Сатурн I
 Первый «Сатурн-1» был запущен 27 октября 1961 года. | |
| Функция | Большая бустерная технология Крупные научные спутники на НОО космического корабля Аполлон Разработка |
|---|---|
| Производитель | Крайслер ( СИ ) Дуглас ( S-IV ) Конвэйр ( SV ) |
| Страна происхождения | Соединенные Штаты |
| Размер | |
| Высота | 180 футов (55 м) |
| Диаметр | 21 фут 8 дюймов (6,60 м) |
| Масса | 1124000 фунтов (510000 кг) |
| Этапы | 2 или 3 (3-я ступень летала, но в активной конфигурации ни разу) |
| Емкость | |
| Полезная нагрузка на круговую низкую околоземную орбиту высотой 185 км, угол наклона 28°. | |
| Масса | 20 000 фунтов (9 100 кг) (2 этапа) |
| Полезная нагрузка для TLI | |
| Масса | 4900 фунтов (2220 кг) (2 ступени) |
| История запуска | |
| Статус | Ушедший на пенсию |
| Запуск сайтов | мыс Канаверал , ЛК-37 и ЛК-34 |
| Всего запусков | 10 |
| Успех(а) | 10 |
| Неудачи | 0 |
| Первый полет | 27 октября 1961 г. |
| Последний рейс | 30 июля 1965 г. |
| Тип пассажиров/груза | Шаблон Apollo CM , Пегас |
| Первый этап – СИ | |
| Питаться от | 8 Н-1 |
| Максимальная тяга | 1 500 000 фунтов силы (6,7 МН ) |
| Порох | РП-1 / ЛОКС |
| Второй этап – S-IV | |
| Питаться от | 6 РЛ10 |
| Максимальная тяга | 90 000 фунтов силы (400 кН) |
| Порох | ЛХ 2 / ЛОКС |
| Третий этап – СВ – Летал неактивно. [1] | |
| Питаться от | 2 РЛ10 |
| Максимальная тяга | 133 кН (30 000 фунтов силы ) |
| Порох | ЛХ 2 / ЛОКС |
Сатурн I [а] Это была ракета, разработанная как первая в США ракета-носитель средней грузоподъемности массой до 20 000 фунтов (9 100 кг) на низкой околоземной орбите для полезной нагрузки . [2] Первая ступень ракеты была построена как группа топливных баков, созданных на основе старых конструкций ракетных баков, из-за чего критики в шутку называли ее « кластера Последним рубежом » . Его разработку перешло от Агентства перспективных исследовательских проектов (ARPA) в 1958 году к недавно сформированному гражданскому НАСА . Его конструкция оказалась прочной и гибкой. Удалось инициировать разработку ракетной двигательной установки на жидком водороде , запустить спутники «Пегас» , летную проверку аэродинамики этапа запуска командно-служебного модуля «Аполлон» . Было запущено десять ракет Saturn I, прежде чем они были заменены тяжелой производной Saturn IB , которая использовала вторую ступень большего размера и с более высоким общим импульсом и улучшенную систему наведения и управления . Это также проложило путь к разработке сверхтяжелого корабля «Сатурн-5» , который доставил первых людей на высадку на Луну в рамках программы «Аполлон» .
Президент Джон Ф. Кеннеди назвал «Сатурн-1» и, в частности, запуск SA-5 , точкой, в которой США превзойдут по грузоподъемности СССР после отставания со времен «Спутника» . [3] [4]
История [ править ]
Происхождение [ править ]
Проект «Сатурн» был начат как одно из ряда предложений по удовлетворению новых требований Министерства обороны (DoD) к тяжелому транспортному средству для вывода на орбиту нового класса спутников связи и «других» спутников. [2] Требования предусматривали создание транспортного средства, способного вывести на орбиту от 20 000 до 40 000 фунтов (от 9 100 до 18 100 кг) или разогнать от 13 200 до 26 200 фунтов (от 6 000 до 11 900 кг) для транслунной инъекции . Существующие американские ракеты-носители могут вывести на орбиту максимум около 3900 фунтов (1800 кг), но могут быть увеличены до 9900 фунтов (4500 кг) с помощью новых высокоэнергетических верхних ступеней. В любом случае эти верхние ступени будут доступны не ранее 1961 года и по-прежнему не будут соответствовать требованиям Министерства обороны США к тяжелым нагрузкам.
