stringtranslate.com

Сатурн I

Saturn I [a] была ракетой, разработанной как первая в США ракета-носитель средней грузоподъемности для доставки полезных грузов на низкую околоземную орбиту массой до 20 000 фунтов (9 100 кг) . [2] Ее разработка была передана от Агентства перспективных исследовательских проектов (ARPA) в 1958 году недавно созданным гражданским NASA . Ее конструкция оказалась надежной и гибкой. Она успешно инициировала разработку ракетного двигателя на жидком водороде , запуск спутников Pegasus и летную проверку аэродинамики этапа запуска командного и служебного модуля Apollo . Было запущено десять ракет Saturn I, прежде чем ее заменила производная от нее тяжелая подъемная сила Saturn IB , которая использовала большую, более высокую общую импульсную вторую ступень и улучшенную систему наведения и управления . Она также проложила путь к разработке сверхтяжелой подъемной силы Saturn V , которая доставила первых людей на Луну в программе Apollo .

Президент Джон Ф. Кеннеди определил запуск ракеты «Сатурн-1» и, в частности, ракеты SA-5 как точку, в которой возможности США по грузоподъемности превзойдут возможности Советов после отставания со времен запуска спутника . [3] [4]

История

Происхождение

Проект Saturn был начат как одно из ряда предложений по выполнению нового требования Министерства обороны (DoD) к тяжелому транспортному средству для вывода на орбиту нового класса спутников связи и «других» спутников. [2] Требования предусматривали транспортное средство, способное выводить на орбиту от 20 000 до 40 000 фунтов (от 9 100 до 18 100 кг) или разгоняться до 13 200–26 200 фунтов (от 6 000 до 11 900 кг) для транслунного вывода . Существующие американские пусковые установки могли выводить на орбиту максимум около 3 900 фунтов (1 800 кг), но могли быть расширены до 9 900 фунтов (4 500 кг) с новыми высокоэнергетическими верхними ступенями. В любом случае, эти верхние ступени не будут доступны как минимум до 1961 года и все равно не будут соответствовать требованиям Министерства обороны по тяжелым нагрузкам.

Команда Вернера фон Брауна в Агентстве баллистических ракет армии США (ABMA) начала изучать проблему в апреле 1957 года. Они подсчитали, что ракета с требуемыми характеристиками потребует ускоритель нижней ступени с тягой около 1,5 миллиона фунтов силы (6,7 МН) на взлете. Так уж получилось, что ВВС недавно начали работу именно над таким двигателем, в конечном итоге получившим название F-1 . Но F-1 не был бы доступен в сроки, которые требовало Министерство обороны, и в любом случае был бы ограничен примерно 1 миллионом фунтов силы в краткосрочной перспективе. Другой возможностью был двигатель Rocketdyne , тогда известный как E-1 , который обеспечивал около 360 000–380 000 фунтов силы (1600–1700 кН), четыре из которых достигли бы требуемых уровней тяги. Этот подход стал фаворитом и был сопряжен с первой ступенью, построенной из кластера из девяти баков, размещенных на упорной плите, где будут прикреплены двигатели и трубопроводы. Проект предусматривал восемь ракетных баков, похожих на ступень Redstone, стянутых вокруг центрального большего бака, полученного от ракеты Jupiter . Сходство конструкции и диаметра позволило бы использовать те же инструменты и оборудование, которые использовались для производства старых баков, ускоряя этапы проектирования и производства новой ступени. [5] Вопреки тому, что сообщалось в прессе в то время (и широко распространялось с тех пор), баки были не просто баками Redstone и Jupiter, а гораздо более длинными версиями, построенными заново с тем же диаметром. [5] Однако восприятие было таково, что первая ступень представляла собой кластер топливных баков, спроектированных из старых конструкций ракет, что заставило критиков в шутку называть ее « Последним оплотом кластера» , играя с прозвищем битвы при Литтл-Бигхорне «Последний оплот Кастера».

