La sonda Mercury No. 5 conteneva sei nuovi sistemi che non erano presenti nei voli precedenti: sistema di controllo ambientale, sistema di controllo della stabilizzazione dell’assetto, retrorazzi dal vivo, sistema di comunicazione vocale, sistema di rilevamento dell’aborto a “circuito chiuso” e un sacco di atterraggio pneumatico.
Sei scimpanzé (quattro femmine e due maschi) e 20 specialisti medici e addetti agli animali della Holloman Air Force Base, New Mexico, dove gli scimpanzé vivevano e venivano addestrati, furono trasferiti negli alloggi dietro l’Hangar S a Cape Canaveral, Florida il 2 gennaio 1961. I sei scimpanzé furono addestrati nei simulatori Mercury per tre settimane. Il giorno prima del volo, due scimpanzé furono scelti per la missione: uno primario, Ham, e uno di riserva, uno scimpanzé femmina di nome Minnie. La competizione era feroce, ma Ham era pieno di energia e buon umore. Ham è stato chiamato in onore dell’Holloman Aerospace Medical Center. Ham veniva dal Camerun, Africa, (nome originale Chang, Chimp No. 65) e fu acquistato dall’USAF il 9 luglio 1959. Aveva 3 anni e 8 mesi al momento del lancio.
Alle 12:53 UTC del 31 gennaio 1961, Ham fu inserito nella navicella. Il conto alla rovescia fu poi ritardato di quasi quattro ore a causa di un inverter caldo, e diversi altri problemi minori.
Alle 16:55 UTC l’MR-2 decollò. Un minuto dopo il lancio, i computer hanno segnalato che l’angolo della traiettoria di volo era di almeno un grado troppo alto e in aumento. A due minuti, i computer prevedevano un’accelerazione di 17 g (167 m/s²). A 2 minuti e 17 secondi di volo, il combustibile di ossigeno liquido (LOX) del Redstone era esaurito. Il sistema di interruzione a circuito chiuso ha rilevato un cambiamento nella pressione della camera del motore quando la scorta di LOX si è esaurita e ha attivato il sistema di fuga del lancio. L’interruzione ha segnalato un messaggio Mayday alle forze di recupero.
L’alto angolo di volo, e l’interruzione anticipata, ha causato la velocità massima della navicella spaziale a 7.540 ft/s (2.298 m/s) invece dei previsti 6.465 ft/s (1.970 m/s). I retrorazzi erano stati espulsi durante l’aborto e quindi non potevano essere utilizzati per rallentare la navicella. Tutto ciò ha portato ad un superamento della zona di atterraggio prevista di 130 miglia (209 km) e un apogeo di 157 miglia (253 km) invece di 115 miglia (185 km).
Un altro problema si è verificato a 2 minuti e 18 secondi di volo, quando la pressione in cabina è scesa da 5,5 a 1 lb/in² (38 a 7 kPa). Questo malfunzionamento è stato ricondotto in seguito alla valvola dello snorkel di ingresso dell’aria. Le vibrazioni avevano allentato un perno nella valvola snorkel e permesso alla valvola di aprirsi. Ham era al sicuro nella sua tuta spaziale da divano e non ha subito alcun effetto negativo dalla perdita di pressione della cabina. La pressione della sua tuta spaziale da divano è rimasta normale, e la temperatura della tuta è rimasta ben all’interno della gamma ottimale di 60-80 gradi Fahrenheit (16-26 °C).
A causa della sovra-accelerazione del veicolo di lancio e della spinta del razzo di fuga, è stata raggiunta una velocità di 5.857 mph (9.426 km/h) invece delle 4.400 mph (7.081 km/h) previste. All’apogeo la navicella di Ham era 48 miglia (77 km) più lontana del previsto. Ham è rimasto senza peso per 6,6 minuti invece dei 4,9 minuti previsti. La navicella è atterrata a 679 km di distanza dopo un volo di 16,5 minuti. Ha ricevuto 14,7 g (144 m/s²) durante il rientro, quasi 3 g (29 m/s²) in più del previsto.
Ham ha svolto bene i suoi compiti, spingendo le leve circa 50 volte durante il volo. Le telecamere di bordo che riprendevano la reazione di Ham all’assenza di peso hanno mostrato una sorprendente quantità di polvere e detriti che galleggiavano all’interno della capsula durante l’apogeo.
Quando gli elicotteri sono arrivati hanno trovato la navicella sul fianco, imbarcando acqua, e immergendosi. All’impatto con l’acqua, lo scudo termico in berillio era rimbalzato contro il fondo della capsula, facendo due buchi nella paratia di pressione in titanio. Il sacco di atterraggio si era consumato male, e lo scudo termico è stato strappato via dalla navicella prima del recupero. Dopo che la navicella si è rovesciata, la valvola dello snorkel aperta ha lasciato entrare ancora più acqua di mare nella capsula. Quando l’equipaggio dell’elicottero ha finalmente agganciato e raccolto la navicella di Ham alle 18:52 UTC, hanno stimato che c’erano circa 800 libbre (360 kg) di acqua di mare a bordo. La navicella è stata portata in volo e abbassata sul ponte della USS Donner. Quando la navicella è stata aperta Ham è apparso in buone condizioni e ha accettato prontamente una mela e mezza arancia.