Вернера фон Брауна Команда из Агентства по баллистическим ракетам армии США (ABMA) приступила к изучению проблемы в апреле 1957 года. Они подсчитали, что для ракеты с требуемыми характеристиками потребуется ускоритель нижней ступени с тягой около 1,5 миллиона фунтов силы. (6,7 МН) тяги на взлете. Так получилось, что ВВС недавно начали работу над таким двигателем, который в конечном итоге стал F-1 . Но F-1 не будет доступен в те сроки, которые требовало Министерство обороны, и в любом случае в краткосрочной перспективе его объем будет ограничен примерно 1 миллионом фунтов силы. Другой возможностью был двигатель Rocketdyne , тогда известный как E-1 , который обеспечивал от 360 000 до 380 000 фунтов силы (от 1600 до 1700 кН), четыре из которых могли достичь требуемого уровня тяги. Этот подход стал фаворитом и сочетался с первой ступенью, построенной из группы из девяти баков, размещенных на упорной плите, к которой должны были крепиться двигатели и трубопроводная система. Конструкция предусматривала восемь ракетных баков, аналогичных ступени «Редстоун» , скрепленных вокруг центрального бака большего размера, заимствованного из Ракета Юпитер . Сходство конструкции и диаметра позволит использовать те же инструменты и оборудование, которые использовались для производства старых резервуаров, что ускорит этапы проектирования и производства новой стадии. [5] Вопреки тому, что сообщалось в прессе в то время (и с тех пор широко пропагандировалось), это были не просто резервуары «Редстоун» и «Юпитер», а гораздо более длинные версии, построенные заново, с тем же диаметром. [5]
Фон Браун вернул проект Министерству обороны в декабре 1957 года под названием « Национальная комплексная программа разработки ракет и космических аппаратов» , в котором описывался новый дизайн, известный тогда просто как «Супер-Юпитер». Было предложено несколько вариантов, использующих общую кластерную первую ступень и верхние ступени на базе Атласа или Титана I. ABMA отдавала предпочтение Титану, поскольку производство Атласа было чрезвычайно приоритетным, а свободных мощностей было мало или вообще не было. Они предложили использовать существующий инструмент Титана диаметром 120 дюймов (3,0 м), но удлинить его, чтобы создать новую сцену длиной 200 футов (61 м). « Кентавр» будет использоваться в качестве третьей ступени, которая, как ожидается, будет готова к эксплуатации в 1963 году, как раз тогда, когда две нижние ступени завершат свои испытания. Получившаяся трехступенчатая конструкция была намного выше и тоньше, чем конструкция Сатурна, которая в конечном итоге была построена.
Агентство перспективных исследовательских проектов (ARPA) было создано в феврале 1958 года как часть Министерства обороны и отвечало за выполнение требований. ARPA попросило внести только одно изменение в конструкцию; Обеспокоенные тем, что Е-1 все еще находится на ранней стадии разработки, они предложили рассмотреть альтернативы, чтобы гарантировать, что ракета будет запущена в производство как можно скорее. ABMA быстро отреагировала на это слегка измененной конструкцией, заменив четыре двигателя E-1 восемью двигателями H-1 , что является незначительной модернизацией двигателя S-3D, используемого на ракетах «Тор» и «Юпитер». По их оценкам, замена двигателей сэкономит около 60 миллионов долларов и до двух лет времени на исследования и разработки.
Фон Браун ранее упоминал ракеты «Редстоун» и «Юпитер», используемые в качестве космических пусковых установок, как « Юнона I» и «Юнона II» соответственно, и представил предложения по многоступенчатым версиям как «Юнона III» и «Юнона IV». Он изменил название новой конструкции на Juno V. Общая стоимость разработки в 850 миллионов долларов (5,6 миллиардов долларов в долларах 2007 года) в период с 1958 по 1963 год также охватывала 30 научно-исследовательских полетов, некоторые из которых перевозили пилотируемую и беспилотную космическую полезную нагрузку.
Работа начинается [ править ]
Удовлетворенный результатом, приказ ARPA № 14-59 от 15 августа 1958 года приказал запустить программу: [6]
- Инициировать программу разработки по созданию крупного ускорителя космического корабля массой около 1 500 000 фунтов. тяга на основе кластера имеющихся ракетных двигателей. Непосредственной целью этой программы является демонстрация полномасштабной динамической стрельбы в плену к концу 1959 года.
За этим последовал 11 сентября 1958 года еще один контракт с Rocketdyne на начало работ над H-1. 23 сентября 1958 года ARPA и Армейское артиллерийско-ракетное командование (AOMC) составили дополнительное соглашение, расширяющее рамки программы, в котором говорилось: «В дополнение к динамической стрельбе по принуждению... настоящим решено, что эта программа теперь должна быть продлен, чтобы обеспечить летные испытания этой ракеты-носителя примерно к сентябрю 1960 года». Кроме того, они хотели, чтобы ABMA произвела три дополнительных ускорителя, два последних из которых будут «способны выводить на орбиту ограниченную полезную нагрузку».
фон Браун возлагал большие надежды на эту конструкцию, полагая, что она станет отличным испытательным стендом для других двигательных систем, особенно для F-1, если она созреет. Он описал использование Juno V в качестве универсального носителя для исследований и разработок «наступательного и оборонительного космического оружия». Конкретное использование было прогнозировано для каждой военной службы, включая навигационные спутники для ВМФ; спутники разведки, связи и метеорологические спутники для армии и авиации; поддержка миссий с экипажем ВВС; и наземное логистическое обеспечение армии на расстояниях до 6400 километров. фон Браун также предложил использовать «Юнону V» в качестве основы пилотируемой лунной миссии в рамках проекта «Горизонт» . Юнона могла поднять до 20 000 фунтов (9 000 кг) на низкую околоземную орбиту, и он предложил запустить 15 из них для построения лунного космического корабля массой 200 000 фунтов (91 000 кг) на околоземной орбите.