Фон Браун вернул проект в Министерство обороны в декабре 1957 года как Национальную комплексную программу разработки ракет и космических аппаратов , описав новый проект, тогда известный просто как «Супер-Юпитер». Было предложено несколько вариантов, с использованием общей кластерной первой ступени и верхних ступеней на основе Atlas или Titan I. ABMA отдала предпочтение Titan, поскольку производство Atlas было чрезвычайно приоритетным, а избыточных мощностей было мало или вообще не было. Они предложили использовать существующую оснастку Titan диаметром 120 дюймов (3,0 м), но удлинить ее для производства новой ступени длиной 200 футов (61 м). Centaur должен был использоваться в качестве третьей ступени, которая, как ожидалось, была готова к эксплуатации в 1963 году, как раз тогда, когда нижние две ступени завершат свои испытания. Получившаяся трехступенчатая конструкция была намного выше и тоньше, чем конструкция Saturn, которая в конечном итоге была построена.

Агентство перспективных исследовательских проектов (ARPA) было сформировано в феврале 1958 года как часть DoD и отвечало за требования. ARPA запросило только одно изменение в конструкции; обеспокоенные тем, что E-1 все еще находился на ранней стадии разработки, они предложили рассмотреть альтернативы, чтобы гарантировать, что ракета поступит в производство как можно скорее. ABMA быстро отреагировало слегка измененной конструкцией, заменив четыре E-1 восемью двигателями H-1 , незначительной модернизацией двигателя S-3D, используемого на ракетах Thor и Jupiter. Они подсчитали, что замена двигателей сэкономит около 60 миллионов долларов и целых два года времени на исследования и разработки.

Фон Браун ранее ссылался на ракеты Redstone и Jupiter, используемые в качестве космических носителей, как на Juno I и Juno II , соответственно, и представил предложения по многоступенчатым версиям как Juno III и IV. Он изменил название нового проекта на Juno V. Общая стоимость разработки в размере 850 миллионов долларов (5,6 миллиарда долларов в долларах 2007 года) между 1958 и 1963 годами также включала 30 научно-исследовательских и опытно-конструкторских полетов, некоторые из которых несли пилотируемые и беспилотные космические грузы.

Работа начинается

Удовлетворенное результатом, ARPA издало приказ № 14-59 от 15 августа 1958 года, по которому программа была запущена в действие: [6]

Инициировать программу разработки для создания большого ускорителя космического корабля с тягой около 1 500 000 фунтов на основе кластера имеющихся ракетных двигателей. Непосредственная цель этой программы — продемонстрировать полномасштабный динамический запуск с захватом к концу 1959 CY.

За этим последовал 11 сентября 1958 года еще один контракт с Rocketdyne на начало работы над H-1. 23 сентября 1958 года ARPA и Командование артиллерийско-ракетного вооружения армии (AOMC) составили дополнительное соглашение, расширяющее масштаб программы, в котором говорилось: «В дополнение к динамическому запуску с захватом... настоящим согласовано, что эта программа должна быть расширена для проведения летных испытаний этого ускорителя примерно к сентябрю 1960 года». Кроме того, они хотели, чтобы ABMA изготовила три дополнительных ускорителя, последние два из которых будут «способны выводить ограниченные полезные нагрузки на орбиту».

Модель первой ступени ракеты-носителя «Сатурн» в масштабе 1/20 готовится к испытаниям в 16-футовой трансзвуковой аэродинамической трубе на авиабазе Арнольд в начале 1960-х годов.

Фон Браун возлагал большие надежды на проект, чувствуя, что он станет отличным испытательным стендом для других двигательных систем, в частности, F-1, если он будет доработан. Он обрисовал использование Juno V в качестве общего носителя для исследований и разработок «наступательного и оборонительного космического оружия». Были спрогнозированы конкретные варианты использования для каждой из военных служб, включая навигационные спутники для ВМС; разведывательные, коммуникационные и метеорологические спутники для армии и ВВС; поддержку пилотируемых миссий ВВС; и логистическое обеспечение «поверхность-поверхность» для армии на расстоянии до 6400 километров. Фон Браун также предложил использовать Juno V в качестве основы для пилотируемой лунной миссии в рамках проекта «Горизонт» . Juno могла поднять до 20 000 фунтов (9 000 кг) на низкую околоземную орбиту, и он предложил запустить 15 из них для создания лунного космического корабля весом 200 000 фунтов (91 000 кг) на околоземной орбите.

