Alors qu'en URSS, le programme de vols habité est l'aboutissement d'une longue étude des réactions d'animaux placés à bord de fusées sondes de plus en plus puissante, aux Etats unis, il n'existe que la NACA, chargé d'étudier les avions et leur comportement. Avec les avions de la série X, la NACA avait pris la décision de faire évoluer leur avions pour des altitudes dépassant les 80 km et MACH 10. En 1956, l'USAF propose le Projet 7969, une cabine habitée et récupérable lancé par un Atlas Huster. LA NACA de son coté pense au X15, le dernier né de ses avions encore sur papier. Avant d'envisager les avions orbitaux, la NACA étudie dès novembre 1957 sous la direction de Maxime Faget, une cabine équipée d'une rétro-fusée pour le retour. Fin janvier 1958, le projet est soumis aux industriels et groupes de recherche lors d'une réunion à Wright Patterson. Convair propose une sphère de 450 kg, Avco une de 700 kg avec un parachute en acier pour la rentrée, Bell une de 1500 kg, Goodyer une avec un cône à l'arrière. Des véhicules planant sont aussi proposés par Northrop, Lockheed, republic, Bell, Northrop. NAA envisage un X15 satellisable. Martin, un planeur lancé par un titan. Mc Donnel propose lui une cabine en cône lancé par un Atlas. Durant l'année, la NACA et l'USAF poursuivent leur études chacun de leur coté. Dans l'été, le Pt Einsenhower crée une agence pour gérer le programme d'homme dans l'espace, la NASA. Deux projet s'opposent, ADAM, une cabine de l'USAF lancé par un missile Redstone et MER de la Navy, un avion planeur à ailes gonflable pour le rentrée.
Le projet "man on space" est officialisé le 7 octobre 1958, 6 jours après la mise opérationnelle de la NASA. Le 26 novembre, il est baptisé Mercury. Le 15 janvier 1959, Mc Donnell est choisit comme constructeur principal. déjà depuis l'automne, des maquettes avaient été lancé et récupéré par parachutes. La NASA cherche maintenant un lanceur pour Mercury. Le missile Redstone est proposé pour les essais suborbitaux, le missile Jupiter pour les essais de rentrée dans l'atmosphère et Atlas pour les vols orbitaux. Pour les essais de la cabine et du système de sauvetage LES, un petit lanceur est défini, le Little Joe qui décolle du sol et propulse la cabine à haute altitude. Des "astronautes" sont aussi sélectionnés parmi les pilotes de l'armée pour piloter le nouveau vaisseau. Mesurer moins de 1,81, avoir moins de 40 ans, être en excellente conditions physiques, avoir des diplômes d'université et être un excellent pilote devaient être les quelques unes des qualités des 500 hommes qui se sont inscrit en en février 1959. 32 sont sélectionnés pour des examens plus poussée et 7 finalement sélectionné le 2 avril. La cabine Mercury est un vaisseau
nouveau pour ses 7 pilotes. Aux formes profilés de leur avions se
substituait un cône dont la base servait a la ralentir lors de la
traversée dans l'atmosphère.
Le bouclier thermique à la base du cône permet de neutraliser la vitesse par frottement contre les couches de plus en plus dense de l'atmosphère, sans dépense d'énergie. La résistance de l'air impose la construction d'un vaisseau capable de supporter des décélérations de 20 g et des charges de 100 tonnes pour une masse 5 tonnes. A ce problème mécanique, s'ajoute un problème thermique puisque l'énergie cinétique est transformée en énergie calorifique. La partie en contact avec l'atmosphère sera ainsi portée à une température très élevée. Il faudra prévoir la construction du vaisseau en conséquence et permettre la dissipation de cette énergie sans quoi, il sera détruit. A l'origine, la NASA avait prévu de réaliser le bouclier thermique des premières cabines spatiales avec des alliages de Béryllium, un métal à très bonne conductivité thermique. Mais, plusieurs considérations ont fait changer d'avis les ingénieurs. Le plastique siliconé est une solution plus intéressante, parce qu'il absorbe les calories pour se sublimer, à savoir pour passer directement de l'état solide à l'état gazeux. Pour le reste des parois latérales, les techniciens utilisent un alliage haute résistance, le René 41 et du Vycor, un verre spécial pour le hublot.. le béryllium est seulement utilisé pour le compartiment des parachutes. Une couche de matériaux isolant est quand même insérer entre le bouclier et la cabine pour réduire la température intérieure à 40°C. La combinaison de l'astronaute permettra un meilleur confort. Le faible diamètre de la cabine 1,89 m est fait un vaisseau très exigu. L'astronaute y entrait comme dans une baignoire, les jambes repliées, les pieds plus haut que la tête. Cette position protégeait aussi l'astronaute des fortes accélérations de l'ascension 8 g et la décélération du retour 11 g. De plus, chaque astronaute est assis dans une coque moulée à son "image". Un essai en centrifugeuse permit à un astronaute de résister à 20 g. C'est autour de ces coques que fut construit Mercury. Mercury est un cône entièrement pressurisé. peu d'équipements sont