Даже к этому моменту использовалось имя «Сатурн», как «тот, что после Юпитера». В одном из первых отчетов ARPA отмечалось: «SATURN считается первым настоящим космическим аппаратом, поскольку Douglas DC-3 был первым настоящим авиалайнером и надежной рабочей лошадкой в аэронавтике». Изменение названия стало официальным в феврале 1959 года.
в НАСА Передача
Создание НАСА 29 июля 1958 года привело к попытке собрать существующие программы ракет-носителей тяжелого типа и выбрать единый набор проектов для будущих работ. В то время и в ВВС, и в армии США (SLS) ВВС были команды, разрабатывающие такие машины: армейский «Сатурн» и космическую пусковую систему . [7] В SLS использовался набор общих модульных компонентов с твердотопливными ускорителями и верхними ступенями, работающими на водороде и кислороде, что обеспечивало широкий выбор конфигураций запуска и веса полезной нагрузки. Обе группы также разработали планы создания пилотируемых лунных баз, проект ABMA Horizon с его методом рандеву на околоземной орбите ВВС для построения большой лунной ракеты на околоземной орбите и проект Lunex , который планировал запустить один огромный посадочный модуль с использованием самой большой из конфигураций SLS. . Как будто этого было недостаточно, инженеры НАСА начали разработку собственной серии проектов Nova , планируя использовать ее в профиле прямого подъема , аналогичном подходу ВВС.
Фон Брауну было предложено возглавить комитет для изучения существующих усилий и выработки рекомендаций. Комитет представил свой отчет 18 июля 1958 года, начав с критики неправильного обращения с программой США и указав, что советская программа определенно впереди. Далее описывались пять «поколений» ракет, начиная с раннего «Авангарда», заканчивая «Юноной», межконтинентальными баллистическими ракетами, такими как «Атлас» и «Титан», кластерными конструкциями, такими как «Сатурн», и, наконец, последней разработкой — кластером, использующим F-1 с шестью ракетами. миллион фунтов силы (27 МН) тяги. Далее в отчете описывается программа исследований с экипажем с использованием этих ракет по мере их появления; с использованием существующих межконтинентальных баллистических ракет небольшая космическая станция на четыре человека может быть введена в эксплуатацию в 1961 году, кластеры будут обеспечивать высадку экипажа на Луну в 1965-1966 годах и более крупную космическую станцию на 50 человек к 1967 году, а самая большая из ракет будет поддерживать крупные лунные экспедиции в 1967 году. В 1972 году основал постоянную базу на Луне в 1973–1974 годах и начал межпланетные полеты с экипажем в 1977 году.
В декабре 1958 года все команды собрались, чтобы представить свои разработки. 6 января 1959 года НАСА выбрало предложение фон Брауна, что придало ему жизненно важный импульс. В конце января НАСА изложило свою полную программу развития. Сюда входили верхние ступени Vega и Centaur, а также Juno V и их собственные ускорители Nova. Позже Vega была отменена, когда была опубликована информация о ранее секретной верхней ступени Agena (тогда известной как «Hustler»), и ее характеристики были примерно сопоставимы с конструкцией НАСА.
На грани отмены [ править ]
Работа над проектом Сатурна, казалось, шла гладко. В апреле 1959 года на АБМА начали поступать первые двигатели H-1, а в мае начались испытательные стрельбы. строительство стартовых площадок Комплекса 34 началось В июне на мысе Канаверал .
Затем, совершенно неожиданно, 9 июня 1959 года, Герберт Йорк , директор Департамента оборонных исследований и разработок, объявил, что он решил прекратить программу «Сатурн». Позже он заявил, что обеспокоен тем, что проект забирает деньги ARPA из более неотложных проектов и что, как казалось, модернизация существующих межконтинентальных баллистических ракет обеспечит необходимые возможности для перевозки тяжелых грузов в краткосрочной перспективе. командующий ABMA Джон Б. Медарис Как выразился :
- К этому времени мой нос начал чуять странный запах «рыбы». Я заставил своих птичьих собак работать, чтобы попытаться выяснить, что происходит и с кем нам приходится соревноваться. Мы обнаружили, что ВВС предложили совершенно другую и совершенно новую машину в качестве ускорителя для Dynasoar , используя группу двигателей Titan и улучшая их характеристики, чтобы получить необходимую тягу первой ступени для взлета. Это существо называли по-разному: Супер-Титан или Титан-С. Над этим транспортным средством не проводилось никаких работ, кроме поспешного инженерного наброска. Однако утверждалось, что аппарат в двухступенчатой или трехступенчатой конфигурации может летать быстрее, чем «Сатурн», над которым мы уже усердно работали в течение многих месяцев. К этому предложению были приложены даты и сметы, которые в лучшем случае игнорировали многие факторы затрат, а в худшем были чисто пропагандистскими.