Даже к этому моменту использовалось название «Сатурн», как «тот, что после Юпитера». В одном из ранних отчетов ARPA отмечалось: «SATURN считается первым настоящим космическим аппаратом, поскольку Douglas DC-3 был первым настоящим авиалайнером и прочной рабочей лошадкой в ​​аэронавтике». Изменение названия стало официальным в феврале 1959 года.

Перевод в НАСА

Образование NASA 29 июля 1958 года привело к попытке собрать существующие программы тяжелых ракет-носителей и выбрать единый набор конструкций для будущей работы. В то время и ВВС, и армия США имели команды, разрабатывающие такие транспортные средства, армейский Saturn и космическую пусковую систему (SLS) ВВС. [7] SLS использовала набор общих модульных компонентов с твердотопливными ускорителями и верхними ступенями на водороде/кислороде, что позволяло использовать широкий спектр конфигураций запуска и веса полезной нагрузки. Обе группы также разработали планы для лунных баз с экипажем, Horizon ABMA с ее методом Earth Orbit Rendezvous для строительства большой лунной ракеты на околоземной орбите и проект Lunex ВВС , который планировал запустить один огромный посадочный модуль с использованием самой большой из конфигураций SLS. Как будто этого было недостаточно, собственные инженеры NASA начали проектирование своей собственной серии конструкций Nova , планируя использовать ее в профиле прямого подъема, аналогичном подходу ВВС.

Фон Брауну было предложено возглавить комитет для изучения существующих усилий и составления рекомендаций. Комитет представил свой отчет 18 июля 1958 года, начав с критики того, как плохо управлялась американская программа до сих пор, и указав, что советская программа определенно впереди. Далее он описал пять «поколений» ракет, начиная с раннего Vanguard, через Juno, МБР, такие как Atlas и Titan, кластерные конструкции, такие как Saturn, и, наконец, окончательное развитие, кластер с использованием F-1 с тягой в 6 миллионов фунтов силы (27 МН). Далее в отчете была изложена программа пилотируемых исследований с использованием этих ракет по мере их появления; При использовании существующих МБР небольшая космическая станция с четырьмя людьми могла бы быть введена в эксплуатацию в 1961 году, кластеры могли бы обеспечить высадку экипажа на Луну в 1965-1966 годах, а более крупная космическая станция с 50 людьми к 1967 году, в то время как самая большая из ракет должна была обеспечить крупные лунные экспедиции в 1972 году, создать постоянную лунную базу в 1973-1974 годах и запустить пилотируемые межпланетные полеты в 1977 году.

В декабре 1958 года все команды собрались, чтобы представить свои проекты. 6 января 1959 года НАСА выбрало предложение фон Брауна, придав ему жизненно важный импульс. В конце января НАСА изложило свою полную программу разработки. Она включала верхние ступени Vega и Centaur, а также Juno V и их собственные ускорители Nova. Позднее Vega была отменена, когда была опубликована информация о ранее секретной верхней ступени Agena (тогда известной как «Hustler»), и ее характеристики были примерно сопоставимы с проектом НАСА.

Почти отмена

Прогресс в проектировании Saturn, казалось, шел гладко. В апреле 1959 года первые двигатели H-1 начали прибывать в ABMA, а в мае начались испытательные запуски. Строительство стартовых площадок Complex 34 началось на мысе Канаверал в июне.

