Saturn C-3 была третьей ракетой в серии Saturn C, которая изучалась с 1959 по 1962 год. Проект представлял собой трехступенчатую ракету-носитель, способную выводить 45 000 килограммов (99 000 фунтов) на низкую околоземную орбиту и отправлять 18 000 килограммов (40 000 фунтов) на Луну посредством транслунного выведения . [2] [1]
Предложение президента США Кеннеди от 25 мая 1961 года о явной цели пилотируемой высадки на Луну побудило NASA закрепить свои требования к ракетам-носителям для высадки на Луну. Неделей ранее Уильям Флеминг (Управление программ космических полетов, штаб-квартира NASA) возглавил специальный комитет для проведения шестинедельного исследования требований для высадки на Луну. Посчитав подход с прямым восхождением наиболее осуществимым, они сосредоточили свое внимание соответствующим образом и предложили полеты вокруг Луны в конце 1965 года с использованием ракеты-носителя Saturn C-3. [3]
В начале июня 1961 года Брюс Ландин, заместитель директора Исследовательского центра Льюиса, провел недельное исследование шести различных возможностей рандеву. Альтернативы включали рандеву на орбите Земли (EOR), рандеву на орбите Луны (LOR), рандеву на Земле и Луне и рандеву на поверхности Луны с использованием конструкций Saturn C-1, C-3 и Nova. Комитет Ландина пришел к выводу, что рандеву имеет явные преимущества перед прямым восхождением, и рекомендовал рандеву на орбите Земли с использованием двух или трех Saturn C-3. [3]
NASA объявило 7 сентября 1961 года, что государственный завод Michoud Ordnance Plant около Нового Орлеана, штат Луизиана, станет местом изготовления и сборки первой ступени Saturn C-3, а также более крупных транспортных средств в программе Saturn. Финалистами стали два государственных завода в Сент-Луисе и Новом Орлеане. Высота крыши завода в Michoud означала, что ракета-носитель с восемью двигателями F-1 ( класс Nova , Saturn C-8 ) не могла быть построена; четыре или пять двигателей (первая ступень) должны были быть максимальным ( Saturn C-5 )
Это решение положило конец рассмотрению возможности использования ракеты-носителя класса Nova для прямого полета на Луну или в качестве тяжелого спутника Saturn C-3 для выхода на околоземную орбиту.
В ходе различных предложений Nova была предложена концепция Modular Nova, состоящая из кластеризации первой ступени C-3. [4]
Центр космических полетов имени Маршалла в Хантсвилле, штат Алабама, разработал предложение по сближению на околоземной орбите (EOR) для программы «Аполлон» в 1960–1961 годах. В предложении использовалась серия небольших ракет размером с половину «Сатурна V» для запуска различных компонентов космического корабля, направляющегося на Луну. Эти компоненты должны были быть собраны на орбите вокруг Земли , а затем отправлены на Луну посредством транслунной инъекции . Чтобы проверить и подтвердить осуществимость подхода EOR для программы «Аполлон», был основан проект «Джемини» со следующей целью: «Осуществить сближение и стыковку с другим кораблем ( целевым кораблем Agena ) и маневрировать объединенным космическим кораблем с использованием двигательной системы целевого корабля».
Saturn C-3 должен был стать основным средством запуска для сближения на околоземной орбите. Ракета-носитель состояла из первой ступени, содержащей два двигателя Saturn V F-1 , второй ступени, содержащей четыре мощных двигателя J-2 , и ступени S-IV от ракеты-носителя Saturn I. Была разработана и запущена только ступень S-IV ракеты-носителя Saturn C-3, но все указанные двигатели использовались на ракете Saturn V , которая доставила людей на Луну. [5]
Концепция лунной орбитальной встречи (LOR) изучалась в Исследовательском центре Лэнгли еще в 1960 году. В меморандуме Джона Хоуболта Роберту Симансу от ноября 1961 года, в котором он рекомендовал использовать LOR для лунных миссий, было описано использование ракеты-носителя Saturn C-3 и отказ от сложных больших ускорителей и лунных посадочных модулей. [6]
После шести месяцев дальнейшего обсуждения в НАСА, летом 1962 года, предложение Исследовательского центра Лэнгли о встрече на лунной орбите (LOR) было официально выбрано в качестве конфигурации миссии для программы «Аполлон» 7 ноября 1962 года. [7] К концу 1962 года конструкция Saturn C-3 была признана необязательной для требований программы «Аполлон», поскольку затем были предложены более крупные ускорители ( Saturn C-4 , Saturn C-5), поэтому дальнейшая работа над Saturn C-3 была отменена. [8]
С 1961 года было изучено, предложено и профинансировано несколько вариантов Saturn C-3. Наиболее обширные исследования были сосредоточены на вариантах Saturn C-3B до конца 1962 года, когда была выбрана лунная орбитальная встреча и одобрена разработка Saturn C-5. Общей темой этих вариантов является первая ступень с тягой на уровне моря (SL) не менее 3 044 000 фунтов силы (13 540 кН). Эти конструкции использовали два или три двигателя Rocketdyne F-1 в ступени S-IB -2 или S-IC и диаметры от 8 до 10 метров (от 26 до 33 футов), которые могли поднять до 110 000 фунтов (50 000 кг) на низкую околоземную орбиту (LEO).
