt éppen a tömeg volt a neuralgikus pont). A másik tervezési irány egy lerobbantható ajtó volt. Ebben a műszaki megoldásban az ajtót rögzítő 70 reteszbe furatok kerültek, amelyek gyenge pontokat hoztak létre az ajtó szerkezetében, amelyet aztán egy, az ajtó körül vezetett robbanózsinórral egyszerűen ki lehetett robbantani a kabin oldalából, tizedmásodpercek alatt szabad menekülési utat engedve az űrhajósnak. Az így megvalósított ajtó tömege is (10,4 kg) emellett a megoldás mellett szólt.
Az ajtó ilyen vésznyitási procedúrájához kétféle aktiválási mód állt rendelkezésre, egy belső és egy külső. A kabinon belülről történő vésznyitást az űrhajós aktiválhatta egy, a keze ügyében elhelyezett fogantyúval. Ehhez el kellett távolítania egy biztosítószeget és viszonylag kis erővel (2,7 kg-os nyomóerővel) kellett megnyomnia a fogantyút (ha a biztosítószeg bennmaradt, akkor már 18 kg-os erőre volt szükség). Az ajtó vésznyitását kívülről is be lehetett indítani, a mentőcsapatok számára is lehetővé téve szükség esetére az űrhajó belsejébe való rendkívül gyors bejutást. Ehhez a mentést végzőnek egy kis panelt kellett eltávolítani az űrhajó oldalán, és egy zsinór meghúzásával tudták lerobbantani az ajtót.
Az űrhajó gyorsabb elhagyása érdekében a Freedom 7-nél alkalmazott ajtót lecserélték a lerobbantható változatra.
Ablak bélyegkép|250px|balra|Grissom bemászik a kabinba, mellette a hatalmasra növelt ablak látszik
Az eredeti tervrajzokban és az azok alapján épített életnagyságú makettekben nem kapott helyet ablak, helyette csak két, egymástól távol elhelyezett, aprócska kitekintő nyílás állt az űrhajós rendelkezésére. Ez abból a kezdeti tervezési filozófiából fakadt, hogy az űrhajós inkább csak utas, mintsem a „jármű vezetője”. Az Eredeti Hetek rögtön kiválasztásuk után megismerkedtek az űrhajóval és a kezdet kezdetétől fogva követelték, hogy egy jó kilátást biztosító ablakot kapjanak. Az űrhajósok határozott fellépése nyomán a NASA és a McDonnell az űrhajó áttervezését határozta el.