Затем, совершенно неожиданно, 9 июня 1959 года, Герберт Йорк , директор Департамента оборонных исследований и разработок, объявил, что он решил прекратить программу Saturn. Позже он заявил, что обеспокоен тем, что проект отнимает деньги ARPA у более насущных проектов, и что, как казалось, модернизация существующих МБР обеспечит необходимую грузоподъемность в краткосрочной перспективе. Как выразился командующий ABMA Джон Б. Медарис :

К этому времени мой нос начал чуять странный запах «рыбы». Я заставил своих ищейок поработать, чтобы попытаться выяснить, что происходит и с кем нам предстоит соревноваться. Мы обнаружили, что ВВС предложили совершенно иной и совершенно новый аппарат в качестве ускорителя для Dynasoar , используя кластер двигателей Titan и улучшив их характеристики, чтобы получить необходимую тягу первой ступени для взлета. Это существо по-разному окрестили Super Titan или Titan C. Никакой работы над этим аппаратом не было сделано, кроме поспешного инженерного наброска. Тем не менее, было сделано заявление, что аппарат в двухступенчатой ​​или трехступенчатой ​​конфигурации может летать быстрее, чем Saturn, над которым мы уже усердно работали много месяцев. К этому предложению были прикреплены даты и оценки, которые в лучшем случае игнорировали многие факторы затрат, а в худшем были чисто пропагандистскими.

Стремясь предотвратить отмену, сторонники Saturn из DoD и ARPA составили свой собственный меморандум, в котором выступили против отмены. Против них работал тот факт, что ни у армии, ни у NASA в то время не было никаких письменных требований к ускорителю. Последовало трехдневное совещание с 16 по 18 сентября 1959 года, на котором Йорк и Драйден рассмотрели будущее Saturn и обсудили роли Titan C и Nova. Результат оказался столь же неожиданным: Йорк согласился отложить отмену и продолжить краткосрочное финансирование, но только если NASA согласится взять на себя команду ABMA и продолжить разработку без помощи DoD. NASA также было обеспокоено тем, что, полагаясь на третьих лиц для своих ускорителей, они подвергают всю свою программу опасности, и были очень открыты для идеи взять на себя команду.

В ходе дальнейших обсуждений в течение следующей недели стороны пришли к соглашению: команда фон Брауна в ABMA сохранится и продолжит работу в качестве ведущих разработчиков Saturn, но вся организация будет передана под управление NASA. Президентским указом от 15 марта 1960 года ABMA стала Центром космических полетов имени Джорджа К. Маршалла (MSFC) NASA.

Выбор верхних ступеней

В июле 1959 года от ARPA поступил запрос на изменение конструкции верхней ступени с целью модернизации ее до гораздо более мощной конструкции с использованием четырех новых двигателей на жидком водороде/ жидком кислороде мощностью 20 000 фунтов силы (89 кН) во второй ступени большего диаметра 160 дюймов (4,1 м), с модернизированным Centaur, 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 у первой ступени Titan – 120 дюймов. Основные затраты на оснастку для изготовления ракетных баков и основной конструкции связаны с диаметром. Изменения длины требуют небольших затрат или вообще ничего не требуют на оснастку. То, как баки разделены внутри, или как укреплена конструкция изнутри, или какой тип структурной детали используется в конце для прикрепления конструкции к большому ускорителю внизу или к ступени другого размера вверху, оказывают очень малое влияние на проблемы оснастки. Однако изменение диаметра ставит большой вопрос об инструментах, затратах и ​​времени.
Внезапно, как гром среди ясного неба, пришла директива приостановить работу над второй ступенью и запрос на целый ряд новых оценок стоимости и времени, включая рассмотрение увеличения диаметра второй ступени до 160 дюймов. Оказалось, что доктор Йорк вышел на сцену и указал на будущие требования Dynasoar как на несовместимые с диаметром 120 дюймов. Он поставил вопрос о том, возможно ли спроектировать Saturn таким образом, чтобы он мог стать ускорителем для этого проекта ВВС.
Мы были шокированы и ошеломлены. Это не было новой проблемой, и мы не могли найти причину, по которой ее не следовало бы рассмотреть, если бы это было необходимо, 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 работе по оценке проекта на основе принятия диаметра 160 дюймов. В то же время нас попросили представить расценки на полную операционную программу по разгону Dynasoar для определенного количества полетов. Как обычно, нам дали две или три цифры, а не одну фиксированную величину, и попросили оценить каждую из них.