Отсутствие ракеты-носителя Saturn C-3 в 1965 году создало большой разрыв в полезной нагрузке (LEO) между грузоподъемностью Saturn IB в 21 000 кг (46 000 фунтов) и возможностью трехступенчатой Saturn V в 75 000 кг (165 000 фунтов). В середине 1960-х годов Центр космических полетов имени Маршалла (MSFC) НАСА инициировал несколько исследований по ракете-носителю, чтобы заполнить этот пробел в грузоподъемности и расширить возможности семейства Saturn. Три компании представили MSFC предложения по этому требованию: Martin Marietta (строитель аппаратов Atlas, Titan), Boeing (строитель первых ступеней S-1B и S-1C) и North American (строитель второй ступени S-II).
Модификация Saturn C-3B (1961) увеличила общую тягу трех ступеней до 17 200 кН. Диаметр первой ступени (S-IB-2) был увеличен до 33 футов (10 метров). Окончательная первая ступень для Saturn V (S-IC) будет использовать тот же диаметр, но добавит 8 метров к своей длине. Дальнейшее рассмотрение добавило третий двигатель F-1 к первой ступени. Диаметр второй ступени S-II будет составлять 8,3 и 21,3 метра (27 и 70 футов) в длину.
В трехступенчатой версии будет использоваться ступень S-IV диаметром 5,5 метра и длиной 12,2 метра.
Модификация Saturn C-3BN (1961) будет использовать NERVA для третьей ступени этой ракеты-носителя. Технология NERVA изучалась и предлагалась с середины 1950-х годов для будущих исследований космоса.
7 октября 1966 года Boeing представила в NASA Marshall Space Flight Center окончательный отчет «Исследования усовершенствованных транспортных средств Saturn V и промежуточных транспортных средств с полезной нагрузкой». В отчете описывалась Saturn INT-20 , промежуточная двухступенчатая ракета-носитель с первой ступенью S-1C, использующая три или четыре двигателя F-1, и S-IVB в качестве второй ступени с одним двигателем J-2. Грузоподъемность ракеты для LEO должна была составить от 45 000 до 60 000 кг, что сопоставимо с более ранней конструкцией Saturn C-3 (1961). Boeing планировала поставку и первый полет в 1970 году на основе решения, принятого к 1967 году.
Saturn II — серия американских одноразовых ракет-носителей, исследованных North American Aviation (NAA, позже Rockwell) в 1966 году под руководством Центра космических полетов имени Маршалла (MSFC) NASA и созданных на основе компонентов ракеты Saturn V, использовавшейся в программе Apollo. Проекты North American были сосредоточены на устранении первой ступени S-IC, созданной Boeing, и использовании второй ступени S-II компании North American в качестве ядра ракеты-носителя. Целью исследования было устранение производства Saturn IB и создание более дешевой тяжелой ракеты-носителя на основе текущего (1966 года) оборудования Saturn V.
Потребность в ракете-носителе грузоподъемностью Saturn C-3 (45 тонн на НОО) сохранялась и после программы Apollo. Космический стартовый комплекс 37 на станции ВВС на мысе Канаверал , изначально предназначенный для обслуживания Saturn I и IB, планировался для возможного использования Saturn C-3, но был дезактивирован в 1972 году. В 2001 году Boeing переоборудовал комплекс для своей ракеты-носителя Delta IV EELV. Тяжелая модификация Delta IV может выводить на НОО только 22,5 тонны.
Катастрофа космического челнока Challenger в 1986 году и программа Space Launch System 2010 года привели к возобновлению предложений по модификациям Saturn C-3 с использованием двигателей Rocketdyne F-1A с существующими ускорителями и оснасткой (10 м — ступень Saturn S-IC ; 8,4 м — внешний бак Space Shuttle ; 5,1 м — общий ускоритель Delta IV ).
После катастрофы космического челнока Challenger Военно-воздушные силы США (USAF) и Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) провели совместное исследование Advanced Launch System (1987-1990). Hughes Aircraft и Boeing сдули пыль с более раннего проекта Saturn C-3 и представили свое предложение по ракете-носителю Jarvis . [9]
Jarvis будет трехступенчатой ракетой высотой 58 м (190 футов) и диаметром 8,38 м (27,5 футов). Разработанная для подъема 38 тонн на низкую околоземную орбиту, она будет использовать ракетные двигатели F-1 и J-2 и инструменты, хранящиеся в ракетной программе Saturn V, вместе с более современными технологиями эпохи шаттла, чтобы обеспечить более низкие затраты на запуск. [10]
В статье использованы материалы, являющиеся общественным достоянием, с веб-сайтов или документов Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства .
