Сатурн ИБ
 Три стартовые конфигурации ракеты Apollo Saturn IB: без космического корабля ( AS-203 ), командно-служебный модуль ( AS-202 ); и лунный модуль ( Аполлон-5 ) | |
| Функция | космического корабля «Аполлон» ; разработка Разработка этапа S-IVB в поддержку Сатурна V ; Скайлэб Пусковая установка для экипажа |
|---|---|
| Производитель | Крайслер ( S-IB ) Дуглас ( S-IVB ) |
| Страна происхождения | Соединенные Штаты |
| Размер | |
| Высота | 141,6 футов (43,2 м) без полезной нагрузки [1] |
| Диаметр | 21,67 футов (6,61 м) [1] |
| Масса | 1300220 фунтов (589770 кг) без полезной нагрузки [2] |
| Этапы | 2 |
| Емкость | |
| Полезная нагрузка на LEO | |
| Высота | 87,5 миль (162,1 км; 100,7 миль) |
| Масса | 21000 кг (46000 фунтов) [3] |
| История запуска | |
| Статус | Ушедший на пенсию |
| Запуск сайтов | Мыс Канаверал , LC-34 и LC-37 Космический центр Кеннеди , LC-39B |
| Всего запусков | 9 |
| Успех(а) | 9 |
| Первый полет | 26 февраля 1966 г. |
| Последний рейс | 15 июля 1975 г. |
| Тип пассажиров/груза | Аполлон ЦСМ , без винтов Аполлон LM |
| Первый этап – S-IB | |
| Высота | 24,44 м (80,17 футов) |
| Диаметр | 6,53 м (21,42 фута) |
| Пустая масса | 42000 кг (92500 фунтов) |
| Полная масса | 441000 кг (973000 фунтов) |
| Пороховая масса | 399 400 кг (880 500 фунтов) |
| Питаться от | 8 × Н-1 |
| Максимальная тяга | 7100 кН (1600000 фунтов силы) |
| Удельный импульс | 272 с (2,67 км/с) |
| Время горения | 150 секунд |
| Порох | ЛОКС / РП-1 |
| Второй этап – S-IVB | |
| Высота | 17,81 м (58,42 фута) |
| Диаметр | 6,53 м (21,42 фута) |
| Пустая масса | 10 600 кг (23 400 фунтов) |
| Полная масса | 114 300 кг (251 900 фунтов) |
| Пороховая масса | 103 600 кг (228 500 фунтов) |
| Питаться от | 1 × Дж-2 |
| Максимальная тяга | 890 кН (200 000 фунтов силы) |
| Удельный импульс | 420 с (4,1 км/с) |
| Время горения | 480 секунд |
| Порох | ЛОКС / ЛХ 2 |
Сатурн ИБ [а] (также известный как модернизированный «Сатурн-1» ) — американская ракета-носитель, созданная по заказу Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) для программы «Аполлон» . Он модернизировал Saturn I , заменив вторую ступень S-IV (сила 90 000 фунтов (400 000 Н), общий импульс 43 380 000 фунтов в секунду) на S-IVB (сила 200 000 фунтов (890 000 Н), 96 000 000 фунтов). -сек общего импульса). Первая ступень S -IB также увеличила базовую тягу SI с 1 500 000 фунтов-сил (6 700 000 Н) до 1 600 000 фунтов-сил (7 100 000 Н) и топливную нагрузку на 3,1%. Это увеличило грузоподъемность Сатурна I на низкой околоземной орбите с 20 000 фунтов (9 100 кг) до 46 000 фунтов (21 000 кг), чего достаточно для ранних летных испытаний полузаправленного командно-служебного модуля Аполлона (CSM) или полностью заправленного топливом лунного модуля Аполлона. (LM), прежде чем был готов более крупный Сатурн-5, необходимый для полета на Луну.
Совместно используя верхнюю ступень S-IVB, Saturn IB и Saturn V обеспечили общий интерфейс для космического корабля Apollo. Единственное существенное отличие заключалось в том, что S-IVB на «Сатурне-5» сжигал только часть своего топлива для достижения околоземной орбиты, поэтому его можно было перезапустить для транслунной инъекции . S-IVB на Сатурне IB требовалось все топливо для достижения околоземной орбиты.