Чтобы достичь какого-то соглашения, в декабре под руководством Комитета Сильверстайна была сформирована группа из представителей NASA, ВВС, ARPA, ABMA и Управления исследований и разработок Министерства обороны . Фон Браун скептически относился к жидкому водороду в качестве топлива для верхней ступени, но Комитет убедил его, что это был путь для будущей разработки верхней ступени. После внесения этих изменений проект ускорителя NASA теперь был полностью свободен от какой-либо зависимости от военных разработок. На тот момент любой вид верхней ступени был законной игрой, и «если эти виды топлива будут приняты для сложных применений верхней ступени», — заключил Комитет, «похоже, нет никаких веских инженерных причин не принимать использование высокоэнергетических видов топлива для менее сложных применений на промежуточных ступенях».

Комитет обрисовал ряд различных потенциальных конфигураций запуска, сгруппированных в три широкие категории. Группа «A» представляла собой малорисковые версии, похожие на проекты Saturn, предложенные до встречи; первоначальный проект с использованием верхних ступеней Titan и Centaur стал A-1, в то время как другая модель, заменяющая Titan кластером IRBM, стала A-2. Проект B-1 предлагал новую вторую ступень, заменяющую кластер A-2s на новую четырехдвигательную конструкцию с использованием H-1, как и нижняя ступень. Наконец, было три модели серии C, которые заменили все верхние ступени жидководородными. C-1 использовала существующую кластерную SI ниже, добавив новую ступень S-IV с четырьмя новыми двигателями тягой от 15 000 до 20 000 фунтов силы (от 67 до 89 кН) и оставив двухдвигательную Centaur наверху, теперь известную как ступень SV. Модель C-2 добавила новую ступень S-III с двумя новыми двигателями тягой от 150 000 до 200 000 фунтов силы (от 670 до 890 кН), оставив S-IV и SV наверху. Наконец, конфигурация C-3 добавила ступень S-II с четырьмя из этих же двигателей, оставив только S-III и S-IV наверху. Модели C легко превзошли модели A и B, с дополнительным преимуществом в том, что они были взаимозаменяемыми и могли быть наращиваемы для соответствия любым необходимым требованиям по полезной нагрузке.

Сатурн появляется

Из этих новых конструкций ступеней только S-IV когда-либо будет поставлена, и не в той форме, которая была составлена ​​в отчете Комитета. Для того, чтобы соответствовать графикам разработки, кластер из шести двигателей Centaur был помещен в новую 220-дюймовую (5,6 м) ступень, чтобы произвести «новую» S-IV примерно с той же производительностью, что и оригинальные четыре модернизированных двигателя. Большое количество малых двигателей менее эффективно и более проблематично, чем меньшее количество больших двигателей, и это сделало его целью для ранней модернизации до одного J-2 . Получившаяся ступень, S-IVB , улучшила производительность настолько, что Saturn смогла запустить Apollo CSM , оказавшись бесценной во время проекта Apollo .

В конце концов, Titan C так и не был доставлен, и ВВС вместо этого обратились к Titan II с «усиленной тягой», использующим кластерные твердотопливные ракеты . Эти новые конструкции, Titan III , стали основной тяжелой ракетой-носителем Министерства обороны на десятилетия вперед, поскольку ее производство и запуск стоили значительно дешевле, отчасти из-за использования гиперголических топлив , которые можно было хранить при комнатной температуре. Важным фактором в этом решении было то, что Министерство обороны предпочитало иметь ракету-носитель, которую они полностью контролировали, вместо того, чтобы делить Saturn с NASA (из всех аппаратов Titan III/ IV , запущенных за 40 лет его работы, только несколько несли полезную нагрузку NASA). Аналогичным образом, разработка Titan III устранила необходимость в «гибких» концепциях ступеней Saturn, которые теперь предназначались только для использования для пилотируемых запусков в программе Apollo. После устранения необходимости в гибкости в конфигурации запуска большинство этих конструкций впоследствии были отклонены. Только SV сохранился в своем первоначальном виде, в то время как S-IV появился в измененном виде, а Saturn V имел совершенно другую ступень S-II.