Стремясь предотвратить отмену, сторонники Сатурна из Министерства обороны и ARPA составили собственную записку, в которой выступали против отмены. Против них работал тот факт, что ни у армии, ни у НАСА в то время не было никаких письменных требований к ракете-носителю. Затем последовала трехдневная встреча с 16 по 18 сентября 1959 года, на которой Йорк и Драйден рассмотрели будущее Сатурна и обсудили роли Титана С и Новой. Результат был столь же неожиданным; Йорк согласился отложить отмену и продолжить краткосрочное финансирование, но только в том случае, если НАСА согласится взять на себя управление командой ABMA и продолжить разработку без помощи Министерства обороны. НАСА было в равной степени обеспокоено тем, что, полагаясь на третьи стороны в своих ракетах-носителях, они подвергали опасности всю свою программу, и было очень открыто к идее взять на себя управление командой.
На следующей неделе стороны продолжили обсуждения, и было достигнуто соглашение; Команда фон Брауна в ABMA сохранится и продолжит работу в качестве ведущих разработчиков Сатурна, но вся организация будет передана под управление НАСА. Указом президента от 15 марта 1960 года ABMA стала Центром космических полетов имени Джорджа Маршалла (MSFC) НАСА.
Выбор верхних ступеней [ править ]
В июле 1959 года от ARPA был получен запрос на изменение верхней ступени до гораздо более мощной конструкции с использованием четырех новых двигателей мощностью 20 000 фунтов силы (89 кН) на жидком водороде и жидком кислороде в корпусе большего диаметра 160 дюймов (4,1 м). вторая ступень, с модернизированным «Кентавром», использующим два двигателя той же конструкции для третьей ступени. По поводу этого изменения Медарис отметил:
- Из соображений экономии мы рекомендовали, и это было одобрено, что при строительстве второй ступени мы будем использовать тот же диаметр, что и первая ступень Титана – 120 дюймов. Основные затраты на оснастку для изготовления ракетных баков и основной конструкции связаны с диаметром. Изменения длины практически не требуют затрат на оснастку. То, как резервуары разделены внутри, или конструкция усилена внутри, или тип конструктивных деталей, которые используются в конце, чтобы прикрепить конструкцию к большому ускорителю внизу или к ступени другого размера наверху, очень мало влияют на проблемы с инструментами. Однако изменение диаметра ставит главный вопрос об инструментах, затратах и времени.
- Внезапно неожиданно появилось указание приостановить работы над второй ступенью и запрос на совершенно новую серию смет стоимости и времени, включая рассмотрение вопроса об увеличении диаметра второй ступени до 160 дюймов. Оказалось, что на сцену вышел доктор Йорк и указал, что будущие требования Dynasoar несовместимы со 120-дюймовым диаметром. Он задался вопросом, возможно ли спроектировать «Сатурн» таким образом, чтобы он мог стать ракетой-носителем для этого проекта ВВС.
- Мы были шокированы и ошеломлены. Это не была новая проблема, и мы не могли найти причин, по которым ее нельзя было бы рассмотреть в случае необходимости в то время, когда Министерство обороны и НАСА обсуждали весь вопрос о том, какие верхние ступени нам следует использовать. Тем не менее, мы очень быстро приступили к оценке проекта на основе принятия диаметра в 160 дюймов. В то же время нас попросили представить расценки на полную эксплуатационную программу по усилению Dynasoar для заданного количества полетов. Как обычно, нам давали две-три цифры, а не одну фиксированную величину, и просили оценить по каждой из них.
была сформирована группа из НАСА, ВВС, ARPA, ABMA и Управления Министерства оборонных исследований и разработок Чтобы достичь какого-то соглашения, в декабре в рамках Комитета Сильверстайна . Фон Браун скептически относился к жидкому водороду в качестве топлива для верхних ступеней, но Комитет убедил его, что это лучший способ продолжить разработку верхних ступеней в будущем. После того, как эти изменения были внесены, проект НАСА по созданию ракеты-носителя теперь полностью свободен от какой-либо зависимости от военных разработок. В тот момент любая верхняя ступень считалась честной игрой, и «если эти топлива будут приняты для сложных применений на верхней ступени», заключил комитет, «похоже, нет веских инженерных причин для отказа от использования высоких ступеней». -энергетическое топливо для менее сложного применения на промежуточных ступенях».
Комитет наметил ряд различных потенциальных конфигураций запуска, сгруппированных в три широкие категории. Группа «А» представляла собой версии с низким уровнем риска, аналогичные конструкциям Сатурна, предложенным до встречи; первоначальная конструкция с использованием верхних ступеней «Титан» и «Кентавр» стала А-1, а другая модель, заменившая «Титан» с группой БРСД, стала А-2. В конструкции B-1 предлагалась новая вторая ступень, заменяющая кластер A-2 новой конструкцией с четырьмя двигателями, использующей H-1 в качестве нижней ступени. Наконец, появились три модели серии C, в которых все верхние ступени были заменены жидководородными. В C-1 использовался существующий блок SI, расположенный ниже, добавлена новая ступень S-IV с четырьмя новыми двигателями мощностью от 15 000 до 20 000 фунтов силы (от 67 до 89 кН), а наверху остался двухмоторный Centaur, который теперь будет известен как SV. этап. Модель C-2 добавила новую ступень S-III с двумя новыми двигателями мощностью от 150 000 до 200 000 фунтов силы (от 670 до 890 кН), сохранив S-IV и SV лидерство . Наконец, в конфигурацию C-3 добавилась ступень S-II с четырьмя такими же двигателями, оставив наверху только S-III и S-IV. Модели C легко превзошли модели A и B, имея дополнительное преимущество в том, что они были взаимозаменяемыми и могли быть собраны в соответствии с любыми необходимыми требованиями к полезной нагрузке.