logés à l'extérieur, comme les réservoirs du système d'orientation, la jupe amortisseur sous le bouclier, les parachutes et les moteurs d'orientation de la rentrée, les antennes, détecteurs d'horizon à l'avant, les fusées de séparation et les trois rétro-fusées. Un premier test avec un lest en béton est réalisé largué d'un hélicoptère de la base de West point en Virginie dès octobre 1958. La première étape permet de définir la tour de sauvetage LES. Le concept de Faget doit être revue et corrigé avant de donner satisfaction en juillet 1959 lors d'un essai de type "pad abort" lorsque le lanceur est encore sur le pad de tir. En août débutent les éjections en vol durant la phase ascensionnelle lorsque l'atmosphère plaque la tour contre la cabine durant les premières minutes puis la relâche lorsque l'ai se raréfie en altitude. Jusqu'en janvier 1960, quatre Little Joe lanceront des prototypes de cabine Mercury pour qualifier le système d'abandon en vol de l'Atlas. Les derniers vols Little Joe seront réalisés avec des vaisseaux Mercury de vol. Parallèlement se déroulent les premiers tests avec le lanceur Atlas désignés MA. En janvier 1960, MA1 se terminent 59 secondes après le décollage, l'adaptateur reliant la cabine se rompt suite à de violents efforts sur la structure. Des renforts seront ajouté pour les prochains vols. Les premiers lancement avec le missile Redstone ont lieu dès décembre 1960 après un tir avorté en novembre, le LES s'étant allumé tout seul suite à un arrêt du moteur du premier étage du missile. Suivront MR 2 avec à bord le singe Ham en janvier 1961. MA2 en février 1961 reprend les objectifs de MA1 avec succès cette fois-ci. MA3 en avril tente de satelliser une cabine Mercury mais l'Atlas doit être détruite en vol. Avec MR3 en mai, la NASA tente un saut de puce suborbital quelques jours après l'exploit du soviétique Gagarine avec Alan Shepard à bord de Freedom 7. Avant de tenter de satelliser un homme, il fallait rééditer la mission MA 1 et satelliser une cabine Mercury inhabitée. MA4 décolle en septembre 1961 avec à bord un mannequin et MA5 en novembre avec le singe Enos. La voix est ouverte aux vols orbitaux.
La compétition de l'ère spatiale entre les Etats-Unis et l'Union soviétique poussa les deux pays à envoyer des pilotes d'essai dans l'espace. Les Etats-Unis se penchèrent sur l'idée d'un vol habité après la seconde guerre mondiale, mais il fallut attendre 1957 pour le lancement du premier satellite spatial russe, Spoutnik 1. En 1958, le Congrès américain vota une loi, le National Aeronautics and Space Act, et créa la NASA. L'agence spatiale appela son premier programme d'hommes dans l'espace Projet Mercury. Plus de 2 millions d'hommes et de femmes travaillèrent sur le Projet Mercury de 1959 à 1963 et conçurent une fusée spatiale, une capsule habitée et un réseau de poursuite. Le Projet Mercury compta 23 lancements habités et non habités. Treize d'entre eux ne transportèrent pas d'équipage, quatre transportèrent des animaux et six des astronautes. Seize vols réussirent, sept lancements échouèrent. Il n'y eut aucune défaillance de vol durant les lancements habités. Les astronautes effectuèrent deux vols su borbitaux et quatre vols orbitaux. Une capsule Mercury, dont le poids était inférieur à 1 360 kg, ne pouvait transporter qu'une seule personne. Elle était satellisée à une altitude de 160 à 280 km. Les toutes petites capsules de 1,80 à 2,70 mètres, surnommées "poubelles" étaient placées au sommet de fusées puissantes et envoyées loin de la Terre, où elles voyageaient à une vitesse et une altitude suffisantes pour effectuer plusieurs tours autour du globe. Les vaisseaux spatiaux étaient composés de trois parties. La cabine, conçue d'après le modèle du cockpit d'un avion de chasse, était pressurisée avec de l'oxygène. Le siège inclinable protégeait l'astronaute de l'accélération s'élevant jusqu'à 20-G. Un bouclier thermique en forme de cloche ainsi que six fusées à combustible solide se trouvaient derrière la cabine. Trois fusées modifiaient l'orbite de la capsule ou la séparaient de la fusée. Trois autres ralentissaient la capsule pour qu'elle tombe dans l'atmosphère. Le 5 mai 1961, Alan Shepard devint le premier Américain dans l'espace à bord d'un vol suborbital. Gus Grissom effectua un deuxième vol suborbital le 21 juillet 1961. Le cosmonaute russe Gherman Titov se rendit en orbite à bord de Vostok 2 le 6 août 1961. John Glenn, le troisième Américain dans l'espace, devint le premier Américain en orbite le 20 février 1962. Scott Carpenter et Wally Schirra voyagèrent plus tard, en 1962. Gordon Cooper vola en 1963. Le but du Projet Mercury était de tester si nous pouvions vivre dans l'espace et d'apprendre comment récupérer les pilotes et les vaisseaux spatiaux. Ce projet prouva que les hommes pouvaient vivre sans avoir de comportement néfaste lors d'un vol en apesanteur sur une durée allant jusqu'à 34 heures.
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