A Mercury-Atlas 8 (MA-8) foi um voo espacial tripulado norte-americano e a quinta missão tripulada do Projeto Mercury. Ela foi lançada da Estação da Força Aérea de Cabo Canaveral na Flórida em 3 de outubro de 1962, com o astronauta Walter Schirra permanecendo em órbita da Terra por nove horas a bordo da espaçonave que ele nomeou de Sigma 7. Os principais objetivos da missão eram uma série de avaliações técnicas da nave em vez de experimentações científicas, sendo até então o voo espacial mais longo já realizado pelos Estados Unidos. A missão confirmou a durabilidade da capsula espacial Mercury em preparação para a Mercury-Atlas 9, um voo programado para ter uma duração de um dia e ser lançado no ano seguinte.
O planejamento para o voo orbital começou em fevereiro de 1962 para uma programada duração de seis ou sete órbitas, com o objetivo de continuar as realizações das missões anteriores. A NASA anunciou oficialmente a Mercury-Atlas 8 em 27 de junho, com o plano de voo sendo finalizado no final do mês seguinte. Seu lançamento foi adiado em duas semanas por causa de problemas no foguete Atlas LV-3B. Os únicos problemas técnicos observados durante a missão foram pequenas falhas nos motores e um controlador de temperatura defeituoso no traje espacial. A Sigma 7 voou tanto no modo automático quanto no passivo por longos períodos enquanto Schirra monitorava os instrumentos e realizava pequenos experimentos científicos. A nave amerrissou no Oceano Pacífico depois de nove horas no espaço e foi resgatada pelo porta-aviões USS Kearsarge.
Os resultados científicos não foram de grande proveito. Schirra retornou saudável depois de ficar confinado em um ambiente de microgravidade, porém observações da superfície foram improdutivas por causa de nuvens e má qualidade das fotos. A reação pública e política foi pequena quando comparada às missões anteriores, pois a Crise dos Mísseis de Cuba logo sobrepujou as notícias da Corrida Espacial. A Mercury-Atlas 8 foi considerada um sucesso técnico: todos os objetivos de engenharia foram alcançados sem grandes mal-funcionamentos e a Sigma 7 consumiu menos combustível do que o esperado. Isto confirmou as capacidades da espaçonave e permitiu que a NASA prosseguisse com confiança para a Mercury-Atlas 9.
Os Estados Unidos estavam em uma disputa geopolítica com a União Soviética no final da década de 1950 e início da de 1960. Os soviéticos lançaram em 4 de outubro de 1957 o Sputnik 1, o primeiro satélite artificial da história. Isto demonstrou que a União Soviética era capaz de lançar armas nucleares a distâncias intercontinentais, ao mesmo tempo que desafiava a reivindicação de superioridade militar, econômica e tecnológica dos Estados Unidos. Isto precipitou a Crise do Sputnik e iniciou a Corrida Espacial. O presidente norte-americano Dwight D. Eisenhower criou em 1958 a NASA e iniciou o Projeto Mercury.
Os dois países já tinham voado duas missões espaciais tripuladas até o início de 1962. Entretanto, a percepção era de que os Estados Unidos estava ficando para trás; suas missões, Mercury-Redstone 3 e Mercury-Redstone 4, tinham sido voos suborbitais de quinze minutos. Por outro lado, as missões da União Soviética tinham orbitado a Terra por completo, com sua segunda, a Vostok 2, tendo permanecido no espaço por um dia completo. Os norte-americanos esperavam diminuir a diferença usando o novo e mais poderoso foguete Atlas LV-3B para finalmente alcançar a órbita nas missões seguintes.
A NASA anunciou em novembro de 1961 seus dois primeiros voo orbitais. A Mercury-Atlas 6 foi lançada em 20 de fevereiro de 1962 com John Glenn a bordo. A missão seguinte foi a Mercury-Atlas 7 em 24 de maio com Scott Carpenter. Os planejamentos para a Mercury-Atlas 8 começaram em fevereiro com o objetivo de alcançar "seis ou sete" órbitas, um passo intermediário em direção às dezoito órbitas para um dia no espaço. A decisão de se realizar seis órbitas em vez de sete foi tomada devido às regras da missão e contingências das operações de recuperação; uma órbita extra necessitaria de mais navios de resgate em qualquer ponto de sua trajetória no decorrer de dezoito horas. Esta escolha também alterou o ponto ideal de recuperação, que passou para o Oceano Pacífico em vez do Oceano Atlântico.