Saturn I совершил свой первый полет 27 октября 1961 года с макетом верхней ступени и частично заправленной первой ступенью. Напряжение в блокгаузе было высоким, поскольку ни одна ракета-носитель до сих пор не была успешно запущена с первой попытки, и существовал широко распространенный страх взрыва стартовой площадки. Поскольку Saturn был самым большим из когда-либо запущенных ускорителей, такое событие наверняка было бы крайне разрушительным, возможно, выведя стартовый комплекс из строя на шесть месяцев.

Однако в конце концов эти опасения утихли, когда ускоритель поднялся и выполнил безупречный испытательный полет. В течение следующих 17 месяцев последовало еще три полета с макетами верхних ступеней, которые все были полностью или в основном успешными. В двух из них S-IV был заполнен водой и взорван на большой высоте после разделения ступеней, чтобы сформировать ледяное облако, которое затем было сфотографировано.

Фон Браун и Кеннеди, указывающие на Сатурн I на мысе Канаверал 16 ноября 1963 года, за несколько недель до его запуска

Полет № 5 в январе 1964 года был первым, в котором был запущен живой S-IV, который перезапустил свой двигатель на орбите, чтобы подняться на большую высоту, где он оставался до тех пор, пока не сошел на нет два года спустя. В течение года последовало еще два полета с шаблонными CSM Apollo.

Однако к этому моменту появление Titan III лишило Saturn роли пусковой установки Министерства обороны, а с разработкой более новой, улучшенной Saturn IB (поскольку CSM Apollo оказался тяжелее, чем изначально предполагалось, и поэтому требовал более мощной ракеты-носителя) ускоритель быстро стал бесполезным, и для него не нашлось практического применения.

Использование в эксплуатации

Основной полезной нагрузкой Saturn I была стандартная версия командно-сервисных модулей Apollo и системы аварийного спасения Launch Escape System . Последние три также несли микрометеорные спутники Pegasus во втором космическом адаптере.

Saturn I рассматривался для запуска космического самолета X-20 Dyna-Soar , [8] а позднее — для запуска капсулы Gemini в рамках предполагаемой окололунной миссии . [9] [10] Однако, несмотря на сокращение финансирования Dyna-Soar в 1963 году и значительный прогресс в разработке Apollo, эти предложения так и не были реализованы.

Гораздо позже Saturn I также рассматривался как баллистическая ракетная система малой дальности в концепции TABAS. [ необходима цитата ] TABAS вооружила Saturn 25 метрическими тоннами (55 000 фунтов) обычного оружия в механической системе носителя, которая гарантировала, что ракета поразит и уничтожит вражескую взлетно-посадочную полосу, выведя ее из строя на три дня. Система была сочтена слишком опасной для развертывания; при запуске она будет выглядеть как ядерный удар и может вызвать ответную реакцию.

Описание

Технические характеристики

Третья ступень SV была разработана как ступень ракеты Centaur. Она четыре раза запускалась в пассивном режиме на Saturn I с баками, заполненными водой. Она никогда не запускалась в активную миссию. SV станет верхней ступенью для ракет-носителей Atlas-Centaur и Titan III и их производных.