Сатурн IB запустил два беспилотных суборбитальных полета CSM на высоту 162 км, один беспилотный орбитальный полет LM и первую орбитальную миссию CSM с экипажем (сначала планировалась как Apollo 1 , позже - как Apollo 7 ). Он также запустил одну орбитальную миссию AS-203 без полезной нагрузки, чтобы у S-IVB было остаточное жидкое водородное топливо. Эта миссия поддержала разработку перезапускаемой версии S-IVB, используемой в Сатурне-5, путем наблюдения за поведением жидкого водорода в невесомости .
В 1973 году, через год после завершения лунной программы «Аполлон», три корабля «Аполлон» CSM/Saturn IB переправили экипажи на космическую станцию «Скайлэб» . В 1975 году последний корабль «Аполлон/Сатурн» запустил часть «Аполлона» совместного американо - советского испытательного проекта «Аполлон-Союз» (ASTP). Резервный Apollo CSM/Saturn IB был собран и подготовлен к спасательной операции Скайлэба, но так и не поднялся в воздух.
Остальные Saturn IB в инвентаре НАСА были списаны после миссии ASTP, поскольку им не удалось найти применения, а все потребности космической программы США в тяжелых грузовых операциях могли быть удовлетворены с помощью более дешевого и универсального семейства Titan III , а также космического корабля "Шаттл" .
История
[ редактировать ]НАСА В 1959 году комитет Сильверстайна выпустил рекомендации по разработке ракет-носителей класса «Сатурн» , выросших из C-1 . Когда в 1961 году была запущена программа «Аполлон» с целью высадки людей на Луну, НАСА выбрало «Сатурн-1» для испытательных миссий на околоземной орбите. Однако предел полезной нагрузки «Сатурна-1» в 20 000 фунтов (9 100 кг) на дальность полета 162 км позволит протестировать только командный модуль с прикрепленным двигательным модулем меньшего размера, поскольку командно-служебный модуль будет иметь сухую массу не менее 26 300 фунтов (11 900 фунтов). кг), а также топливо для служебной двигательной установки и управления реакцией. В июле 1962 года НАСА объявило о выборе C-5 для миссии по высадке на Луну и решило разработать еще одну ракету-носитель, модернизировав Saturn I, заменив вторую ступень S-IV на S-IVB , которая также будет модифицирована для использовать в качестве третьей ступени Сатурна-5. Первая ступень SI . также будет модернизирована до S-IB за счет улучшения тяги двигателей и уменьшения веса Новый Saturn IB с грузоподъемностью не менее 35 000 фунтов (16 000 кг) [4] заменит Saturn I для испытаний на околоземной орбите, что позволит летать командно-служебному модулю с частичной загрузкой топлива. Это также позволит запустить лунный экскурсионный модуль массой 32 000 фунтов (15 000 кг) отдельно для испытаний на околоземной орбите без экипажа и с экипажем до того, как «Сатурн-5» будет готов к полету. Это также дало бы раннее развитие третьей стадии. [2]
12 мая 1966 года НАСА объявило, что аппарат будет называться «модернизированный Сатурн I», при этом «лунный экскурсионный модуль» был переименован в лунный модуль . Однако 2 декабря 1967 года терминология «переоцененного Сатурна I» была возвращена к Сатурну IB. [2]
К моменту разработки полезная нагрузка Saturn IB увеличилась до 41 000 фунтов (19 000 кг). [2] К 1973 году, когда он использовался для запуска трех миссий «Скайлэб» , двигатель первой ступени был модернизирован, в результате чего грузоподъемность увеличилась до 46 000 фунтов (21 000 кг).
