機体の高さは3.3メートル、直径は1.8メートルで、緊急脱出用ロケットを加えると全体の高さは7.9メートルになった[43]。居住空間の容積は2.8立方メートルで、飛行士一人が入り込むのが精一杯だった[44]。船内には55個のスイッチと30個のヒューズ、35個の機械式レバーの、総計120個の制御機器があった[44]。機体の重量は、計画中で最も重かったマーキュリー・アトラス9の場合では1,400キログラムだった[45]。船体の外殻は高温に耐えることができるレネ41というニッケル合金で作られていた[46]。宇宙船は円錐の形状をしており、先端部分には首状の部分があった[43]。[47]、その内部はグラスファイバーで何層にも覆われたアルミニウムのハニカム構造になっていた[48]。[49]がストラップで固定されていた[50]。3基の逆噴射ロケットの間には、発射の最終段階で機体をロケットから分離し軌道に投入するための小型ロケットがあった[51]。ストラップは逆噴射ロケット使用後に切断され、不要になったロケットは機体から切り離された[52]。(3)[53]、船内では飛行士は体の形に合わせた座席にシートベルトでしばりつけられた。飛行士の目の前には計器板が、背中には熱保護板があり[54]、また座席の直下には環境制御装置が設置されていた。あり、内部には減速用のドローグシュート1本とメインパラシュート2本が格納されていたが、メインのうちの1本は予備であった[59]。熱保護板と船内の底部の隔壁の間にはエアバッグが納められており、着水直前に展開させて衝撃を和らげた[60]。あり、通信用と宇宙船追跡用の2基のアンテナが格納されていた[62]。帰還の際に熱保護板が正しく進行方向を向くように姿勢を安定させるフラップも設置されていた[63]。3基の固体燃料ロケットが装備されていた[64]。(詳しい手順については計画の詳細を参照)。船内での飛行士編集マーキュリー宇宙服を着用するジョン・グレン船内では飛行士は耐熱保護板を背にし、椅子に座った姿勢であお向けに横たわっていた。地上での実験では、発射時や大気圏再突入時の高Gに耐えるにはこの姿勢が最適であることが判明していた。ファイバーグラス製の座席は、宇宙服を着たときの飛行士の体型にぴったり合うように特注されたものであった。飛行士の左手には緊急脱出用ロケットの操作レバーがあり、発射前あるいは発射中に非常事態が発生し、なおかつロケットが自動点火しなかった場合には、飛行士自身がこのレバーを引いて脱出した[66]。宇宙服には、船内の環境制御装置の他に独自の生命維持装置が付属しており、酸素の供給や体温の調節などを行うことができた[67]。純粋酸素が使用された[68]。一方でソ連の宇宙船では、地上の大気と同じ1気圧の酸素と窒素の混合気を使用していた。5]、宇宙服の重量を減らせたからである。(実際には一度も起らなかったが)、船内から酸素をすべて排出することによって消火した[56]。そのような事態に限らず、何らかの理由で船内の気圧がゼロになってしまったような場合でも、飛行士は宇宙服に保護されて地球に帰還することができた[70][56]。ヘルメットのバイザーは、飛行中は上げた状態にされていた。これは宇宙服の中が通常は与圧されていないことを意味する[56]。バイザーを下ろして服の中を与圧すると、宇宙服は風船のようにふくらんでしまい、重要なスイッチが配置されている左側の計器板にかろうじて手が届くだけという状態になってしまった[71]。(最後の飛行では口中体温計に改められた[72])、測定値はリアルタイムで地上に送られた[67]。3つの軸に沿って回転させることができた[74]。正面にある窓または潜望鏡によって位置を確認することができた。潜望鏡は360°回転させることができ、その画像は目の前のスクリーンに映し出された[77]。宇宙船の開発には飛行士たち自身も関わり、機体の制御と窓の設置は絶対に譲れない条件であると主張した[78]。その結果、宇宙船の運動およびその他の機能は3つの方法によってコントロールされることとなった。1つは地上からの中継によるもの、1つは船内の機器によって自動的に行われるもの、最後は飛行士ら自身による制御で、飛行士の操作は他の2つよりも最優先されるものとなった。マーキュリー最後の飛行で飛行士のゴードン・クーパーは手動で大気圏に再突入したが、これは飛行士による操作ができるようにしていなければ実現不可能なものであり、その有効性が結果によって確認されることとなった[79]。開発と製造編集セントルイスのマクドネル社における宇宙船の製造NASAは1958年から1959年にかけ、三度にわたってマーキュリー宇宙船の設計を変更した[80]。(下図参照)[82]。耐熱保護板の形状についてはそれより以前に、1950年代の弾道ミサイルの実験を通して開発が進められていた。それによれば先端を鈍角の形状にすれば、発生した衝撃波が宇宙船の周囲の熱のほとんどを逃がしてくれることが明らかになっていた[83]。熱保護の対策をさらに進めるために、ヒートシンクまたは溶融剤のいずれかを保護板に添加することが検討された[84]。ヒートシンクとは保護板の表面に無数の細かい穴を開け、そこから空気を噴射して熱を逃がすという方式である。一方で溶融剤とは保護板の表面にわざと熱で溶ける物質を塗り、それを蒸発させることにより熱を奪う[85]というもので、無人試験がくり返された後、後者のほうが採用されることとなった[86]。熱保護板や機体の安定性については風洞試験がくり返され[37]、後には実際に飛行させて試験された[91]。緊急脱出用ロケットは無人で試験飛行が行われた[92]。パラシュートは開発が難航したためロガロ翼のハンググライダーのような形式も検討されたが、最終的に却下された[93]。宇宙船はミズーリ州セントルイスにあるマクドネル・エアクラフト社工場内のクリーンルームで製造され、同所の真空室で試験された[94]。社などもあった[28][55]。NASAは20機の製造を発注し、それぞれ1番から20番までの番号がふられた[28]が、10、12、15、17、19番の機体は飛行することはなかった[97]。3番機と4番機は無人飛行試験の際に破壊された[97]。11番機は大西洋の底に沈んだ[97]が、38年後に回収された[98]。NASAおよびマクドネルによって製造され[101]、回収装置や緊急脱出用ロケットの試験のために使用された[102]またマクドネルは飛行士の訓練のためのシミュレーターも製作した[103]。風洞実験で再現された衝撃波。宇宙船デザインの進化。1958〜59年モックアップでの実験。