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  1958年10月7日,NASA的首位領導人基思·格萊南批准了這個計劃,到12月17日,才正式對外宣佈。  12月29日,北美航空工業公司被授權開發“小喬伊”火箭做測試飛行之用。1959年1月,麥克唐納飛行器公司被選為水星飛船的主承包商,到2月,飛船的數量確定為12艘。4月,7名宇航員,即(水星計劃7人)被選中參加水星計劃。  1959年5月,北美航空公司交付了第一批兩枚小喬伊火箭,6月,又交付首批大喬伊火箭。7月,原定的採用PGM-19木星火箭被取消,取而代之使用宇宙神火箭。 10月,通用電氣交付給麥克唐納燒蝕熱防護盾,安裝在第一艘水星飛船上。12月,水星-紅石1號已經安裝在陸軍彈道飛彈局的測試臺準備靜態測試。  1960年1月,NASA於西電公司簽下水星追蹤系統合同,合同價值3300萬美元。同在1月,麥克唐納交付了第一批定型的水星飛船,離簽署合同不到一年。2月12日, 克里斯托弗·克拉夫特上任主持水星的管理協調工作。 4月,第一艘飛船被運往瓦勒普斯島的試驗基地做逃逸塔測試。5月9日,試驗圓滿完成。

  由於飛船的小尺寸,許多人揶揄飛船是“穿”的,而不是“乘坐”的。1.7 m3的有效空間只是略比一名宇航員的體積大。飛船內部還有120個控制器,55個電開關,30個保險絲以及35根機械槓桿。飛船由馬克西姆·費格特和NASA的太空工作組共同設計。  起初NASA並不考慮宇航員的乘坐感受,認為他們是設計過程的“次要參與者”,這使得宇航員與設計人員之間起了很多衝突。 然而計劃的領導者認為宇航員應該掌控飛船,並把個人能力作為計劃成功的重要因素。約翰·格倫在首次軌道飛行時手動姿態調整便是所謂“掌控”的最好證據。宇航員還要求一個更大的舷窗並加增手動再入控制器,都得到了滿足。  在任務的發射階段,飛船和宇航員依靠發射逃逸系統來避免受發射事故的危害。逃逸系統是安裝在飛船上方的一個能產生52,000 磅力lbf (231 kN)推力的固體火箭塔。在發射事故產生時,逃逸系統在1秒內啟動,將飛船和宇航員帶離失效的運載火箭,隨後依靠飛船的降落傘著陸。助推火箭熄火後,逃逸塔完成使命從飛船上脫落,由一枚能產生800磅力(3.6KN)的固體火箭工作1.5秒提供分離推力。  箭船分離時,飛船上的三枚推力為400磅力(1.8KN)的固體火箭點火1秒。這三枚火箭成為加速火箭。  飛船隻配備了姿態控制推力器,因此在軌道注入和制動減速期間,飛船不能改變軌道。飛船高低部分各有6個噴射器,每個軸上兩個。噴射器的燃料補給來自兩個分離的燃料罐,一個自動供給,一個手動供給。宇航員可以選擇控制噴射器中的任意一個。飛船還被設計為可以完全接受地面控制,以便在宇航員無法控制時控制飛船。  飛船有3枚固體制動火箭,每枚推力1000磅力 (4.5 kN),工作時間10秒。但一枚火箭足矣將飛船帶回地球。制動時一枚火箭先點火,5秒後第二枚點火,5秒後第三枚點火。  飛船的頂端有個檔板,飛船再入時如果頂端在前,流過檔板的氣流會將飛船調整為防護盾在前的安全姿態。再入過程中,宇航員在軌道段要承受8G的加速度,在亞軌道段要承受11-12G的加速度。  原始設計時計劃為飛船配備鈹吸熱式防護盾或者燒蝕防護盾,後續試驗確定使用後者。因為燒蝕盾更可靠(可使原設計的盾厚度降低,從而降低飛船重量),更易生產(當時美國只有一家公司生產為數不多的鈹)且更廉價。  NASA從麥克唐納公司訂購了20艘飛船,編號1到20,其中10,12,15,17和19號沒有使用。3號和4號在無人飛行測試中因事故而被毀。11號在返回地球后沉沒,直到38年後才被從大西洋底打撈上來。一部分飛船在製造後由經過了改進(發射中斷事故後回收,更新裝置用於更長的任務),其命名為原編號加字母,如2B, 15B。某些飛船還被改進兩次,如15號飛船先改為15A,後改為15B。  NASA和麥克唐納還製造了許多水星飛船試驗版(包括實體模型,原型,複製品)用來測試飛船回收系統,逃逸塔和運載火箭。

  水星計劃使用了三種火箭:  小喬伊火箭搭載試驗版飛船主要用來進行逃逸塔和飛行中斷程式測試。紅石火箭主要用於亞軌道飛行,宇宙神火箭用於軌道飛行。小喬伊火箭是專為水星計劃設計的固體火箭,而宇宙神火箭原本是用來運送核彈頭,因運送比彈頭更重的飛船而做了必要的加固。1958年10月,水星-朱庇特導彈也曾被考慮作為亞軌道運載工具,但在1959年又因預算原因取消了此計劃。泰坦系列導彈也曾考慮做水星計劃的運載工具,但計劃付諸實施前水星計劃就終止了,泰坦系列導彈用於隨後進行的雙子星座計劃。  水星計劃中,也使用了一枚偵察兵火箭,水星-偵察兵1號計劃運送一顆衛星來評估遍佈全球的水星追蹤系統,但衛星隨火箭在飛行44秒後由靶場安全系統摧毀。

  水星計劃含有20次無人發射,並非所有發射都以進入太空為目標,也並非所有發射都達到了預期目標。其中4次飛行搭載了靈長類動物,第15次發射搭載了一隻叫做山姆的獼猴。(名稱源自空軍的航空太空醫學院School of Aerospace Medicine的縮寫)。整個計劃中使用的動物見下表:

  

  美國首批宇航員是從110名軍隊飛行員中甄選出的,選擇他們是因為他們達到的物理標準。NASA在1959年4月9日宣佈了這7名宇航員。但最終只有6名宇航員上天,斯雷頓由於心臟原因未能執行任務。  自謝潑得的“自由7號”起,之後的每名宇航員都為他們的飛船起一個以“7號”結尾的名字,以彰顯他們的團隊精神。

  公眾所接觸到的所謂水星計劃飛行標誌都是某些人在水星計劃結束以後很久才創作的,而水星計劃的宇航員所佩帶的標誌只是NASA的標誌加個人姓名,這才是真的水星計劃飛行標誌。

  1962年,美國郵政部門為紀念首位在軌飛行的宇航員特別發行一種紀念郵票。這是美國郵政史上首次出現描繪載人航天的郵票。郵票於1962年2月20日在卡納維拉爾角銷售,當天,首位美國宇航員進入地球軌道。
水星計劃(英語:Project Mercury)是美國的第一個載人航天計劃,始於1959年,終於1963年,旨在將人類送入地球軌道。1962年2月20日的水星-宇宙神6號實現了這一目標。計劃包含了20次不載人發射和6次載人發射。早期計劃和研究都是由國家航空諮詢委員會完成的。而最終是由後來成立的NASA完成的。