SI-этап

Схема первой ступени SI ракеты-носителя «Сатурн-1»

Первая ступень SI была оснащена восемью ракетными двигателями H-1, сжигающими топливо RP-1 с жидким кислородом (LOX) в качестве окислителя. Топливные баки состояли из центрального ракетного бака Jupiter , содержащего LOX, окруженного кластером из восьми ракетных баков Redstone : четыре, окрашенных в белый цвет, содержащие LOX; и четыре, окрашенных в черный цвет, содержащие топливо RP-1. Четыре внешних двигателя были установлены на карданных подвесах , что позволяло управлять ими для управления ракетой. На транспортных средствах Block II (SA-5 — SA-10) восемь килей обеспечивали аэродинамическую устойчивость в полете через атмосферу. Общие характеристики

Двигатель

S-IV стадия

Схема второй ступени S-IV ракеты-носителя Сатурн-1

Ступень S-IV приводилась в действие шестью двигателями RL10 на жидком кислороде / жидком водороде , установленными на карданном подвесе. Топливные баки использовали одну общую переборку для разделения топливных баков жидкого кислорода и жидкого водородного водорода, что позволило сэкономить 20% веса конструкции, а также уменьшить длину и сложность конструкции.

Общая характеристика

Двигатель

Приборный блок Сатурн I

Версия 1 (вверху) и версия 2 (внизу) приборного блока.

Ракеты Saturn I Block I (SA-1 — SA-4) управлялись приборами, установленными в контейнерах на верхней части первой ступени SI, и включали стабилизированную платформу ST-90, изготовленную Ford Instrument Company и использовавшуюся в ракете Redstone. [11] Эти первые четыре ракеты следовали по баллистическим, неорбитальным траекториям, а фиктивные верхние ступени не отделялись от единственной активной ступени.

Транспортные средства Block II (SA-5 по SA-10) включали две ступени с двигателем и выходили на орбиты. Начиная с SA-5, приборы наведения размещались на приборном блоке (IU) , прямо перед ступенью S-IV. Первая версия IU имела диаметр 154 дюйма (3,9 м) и высоту 58 дюймов (150 см), и обе были спроектированы и построены Центром космических полетов им . Маршалла. Компоненты наведения, телеметрии, слежения и питания содержались в четырех герметичных цилиндрических контейнерах, прикрепленных как спицы к центральной ступице. [12] Эта версия летала на SA-5, SA-6 и SA-7.

MSFC летала на версии 2 IU на SA-8, SA-9 и SA-10. Версия 2 имела тот же диаметр, что и версия 1, но была всего 34 дюйма (86 см) в высоту. Вместо герметичных контейнеров компоненты подвешивались на внутренней стороне цилиндрической стенки, что позволяло снизить вес. [13]

Компьютером наведения для блока II был IBM ASC-15 . Другие приборы, установленные на IU, включали активные компоненты, которые направляли транспортное средство; и пассажирские компоненты, которые передавали данные на землю для тестирования и оценки с целью использования в последующих полетах. Стабилизированная платформа ST-90 была активным IMU для SA-5 и первой ступени SA-6. ST -124 был пассажиром на SA-5 и активным для второй ступени SA-6 и последующих миссий. IU имел оптическое окно, позволяющее выравнивать инерциальную платформу перед запуском.

этап SV

Ступень SV на SA-4.

Ступень SV должна была приводиться в действие двумя двигателями RL-10A-1, сжигающими жидкий водород в качестве топлива и жидкий кислород в качестве окислителя. Топливные баки использовали общую переборку для разделения топлива. Ступень SV запускалась четыре раза [14] в миссиях SA-1 — SA-4 ; во всех четырех этих миссиях баки SV были заполнены водой для использования в качестве балласта во время запуска. Ступень никогда не запускалась в активной конфигурации ни на одной ракете-носителе Saturn. Эта ступень также использовалась на Atlas -LV3C как Centaur, современные производные которой все еще летают сегодня, что делает ее единственной ракетной ступенью Saturn, которая все еще работает в настоящее время.

Общая характеристика

Двигатель

Запуск Сатурна I

Профили ракеты Saturn I от SA-1 до SA-10

Информацию о дальнейших запусках кораблей серии «Сатурн-1» см. на странице «Сатурн IB».