Технические характеристики
[ редактировать ]Ракета-носитель
[ редактировать ]| Параметр [1] | С-ИБ (1-й этап) | С-IVБ (2-я ступень) | Приборный блок |
|---|---|---|---|
| Высота | 24,44 м (80,17 футов) | 17,81 м (58,42 фута) | 0,91 м (3 фута) |
| Диаметр | 6,53 м (21,42 фута) | 6,61 м (21,67 футов) | 6,61 м (21,67 футов) |
| Структурная масса | 42000 кг (92500 фунтов) | 10 600 кг (23 400 фунтов) | 2000 кг (4400 фунтов) |
| Порох | ЛОКС / РП-1 | ЛОКС / ЛХ 2 | — |
| Пороховая масса | 399 400 кг (880 500 фунтов) | 103 600 кг (228 500 фунтов) | — |
| Двигатели | 8 × Н-1 | 1 × Дж-2 | — |
| Толкать | 7100 кН (1600000 фунтов силы) на уровне моря | 890 кН (200 000 фунтов силы) вакуум | — |
| Продолжительность записи | 150 секунд | 480 секунд | — |
| Удельный импульс | 272 с (2,67 км/с) на уровне моря | 420 с (4,1 км/с) вакуум | — |
| Подрядчик | Крайслер | Дуглас | ИБМ |
Конфигурации полезной нагрузки
[ редактировать ]| Параметр | Командно-служебный модуль | Аполлон 5 | АС-203 |
|---|---|---|---|
| запуска Escape System Масса | 4200 кг (9200 фунтов) | — | — |
| командно-служебного модуля «Аполлон» Масса | От 16 500 до 20 900 кг (от 36 400 до 46 000 фунтов) | — | — |
| лунного модуля Аполлона Масса | — | 14 360 кг (31 650 фунтов) | — |
| адаптера космический корабль – ЛМ Масса | 1840 кг (4050 фунтов) | 1840 кг (4050 фунтов) | — |
| носового обтекателя Высота | — | 2,5 м (8,3 фута) | 8,4 м (27,7 футов) |
| Высота полезной нагрузки | 24,9 м (81,8 футов) | 11,1 м (36,3 фута) | — |
| Общая высота космического корабля | 68,1 м (223,4 фута) | 54,2 м (177,9 футов) | 51,6 м (169,4 фута) |
S-IB первая ступень
[ редактировать ]
Сцена S-IB была построена корпорацией Chrysler на Мишуд сборочном заводе в Новом Орлеане . [5] Он был оснащен восемью ракетными двигателями Rocketdyne H-1, сжигавшими топливо RP-1 с жидким кислородом (LOX). Восемь баков Redstone (четыре с топливом и четыре с LOX) были сгруппированы вокруг бака LOX ракеты Юпитер , за что ракета получила прозвище «Последний бой кластера». [6] Четыре подвесных двигателя были установлены на подвесах , что позволяло управлять ими для управления ракетой. Восемь килей, окружающих опорную конструкцию, обеспечивали аэродинамическую устойчивость и управляемость.
Данные из: [7]
Общие характеристики
- Длина: 24,44 метра (80,17 футов)
- Диаметр: 6,53 метра (21,42 фута)
- Размах крыльев : 12,02 метра (39,42 фута).
Двигатель
- 8 × Рокетдайн H-1
S-IVB вторая ступень
[ редактировать ]
S-IVB был построен компанией Douglas Aircraft Company в Хантингтон-Бич, Калифорния . Модель S-IVB-200 была похожа на третью ступень S-IVB-500, использовавшуюся на Saturn V , за исключением межступенчатого адаптера, меньших по размеру вспомогательных модулей управления двигательной установкой и отсутствия возможности перезапуска двигателя на орбите. Он был оснащен одним двигателем Rocketdyne J-2 . Баки с топливом и окислителем имели общую переборку, что позволило сэкономить около десяти тонн веса и сократить длину машины более чем на десять футов.
Общие характеристики
- Длина: 17,81 метра (58,42 фута)
- Диаметр: 6,61 метра (21,67 фута)
Двигатель
- 1 × Рокетдайн J-2
Приборный блок
[ редактировать ]
IBM построила приборный блок в Центре космических систем в Хантсвилле, штат Алабама . Расположенный наверху ступени S-IVB, он состоял из цифрового компьютера ракеты-носителя (LVDC), инерциальной платформы, акселерометров, системы слежения, телеметрии и управления, а также соответствующих средств управления окружающей средой. Он контролировал всю ракету от момента перед стартом до разрядки батареи. Как и другие системы наведения ракеты, она поддерживала свой вектор состояния (оценки положения и скорости) за счет интеграции измерений акселерометра, отправляла команды стрельбы и управления главными двигателями и вспомогательными двигателями, а также запускала соответствующие боеприпасы и твердотопливные ракетные двигатели во время этапов подготовки и отделения полезной нагрузки. .
Как и в случае с другими ракетами, полностью независимая и резервная система безопасности дальности может быть активирована по наземному радиокоманду для прекращения тяги и уничтожения ракеты, если она выйдет из строя и создаст угрозу людям или имуществу на земле. В Saturn IB и V система безопасности дальности была окончательно отключена наземным командованием после благополучного выхода на орбиту. Это было сделано для того, чтобы ступень S-IVB случайно не разорвалась и не создала облако обломков на орбите, которое могло бы поставить под угрозу экипаж Apollo CSM.
Запустить последовательность событий
[ редактировать ]| Запуск мероприятия [8] | Время (с) | Высота (км) | Скорость (м/с) |
|---|---|---|---|
| Справочный выпуск | -5.0 | 0.09 | 0 |
| Первое движение | 0.0 | 0.09 | 0 |
| 1 Маха | 58.9 | 7.4 | 183 |
| Максимальное динамическое давление | 73.6 | 12.4 | 328 |
| Заморозить наклон | 130.5 | 48.2 | 1587 |
| Внутреннее отключение двигателя | 137.6 | 54.8 | 1845 |
| Отключение подвесного двигателя | 140.6 | 57.6 | 1903 |
| Разделение S-IB/S-IVB | 142.0 | 59.0 | 1905 |
| S-IVB зажигание | 143.4 | 59.9 | 1900 |
| Сброс незаполненного корпуса | 154.0 | 69.7 | 1914 |
| Запустить сброс аварийной башни | 165.6 | 79.5 | 1960 |
| Инициирование режима итеративного наведения | 171.0 | 83.7 | 1984 |
| Изменение соотношения моторной смеси | 469.5 | 164.8 | 5064 |
| Сигнал C/O наведения | 581.9 | 158.4 | 7419 |
| Введение орбиты | 591.9 | 158.5 | 7426 |
Ускорение Сатурна IB увеличилось с 1,24 G при старте до максимального значения 4,35 G в конце горения ступени S-IB и снова увеличилось с 0 G до 2,85 G от отделения ступени до конца горения S-IVB. [8]
AS-206, 207 и 208 вывели командно-служебный модуль размером 150 на 222 километра (81 на 120 морских миль), на эллиптическую орбиту которая была в одной плоскости с орбитой Скайлэба . Двигатель SPS командно-служебного модуля использовался в апогее орбиты для перевода Хомана на орбиту Скайлэб на высоте 431 километр (233 морские мили). [8]
Транспортные средства и запуски Saturn IB
[ редактировать ]
Первые пять запусков Saturn IB по программе Apollo были произведены с LC-34 и LC-37 , базы ВВС на мысе Кеннеди .