A pressão começou a ficar maior sobre a NASA para que uma missão mais longa fosse estabelecida. A agência anunciou seus planos para a Mercury-Atlas 8 em 27 de junho de 1962, afirmando que ela teria uma duração de "até seis órbitas". A União Soviética não tinha feito lançamentos tripulados desde a volta da Vostok 2 em agosto de 1961. O Projeto Mercury estava ganhando fôlego e a imprensa estava especulando que a missão de um dia de duração estaria por vir. Entretanto, os soviéticos lançaram as missões Vostok 3 e Vostok 4 em dias seguidos de agosto de 1962. Elas completaram, respectivamente, 64 e 48 órbitas, pouco menos de quatro e três dias, pousando em 15 de agosto com minutos de diferença. Isto era muito além do que qualquer coisa planejada para o Projeto Mercury. A NASA por pouco tempo considerou modificar a capsula espacial para que ela tivesse capacidades ativas de manobras e acoplamento, porém a ideia foi abandonada depois das implicações de tempo e segurança terem sido analisadas.
Schirra originalmente fora nomeado o reserva de Donald Slayton na Mercury-Atlas 7. Entretanto, Slayton foi desqualificado como astronauta em 15 de março de 1962 por problemas de saúde. Carpenter foi escolhido como o novo principal, em vez do reserva oficial que era Schirra. A justificativa dada foi que Carpenter tinha acumulado muito treinamento na capsula Mercury em sua capacidade de reserva da Mercury-Atlas 6, que fora adiada repetidas vezes. Schirra foi anunciado como o piloto principal da Mercury-Atlas 8 em 27 de junho, com Gordon Cooper de reserva. Isto repetia o padrão de reserva em uma missão e principal na seguinte que fora usado durante todo o programa.
O plano de voo original da Mercury-Atlas 8 foi revelado em 27 de julho de 1962. Ele foi levemente revisado em agosto e setembro, porém permaneceu praticamente o mesmo até o lançamento. O objetivo do voo era que a missão fosse orientada para a engenharia, focando-se na operação da espaçonave em vez de experimentações científicas, desta forma ajudando a formar o caminho para uma futura missão de longa duração. Schirra escolheu batizar sua capsula espacial de Sigma 7 a fim de refletir esse foco. Ele pegou a letra grega sigma, que é usada como símbolo matemático para somatória, como uma apropriada para significar "avaliação de engenharia", com o numeral "7" sendo uma referência aos sete astronautas do Grupo 1 da NASA.
Os objetivos da missão envolviam a avaliação do desempenho da espaçonave, além do efeito prolongado que a microgravidade poderia ter sobre o astronauta. Sistemas específicos da nave também seriam avaliados e testados. O sistema mundial de rastreamento e comunicação também seria testado para ver o quão bem eles se desempenhariam em uma missão de seis órbitas. Os experimentos de controle de voo incluíam virar a espaçonave manualmente, manobras de rolamento e giro a fim de determinar o quão fácil era controlar a atitude, realinhamento dos giroscópios de bordo e deixar a nave à deriva em órbita.
Quatro experimentos científicos foram planejados, dois dos quais necessitavam do envolvimento ativo de Schirra e os outros dois não. O primeiro envolvia o astronauta procurar por sinalizadores enquanto passava sobre Woomera na Austrália e por uma lâmpada de arco de xenônio sobre Durban na África do Sul. O segundo era para que Schirra tirasse dois conjuntos de fotografias usando uma câmara Hasselblad de setenta milímetros e também fotografias coloridas convencionais. Ele deveria se focar em elementos geológicos e formações de nuvens, com as fotos precisando ser tiradas com filtros coloridos entregues pelo Escritório de Meteorologia. Este tinha a intenção de ajudar na calibração da refletância espectral das nuvens e elementos da superfície, que por sua vez ajudariam no melhoramento de câmeras para futuros satélites meteorológicos. Os pacotes de experimentos passivos eram dois conjuntos de películas fotográficas sensitivas a radiação, criados pelo Centro de Voos Espaciais Goddard e pela Escola de Medicina da Aviação da Marinha, e um conjunto de oito materiais ablativos experimentais do lado de fora da espaçonave que seriam testados na reentrada.