Сатурн появляется [ править ]
Из этих новых сценических конструкций когда-либо будет поставлен только S-IV, и то не в том виде, который был составлен в отчете комитета. Чтобы уложиться в графики разработки, группа из шести двигателей Centaur была размещена на новой 220-дюймовой (5,6 м) ступени, чтобы создать «новый» S-IV примерно с той же производительностью, что и исходные четыре модернизированных двигателя. Большое количество малых двигателей менее эффективно и более проблематично, чем меньшее количество больших двигателей, и это сделало целью скорейшую модернизацию до одного J-2 . Получившаяся ступень, S-IVB , настолько улучшила характеристики, что «Сатурн» смог запустить Apollo CSM , что оказалось неоценимым во время проекта «Аполлон» .
В конце концов, Titan C так и не был доставлен, и вместо этого ВВС обратились к Titan II с «увеличенной тягой» с использованием кластерных твердотопливных ракет . Эти новые конструкции, Titan III , на десятилетия спустя стали основной тяжелой ракетой-носителем Министерства обороны, поскольку их производство и полет стоили значительно дешевле, отчасти благодаря использованию гиперголического топлива , которое можно было хранить при комнатной температуре. Важным фактором в этом решении было то, что Министерство обороны предпочитало иметь ракету-носитель, которую оно полностью контролировало, вместо того, чтобы делить Сатурн с НАСА (из всех ракет Titan III/ IV, запущенных за 40 лет существования, только одна несколько человек несли полезную нагрузку НАСА). Аналогично, разработка Титана III устранила необходимость в «гибких» концепциях ступенчатой подготовки Сатурна, который теперь предназначался только для использования для запусков с экипажем в программе Аполлон. Поскольку необходимость в гибкости конфигурации запуска была устранена, от большинства этих разработок впоследствии отказались. Только SV выжил в своей первоначальной форме, тогда как S-IV появится в модифицированной форме, а Saturn V будет иметь совершенно другую ступень S-II.
«Сатурн I» совершил свой первый полет 27 октября 1961 года с макетом верхней ступени и частично заправленной первой ступенью. Напряжение в блокхаусе было высоким, поскольку до сих пор ни одна ракета-носитель не добилась успеха с первой попытки, и существовали широко распространенные опасения взрыва площадки. Поскольку «Сатурн» был самой крупной из когда-либо запущенных ракет-носителей, такое событие наверняка было бы чрезвычайно разрушительным и могло вывести стартовый комплекс из строя на шесть месяцев.
В конце концов, однако, эти опасения утихли, когда ракета-носитель поднялась и совершила безупречный испытательный полет. В течение следующих 17 месяцев последовали еще три полета с макетами верхних ступеней, и все они были полностью или в основном успешными. У двух из них S-IV был наполнен водой и взорвался на большой высоте после отделения ступени, образовав ледяное облако, которое затем было сфотографировано.
Рейс № 5 в январе 1964 года был первым, на борту которого находился работающий S-IV, который перезапустил свой двигатель на орбите, чтобы подняться на большую высоту, где он оставался до тех пор, пока не выйдет из строя два года спустя. В течение года последовали еще два полета с использованием стандартных CSM Apollo.
Однако к этому моменту появление Титана III лишило Сатурн роли пусковой установки Министерства обороны США, а в разработке находился более новый, улучшенный Сатурн IB (поскольку Apollo CSM оказался тяжелее, чем первоначально ожидалось, и поэтому потребовалось более мощная ракета-носитель), ракета-носитель быстро осиротела и практического применения ей найти не удалось.
Использование в службе [ править ]
Основной полезной нагрузкой «Сатурна I» была стандартная версия командно-служебных модулей «Аполлона» и системы аварийного выхода из строя . Последние три также несли микрометеороиды «Пегас» в адаптере космического корабля второй ступени.
Сатурн I рассматривался для запуска космического самолета X-20 Dyna-Soar . [8] а позже — для запуска капсулы «Джемини» в предполагаемой миссии вокруг Луны . [9] [10] Однако, поскольку финансирование проекта Dyna-Soar в 1963 году и разработка Apollo уже далеко продвинулись, эти предложения так и не были реализованы.
Намного позже Сатурн I также рассматривался как баллистическая ракетная система малой дальности в концепции TABAS . [ нужна ссылка ] ТАБАС вооружил «Сатурн» 25 метрическими тоннами (55 000 фунтов) обычного оружия в механической несущей системе, которая гарантировала, что ракета поразит и разрушит взлетно-посадочную полосу противника, выведя ее из строя на три дня. Систему сочли слишком опасной для развертывания; в случае запуска он будет выглядеть как ядерный удар и может повлечь за собой ответную реакцию.