Saturn IB использовался в период с 1973 по 1975 год для трех пилотируемых полетов Skylab и одного испытательного проекта «Аполлон-Союз» полета . Эта последняя серийная партия не имела чередующихся черных и белых баков ступени S-IB или вертикальных полос на кормовой юбке бака S-IVB, которые присутствовали на более ранних машинах. Поскольку LC-34 и 37 к тому времени были бездействующими, для этих запусков использовался LC-39B Космического центра Кеннеди . [9] Мобильная пусковая платформа № 1 была модифицирована: добавлена приподнятая платформа, известная как «молочный табурет», чтобы учесть разницу в высоте между Saturn IB и гораздо большим Saturn V. [9] Это позволило выровнять рычаги доступа к стартовой башне для обеспечения доступа экипажа, заправки топливом и заземления электрических соединений космического корабля «Аполлон» и верхней ступени S-IVB. Рычаги доступа ко второй ступени башни были модифицированы для обслуживания первой ступени S-IB. [9]
| Серийный число | Миссия | Космический корабль масса (кг) | Запуск дата (УНИВЕРСАЛЬНОЕ ГЛОБАЛЬНОЕ ВРЕМЯ) | Примечания |
|---|---|---|---|---|
| СА-201 | АС-201 | 20,820 | 26 февраля 1966 г. 16:12:01 | Беспилотное суборбитальное испытание Block I CSM (командно-служебный модуль) |
| СА-203 | АС-203 | Никто | 5 июля 1966 г. 14:53:17 | Беспилотное испытание поведения несгоревшего LH 2 на орбите для поддержки дизайна перезапуска S-IVB-500 |
| СА-202 | АС-202 | 25,810 | 25 августа 1966 г. 17:15:32 | Беспилотное суборбитальное испытание Block I CSM |
| СА-204 | Аполлон 1 | 20,412 | Это должно было стать первым пилотируемым орбитальным испытанием Block I CSM. Пожар в кабине 27 января 1967 года привел к гибели астронавтов и повреждению КМ во время генеральной репетиции запланированного на 21 февраля 1967 года запуска. | |
| Аполлон 5 | 14,360 | 22 января 1968 г. 22:48:08 | Непилотируемые орбитальные испытания лунного модуля, использованной ракеты-носителя «Аполлон-1». | |
| СА-205 | Аполлон-7 | 16,520 | 11 октября 1968 г. 15:02:45 | Орбитальные испытания с экипажем Block II CSM |
| СА-206 | Скайлэб 2 | 19,979 | 25 мая 1973 г. 13:00:00 | CSM блока II переправил первый экипаж в орбитальную мастерскую Skylab |
| СА-207 | Скайлэб 3 | 20,121 | 28 июля 1973 г. 11:10:50 | CSM Блока II переправил второй экипаж в орбитальную мастерскую Скайлэб |
| СА-208 | АС-208 | Резервный спасательный Skylab 3 CSM-119; не нужен | ||
| Скайлэб 4 | 20,847 | 16 ноября 1973 г. 14:01:23 | CSM Блока II переправил третий экипаж в орбитальную мастерскую Скайлэб | |
| СА-209 | АС-209 | Резервный Skylab 4 и более поздний Аполлон-Союз спасают CSM-119. Не нужен, в настоящее время выставлен в ракетном саду КНЦ. | ||
| Скайлэб 5 | Планируемая миссия CSM по поднятию на орбиту мастерской Skylab продержаться до тех пор, пока космический челнок не будет готов к полету; отменен. | |||
| СА-210 | ЭСТАП | 16,780 | 15 июля 1975 г. 19:50:01 | Apollo CSM со специальным модулем стыковочного адаптера, Встреча с кораблем "Союз-19". Последний полет Сатурна IB. |
| СА-211 | Неиспользованный. Первая ступень демонстрировалась в Центре приема Алабамы на шоссе I-65 в Ардморе, штат Алабама, с 1979 по 2023 год: сейчас разобрана для утилизации. [10] Сцена S-IVB оснащена оборудованием подводного тренировочного симулятора Skylab и выставлена на открытом воздухе в Космическом и ракетном центре США в Хантсвилле, штат Алабама. | |||
| СА-212 | Неиспользованный. Первая ступень списана. [5] Ступень S-IVB преобразована в космическую станцию Скайлэб . | |||
| СА-213 | Построена только первая очередь. Неиспользованный и списанный. [5] | |||
| СА-214 | Построена только первая очередь. Неиспользованный и списанный. [5] | |||
Информацию о более ранних выпусках автомобилей серии Saturn I см. в списке в Saturn I. статье
Ракеты Сатурн IB на выставке
[ редактировать ]
По состоянию на 2023 год автомобили Saturn IB (или их части) выставлены в двух местах:
- SA-209 выставлен в комплексе для посетителей Космического центра Кеннеди вместе с кораблем проверки объектов Apollo. Из-за сильной коррозии в 1993–1994 годах двигатели и служебный модуль первой ступени были заменены на изготовленные дубликаты.