Ракеты Сатурн I на выставке

По состоянию на 2021 год испытательные аппараты Saturn I (или их части) экспонируются в трех местах: [15]

Испытательные автомобили блока 1

SA-T Первая статическая испытательная ступень Saturn I. Изготовлена ​​в Космическом центре им. Маршалла, использовалась в нескольких статических огневых испытаниях MSFC с 1960 года, затем отправлена ​​и использовалась на сборочном объекте Michoud для испытаний на подгонку, прежде чем была возвращена в Алабаму. Сейчас находится на горизонтальной экспозиции рядом с башней статических испытаний в Космическом центре им. Маршалла. В 2019 году сообщалось, что эта ступень была предоставлена ​​NASA для пожертвования организации, при этом единственным условием была «плата за доставку» примерно в размере 250 000 долларов США на транспортные расходы. [16]

Поскольку, по-видимому, не было запросов от квалифицированных учреждений на получение ступени SA-T, ускоритель был разрушен примерно 4 апреля 2022 года. [17]

Испытательный динамический аппарат SA-D Saturn I Block 1. Изготовлен в MSFC, использовался в нескольких динамических испытаниях MSFC до 1962 года. В настоящее время экспонируется в вертикальном положении с макетом верхней ступени в ракетном саду возле штаб-квартиры MSFC, наряду с несколькими образцами исторических аппаратов, таких как ракета V-2 (A4), Redstone, Jupiter-C и Jupiter IRBM.

Испытательный автомобиль блока 2

Динамический испытательный аппарат SA-D5 Block 2 — состоит из разгонной ступени SI-D5 и гидростатической/динамической верхней ступени S-IV-H/D, использовавшейся в испытаниях на динамическом стенде MSFC в 1962 году. Он также был отправлен и использовался для проверки на LC-37B на мысе Канаверал в 1963 году. Он был возвращен в Алабаму и модифицирован для использования в качестве динамического испытательного аппарата S-IB. Подарен NASA/MSFC штату Алабама одновременно с динамическим испытательным аппаратом Saturn V и теперь экспонируется в вертикальном положении в Космическом и ракетном центре США (ранее Космический и ракетный центр Алабамы), Хантсвилл, штат Алабама, где он стал очень известной местной достопримечательностью.

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Произносится как «Сатурн Один».

Ссылки

Цитаты

  1. Энциклопедия Астронавтика - Сатурн I Архивировано 2010-12-07 на Wayback Machine
  2. ^ ab Терминология изменилась с 1960-х годов; тогда «тяжелым грузом» считался груз весом 20 000 фунтов.
  3. Репортаж кинохроники Кеннеди с SA-1 (видео)
  4. ^ ab Речь Джона Кеннеди на авиабазе Брукс, 21 ноября 1963 г. (видео, в последний полный день его жизни)
  5. ^ ab "Сатурн I: сделан из 1 Юпитера и 8 Редстоунов... верно?". gwsbooks.blogspot.com . Получено 23.01.2020 .
  6. ^ Бильштейн (1996), стр. 27
  7. ^ Не путать с Космической пусковой системой .
  8. ^ Бильштейн (1996), стр. 57
  9. ^ "Gemini-Saturn IB". astronautix.com .
  10. ^ Применение Gemini для лунной разведки - отчет Макдоннелла № A634 .
  11. ^ Бильштейн (1996), стр. 243.
  12. ^ Система запуска ракеты-носителя Apollo "A"/Saturn C-1
  13. ^ Сатурн I Резюме PDF стр. 36
  14. ^ "Иллюстрированная хронология Сатурна - Часть 2". history.nasa.gov . 15 мая 1965 . Получено 14 сентября 2020 .
  15. ^ "Space Launch Report - Saturn Vehicle History". Архивировано из оригинала 17 марта 2022 года.{{cite web}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )
  16. ^ "C/Net News - NASA раздает ракету Saturn времен Apollo". 19 июля 2019 г.
  17. ^ «Ракета Saturn эпохи Apollo уничтожена под наблюдением NASA». 5 апреля 2022 г.

Библиография