Описание [ править ]
Технические характеристики [ править ]
Третья ступень SV была разработана как ступень ракеты «Кентавр». На «Сатурне I» она четырежды совершала бездействующие полеты с баками, заполненными водой. Он никогда не выполнял активных миссий. СВ станет разгонным блоком ракет-носителей «Атлас-Кентавр» и «Титан III» и их производных.
| Параметр | СИ – 1-й этап | С-IV – 2-й этап | S-V – 3rd stage |
|---|---|---|---|
| Высота (м) | 24.48 | 12.19 | 9.14 |
| Диаметр (м) | 6.52 | 5.49 | 3.05 |
| Полная масса (кг) | 432,681 | 50,576 | 15,600 |
| Пустая масса (кг) | 45,267 | 5,217 | 1,996 |
| Двигатели | Восемь – H-1 | Шесть – RL10 | Два – RL10 |
| Тяга (кН) | 7,582 | 400 | 133 |
| Интернет-провайдер (секунды) | 288 | 410 | 425 |
| Интернет-провайдер (км/с) | 2.82 | 4.02 | 4.17 |
| Продолжительность горения (с) | 150 | 482 | 430 |
| Порох | ЛОКС/РП-1 | ЛОКС / ЛХ2 | ЛОКС / ЛХ2 |
Стадия SI [ править ]
Первая ступень SI была оснащена восемью ракетными двигателями H-1, сжигавшими топливо РП-1 с жидким кислородом (LOX) в качестве окислителя. Топливные баки состояли из центрального ракетного бака «Юпитер», содержащего LOX, окруженного группой из восьми ракетных баков Redstone : четыре окрашенных в белый цвет, содержащих LOX; и четыре, окрашенные в черный цвет, с топливом РП-1. Четыре подвесных двигателя были установлены на подвесах , что позволяло управлять ими для управления ракетой. На машинах Block II (от SA-5 до SA-10) восемь килей обеспечивали аэродинамическую устойчивость при полете в атмосфере. Общие характеристики
- Длина: 80,3 фута (24,5 м)
- Диаметр: 21,4 фута (6,5 м)
Двигатель
S-IV этап [ править ]
Ступень S-IV оснащалась шестью двигателями RL10 с двигателями LOX/LH2 , установленными на подвесах. В топливных баках использовалась одна общая переборка для разделения топливных баков LOX и LH2, что позволило сэкономить 20% веса конструкции, а также связанную с этим длину и сложность конструкции.
Общие характеристики
- Длина: 40 футов (12 м)
- Диаметр: 18 футов (5,5 м)
Двигатель
- 6 РЛ10
- Тяга: 90 000 фунтов-сил (400 кН).
- Время горения: ~ 410 с
- Топливо: LH 2 / LOX
Сатурн Приборный блок I
Транспортные средства Saturn I Block I (от SA-1 до SA-4) управлялись приборами, размещенными в контейнерах на вершине первой ступени SI, и включали стабилизированную платформу ST-90, произведенную Ford Instrument Company и используемую в ракете Redstone. [11] Эти первые четыре аппарата следовали по баллистическим неорбитальным траекториям, а макеты верхних ступеней не отделялись от ступени с одним двигателем.
Аппараты Блока II (от SA-5 до SA-10) имели две силовые ступени и выходили на орбиты. Начиная с СА-5, приборы наведения размещались на приборном блоке (ИУ) , сразу перед ступенью S-IV. Первая версия IU имела диаметр 154 дюйма (3,9 м) и высоту 58 дюймов (150 см) и была спроектирована и построена Центром космических полетов Маршалла . Компоненты наведения, телеметрии, слежения и питания находились в четырех герметичных цилиндрических контейнерах, прикрепленных как спицы к центральной ступице. [12] Эта версия летала на СА-5, СА-6 и СА-7.
MSFC использовала версию 2 IU на SA-8, SA-9 и SA-10. Версия 2 имела тот же диаметр, что и версия 1, но высоту всего 34 дюйма (86 см). Вместо герметичных контейнеров компоненты подвешивались на внутренней стороне цилиндрической стенки, что позволило снизить вес. [13]
Компьютером управления Block II был IBM ASC-15 . Другие инструменты, находящиеся на борту МЕ, включали активные компоненты, которые управляли транспортным средством; и пассажирские компоненты, которые передавали данные телеметрии на землю для испытаний и оценки для использования в последующих полетах. Стабилизированная платформа СТ-90 была активной ИДУ для СА-5 и первой ступенью СА-6. ST -124 был пассажиром SA-5 и участвовал во втором этапе SA-6 и последующих миссиях. У МЕ было оптическое окно, позволяющее выравнивать инерциальную платформу перед запуском.