- Ступень SA-211 S-IVB была соединена с стыковочным адаптером для подводной подготовки Skylab и креплением для телескопа Apollo и выставлена в Ракетном саду Космического и ракетного центра США в Хантсвилле, штат Алабама. Первая ступень SA -211 вместе с макетом ступени S-IVB была выставлена в готовом к запуску состоянии в Центре приема в Алабаме на межштатной автомагистрали 65 в Ардморе, штат Алабама , с июля 1979 года. 34 ° 57'16 "с.ш. 86 ° 53'31" з.д. / 34,954548 ° с.ш. 86,89193 ° з.д. [11] [12] Структурную целостность экспозиции после четырех десятилетий атмосферных воздействий восстановить не удалось. Разборка машины для утилизации началась 14 сентября 2023 года. [10]
Расходы
[ редактировать ]В 1972 году стоимость Saturn IB, включая запуск, составляла 55 000 000 долларов США (что эквивалентно 401 000 000 долларов США в 2023 году). [13]
См. также
[ редактировать ]Примечания
[ редактировать ]- ^ Произносится как «сатурн, одна пчела».
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с Отчет после запуска миссии AS-201 (космический корабль Аполлон 009) - (PDF) , НАСА, май 1966 г. , получено 18 марта 2011 г.
- ^ Jump up to: а б с д Уэйд, Марк. «Сатурн ИБ» . Энциклопедия астронавтики . Архивировано из оригинала 14 мая 2011 года . Проверено 17 марта 2011 г.
- ^ Хорнунг, Джон (2013). Вступая в гонку на Луну: автобиография ученого-ракетчика Аполлона . Вильямсбург, Вирджиния: Издательство Jack Be Nimble. ISBN 9780983044178 .
- ^ Бенсон, Чарльз Д.; Фаэрти, Уильям Барнаби (1978). «Космический аппарат Аполлон-Сатурн IB». Мунпорт: История стартовых комплексов и операций Аполлона . НАСА. Архивировано из оригинала 24 марта 2016 года . Проверено 3 февраля 2016 г.
- ^ Jump up to: а б с д «История Сатурна ИБ» . Архивировано из оригинала 4 января 2013 года . Проверено 1 ноября 2009 г.
{{cite web}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка ) - ^ «Сатурн I» .
- ^ Центр космических полетов НАСА имени Маршалла, Руководство по полету Skylab Saturn IB (MSFC-MAN-206), 30 сентября 1972 г.
- ^ Jump up to: а б с Руководство по полету Skylab Saturn 1B - (PDF) , НАСА, 30 сентября 1972 г. , получено 8 июля 2020 г.
- ^ Jump up to: а б с Рейнольдс, Дэвид Уэст (2006). Космический центр Кеннеди: ворота в космос . Ричмонд-Хилл, Онтарио: Firefly Books Ltd., стр. 154–157 . ISBN 978-1-55407-039-8 .
- ^ Jump up to: а б «Начинается демонтаж ракеты в историческом центре приветствия Алабамы» . 14 сентября 2023 г. Проверено 20 сентября 2023 г.
- ^ Дулинг, Дэйв (6 мая 1979 г.). «Летний праздник космических и ракетных планов». Хантсвилл Таймс .
- ^ Хьюз, Бейн (6 апреля 2014 г.). «Знаковая ракета подлежит ремонту» . Декейтер Дейли . Проверено 8 апреля 2014 г.
- ^ «SP-4221 Решение о космическом шаттле. Глава 6: Экономика и шаттл» . НАСА . Проверено 15 января 2011 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- http://www.apollosaturn.com/
- http://www.spaceline.org/rocketsum/saturn-Ib.html
- Центр космических полетов НАСА имени Маршалла, «Руководство по летной эксплуатации Skylab Saturn IB» (PDF) . (19,8 МБ) , 30 сентября 1972 г.
- «Ракеты-носители Сатурн» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 16 апреля 2005 г. (61,2 МБ)