этап СВ [ править ]
Ступень СВ должна была оснащаться двумя двигателями РЛ-10А-1, работающими на жидком водороде в качестве топлива и жидком кислороде в качестве окислителя. В топливных баках для разделения топлива использовалась общая переборка. Этап СВ летал четыре раза. [14] в миссиях от SA-1 до SA-4 ; во всех четырех миссиях баки СВ были заполнены водой, которая использовалась в качестве балласта во время запуска. Ступень никогда не запускалась в активной конфигурации ни на одной ракете-носителе Сатурна. Эта ступень также использовалась на Atlas-LV3C как Centaur, современные модификации которого эксплуатируются до сих пор, что делает ее единственной ступенью ракеты Saturn, которая все еще работает.
Общие характеристики
- Длина: 29,9 футов (9,1 м)
- Диаметр: 10 футов (3,0 м)
Двигатель
- 2 РЛ10
- Тяга: 29 899 фунтов-сил (133,00 кН).
- Время горения: ~ 430 с
- Топливо: LH 2 / LOX
Сатурн I запускает [ править ]
| Серийный номер | Миссия | Дата запуска (UTC) | Примечания |
|---|---|---|---|
| В-1 | В-1 | 27 октября 1961 г. 15:06:04 | Первый испытательный полет. Блок I. Суборбитальный. Дальность: 398 км. Апогей: 136,5 км. Апогейная масса: 115 700 фунтов (52 500 кг). Макет ступеней S-IV и SV. |
| 2 | 2 | 25 апреля 1962 г. 14:00:34 | Второй испытательный полет. Блок I. Суборбитальный. В апогее на высоте 145 км вылилось 86 000 кг воды, первый запуск проекта Highwater . Макет ступеней S-IV и SV. |
| 3 | 3 | 16 ноября 1962 г. 17:45:02 | Третий испытательный полет. Блок I. Суборбитальный. В апогее на высоте 167 км выброшено 86 000 кг воды, второй запуск проекта Highwater. Макет ступеней S-IV и SV. |
| 4 | 4 | 28 марта 1963 г. 20:11:55 | Четвертый испытательный полет. Блок I. Суборбитальный. Макет второй ступени S-IV и третьей ступени SV. Апогей: 129 км. Дальность: 400 км. |
| 5 | 5 | 29 января 1964 г. 16:25:01 | Первый живой S-IV второй ступени. Первый блок II. Первый выход на орбиту: 760 х 264 км. Масса: 38 700 фунтов (17 550 кг). Распался 30 апреля 1966 года. Джон Кеннеди определил этот запуск как запуск, который поставит США по грузоподъемным возможностям впереди Советского Союза после отставания со времен Спутника. [4] |
| 6 | АС-101 | 28 мая 1964 г. 17:07:00 | Первый запуск стандартного CSM Apollo. Блок II. Орбита: 204 х 179 км. Масса: 38 900 фунтов (17 650 кг). Аполлон BP-13 распался 1 июня 1964 года. |
| 7 | АС-102 | 18 сентября 1964 г. 16:22:43 | Второй запуск стандартного CSM Apollo. Блок II. Орбита: 203 х 178 км. Масса: 36 800 фунтов (16 700 кг). Аполлон BP-15 распался 22 сентября 1964 года. |
| 9 | АС-103 | 16 февраля 1965 г. 14:37:03 | Третий шаблон CSM Apollo. Первый спутник-микрометеороид «Пегас». Орбита: 523 х 430 км. Масса: 3200 фунтов (1450 кг). Пегас-1 распался 17 сентября 1978 года. Аполлон BP-26 распался 10 июля 1985 года. |
| 8 | АС-104 | 25 мая 1965 г. 07:35:01 | Четвертый шаблон CSM Apollo. Только ночной запуск. Второй микрометеороидный спутник «Пегас». Орбита: 594 х 467 км. Масса: 3200 фунтов (1450 кг). Пегас-2 распался 3 ноября 1979 года. Аполлон BP-16 распался 8 июля 1989 года. |
| 10 | АС-105 | 30 июля 1965 г. 13:00:00 | Третий микрометеороидный спутник «Пегас». Орбита: 567 х 535 км. Масса: 3200 фунтов (1450 кг). «Пегас-3» распался 4 августа 1969 года. «Аполлон BP-9А» распался 22 ноября 1975 года. |
Дальнейшие запуски машин серии «Сатурн-1» смотрите на странице «Сатурн ИБ».
Ракеты Сатурн-1 на выставке [ править ]
По состоянию на 2021 год [update], есть три места, где выставлены испытательные автомобили Saturn I (или их части): [15]
Тестовые машины Блока 1 [ править ]
SA-T Первый этап статических испытаний Сатурна I. Изготовлен в Центре космических полетов Маршалла, использовался в нескольких статических огневых испытаниях MSFC с 1960 года, затем был отправлен и использован на сборочном заводе Мишуда для испытаний на прилегание, а затем возвращен в Алабаму. Сейчас на горизонтальном дисплее рядом с башней для статических испытаний в Центре космических полетов Маршалла. В 2019 году сообщалось, что НАСА предоставило эту ступень в дар организации, причем единственным условием является «плата за доставку» в размере примерно 250 000 долларов США для покрытия транспортных расходов. [16]
Судя по всему, из-за отсутствия запросов со стороны квалифицированных учреждений о получении ступени SA-T ракета-носитель была снесена примерно 4 апреля 2022 года. [17]
SA-T, расположен на северной стороне статического испытательного стенда MSFC, 1965 год.
СА-Т и MSFC
Альтернативное фото SA-T в MSFC.
Стенд для статических испытаний MSFC, SA-T внизу справа.
Стенд для статических испытаний MSFC, слева SA-T.
Автомобиль для динамических испытаний SA-D Saturn I Block 1. Произведено в MSFC, использовалось в нескольких динамических испытаниях MSFC до 1962 года. Сейчас выставлено в вертикальном положении с макетом верхней ступени в ракетном саду возле штаб-квартиры MSFC, рядом с несколькими образцами исторических транспортных средств, таких как ракета Фау-2 (А4), Redstone. , Юпитер-С и БРСД Юпитер.
SA-D сзади, между другими ракетами, разработанными в MSFC.
НАСА перемещает адаптер ступени ракеты-носителя SLS, SA-D находится сзади.
Тестовый автомобиль Блок 2 [ править ]
Машина для динамических испытаний SA-D5 Block 2 - состоит из разгонной ступени SI-D5 и гидростатической/динамической верхней ступени S-IV-H/D, которая использовалась в испытаниях на динамическом стенде MSFC в 1962 году. Она также была отправлена и использовалась для проверки в LC. -37B на мысе Канаверал в 1963 году. Он был возвращен в Алабаму и модифицирован для использования в качестве этапа динамических испытаний S-IB. Передано в дар НАСА/MSFC штату Алабама одновременно с ракетой для динамических испытаний «Сатурн-5» и теперь выставлено в вертикальном положении в Космическом и ракетном центре США (бывший Космический и ракетный центр Алабамы), Хантсвилл, Алабама, где он стал очень знакомой местной достопримечательностью.
SA-D5 (слева) в Космическом и ракетном центре Алабамы, 1970 год.
SA-D5 (слева) в Космическом и ракетном центре США, 2011 г.
SA-D5 в Космическом и ракетном центре США, 2017 г.
См. также [ править ]
Примечания [ править ]
- ^ Произносится как «Сатурн Один».
Ссылки [ править ]
Цитаты [ править ]
- ^ Энциклопедия Astronautica - Сатурн I. Архивировано 7 декабря 2010 г. в Wayback Machine.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Терминология изменилась с 1960-х годов; тогда 20 000 фунтов считались «тяжелой нагрузкой».
- ^ Репортаж кинохроники Джона Кеннеди с СА-1 (видео)
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Речь Джона Кеннеди на авиабазе Брукс, 21 ноября 1963 г. (видео, в последний полный день его жизни)
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б «Сатурн I: сделан из 1 Юпитера и 8 красных камней… верно?» . gwsbooks.blogspot.com . Проверено 23 января 2020 г.
- ^ Бильштейн (1996), с. 27
- ^ Не путать с системой космического запуска .
- ^ Бильштейн (1996), с. 57
- ^ «Близнецы-Сатурн IB» . astronautix.com .
- ^ Применение Близнецов для разведки Луны - отчет Макдоннелла №. А634 .
- ^ Бильштейн (1996), с. 243 .
- ^ Система ракеты-носителя Аполлон "А"/Сатурн C-1
- ^ Сатурн I. Краткое изложение в формате PDF, стр. 36
- ^ «Иллюстрированная хронология Сатурна - Часть 2» . History.nasa.gov . 15 мая 1965 года . Проверено 14 сентября 2020 г.
- ^ «Отчет о космическом запуске - История корабля Сатурн» . Архивировано из оригинала 17 марта 2022 года.
{{cite web}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка ) - ^ «Новости C/Net – НАСА дарит ракету Сатурн эпохи Аполлона» . 19 июля 2019 г.
- ^ «Ракета Сатурн эпохи Аполлона уничтожена под присмотром НАСА» . 5 апреля 2022 г.
Библиография [ править ]
- Бильштейн, Роджер Э. (1996). Этапы пути к Сатурну: технологическая история ракет-носителей «Аполлон/Сатурн» . Серия историй НАСА. Вашингтон: НАСА. ISBN 978-0-16-048909-9 . Архивировано из оригинала 15 октября 2004 г.
- Кэдбери, Дебора (2006). Космическая гонка: эпическая битва между Америкой и Советским Союзом за господство в космосе . Нью-Йорк: Издательство Харпер Коллинз. ISBN 978-0-06-084553-7 .
- Доусон, Вирджиния П.; Боулз, Марк Д. (2004). Укрощение жидкого водорода: ракета-разгонный блок «Кентавр», 1958–2002 гг. (PDF) . Серия историй НАСА. Вашингтон: НАСА. ISBN 978-0-16-073085-6 . Архивировано из оригинала (PDF) 29 сентября 2006 г.
- Нойфельд, Майкл Дж. (2007). фон Браун: Космический мечтатель, военный инженер . Нью-Йорк: Альфред А. Кнопф. ISBN 978-0-307-26292-9 .
- Технический меморандум НАСА X-881 - Описание систем Apollo, том II - Ракеты-носители Сатурна (PDF)
