Saturn IB [a] (также известный как улучшенный Saturn I ) был американской ракетой-носителем , заказанной Национальным управлением по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) для программы «Аполлон» . Он модернизировал Saturn I , заменив вторую ступень S-IV (90 000 фунтов-силы (400 000 Н), 43 380 000 фунтов-секунду суммарный импульс) на S-IVB (200 000 фунтов-силы (890 000 Н), 96 000 000 фунтов-секунду суммарный импульс). Первая ступень S-IB также увеличила тягу базовой линии SI с 1 500 000 фунтов-силы (6 700 000 Н) до 1 600 000 фунтов-силы (7 100 000 Н) и загрузку топлива на 3,1%. Это увеличило грузоподъемность Saturn I на низкой околоземной орбите с 20 000 фунтов (9 100 кг) до 46 000 фунтов (21 000 кг), что было достаточно для ранних летных испытаний наполовину заправленного командно-служебного модуля Apollo (CSM) или полностью заправленного лунного модуля Apollo (LM) до того, как будет готов более крупный Saturn V, необходимый для полета на Луну.
Используя верхнюю ступень S-IVB, Saturn IB и Saturn V обеспечили общий интерфейс для космического корабля Apollo. Единственным существенным отличием было то, что S-IVB на Saturn V сжигал только часть своего топлива для достижения околоземной орбиты, поэтому его можно было перезапустить для транслунного вывода . S-IVB на Saturn IB требовалось все его топливо для достижения околоземной орбиты.
Saturn IB запустил два беспилотных суборбитальных полета CSM на высоту 162 км, один беспилотный орбитальный полет LM и первую пилотируемую орбитальную миссию CSM (сначала планировалось как Apollo 1 , позже запущено как Apollo 7 ). Он также запустил одну орбитальную миссию, AS-203 , без полезной нагрузки, так что S-IVB имел бы остаточное жидководородное топливо. Эта миссия поддержала проектирование перезапускаемой версии S-IVB, используемой в Saturn V, путем наблюдения за поведением жидкого водорода в невесомости .
В 1973 году, через год после окончания лунной программы «Аполлон», три Apollo CSM/Saturn IB доставили экипажи на космическую станцию «Скайлэб» . В 1975 году один последний Apollo/Saturn IB запустил часть Apollo совместного испытательного проекта США и СССР «Аполлон–Союз» (ASTP). Резервный Apollo CSM/Saturn IB был собран и подготовлен для спасательной миссии «Скайлэб», но так и не был запущен.
Оставшиеся в распоряжении НАСА ракеты Saturn IB были списаны после миссии ASTP, поскольку для них не нашлось применения, а все потребности в тяжелых грузах для американской космической программы могли быть удовлетворены более дешевым и универсальным семейством ракет Titan III , а также космическими челноками .
В 1959 году комитет Сильверстайна НАСА выпустил рекомендации по разработке ракет-носителей класса Saturn , выросших из C-1 . Когда в 1961 году началась программа Apollo с целью высадки людей на Луну, НАСА выбрало Saturn I для испытательных миссий на околоземной орбите. Однако предел полезной нагрузки Saturn I в 20 000 фунтов (9 100 кг) на высоту 162 км позволил бы испытать только командный модуль с прикрепленным меньшим двигательным модулем, поскольку командный и сервисный модуль имели бы сухой вес не менее 26 300 фунтов (11 900 кг) в дополнение к служебному движению и топливу для управления реакцией. В июле 1962 года НАСА объявило о выборе C -5 для миссии по высадке на Луну и решило разработать другую ракету-носитель, модернизировав Saturn I, заменив ее вторую ступень S-IV на S-IVB , которая также была бы модифицирована для использования в качестве третьей ступени Saturn V. Первая ступень SI также будет модернизирована до S-IB за счет улучшения тяги двигателей и снижения веса. Новая ракета Saturn IB с грузоподъемностью не менее 35 000 фунтов (16 000 кг) [4] заменит Saturn I для испытаний на околоземной орбите, что позволит запускать командно-сервисный модуль с частичной загрузкой топлива. Она также позволит запускать лунный экскурсионный модуль весом 32 000 фунтов (15 000 кг) отдельно для беспилотных и пилотируемых испытаний на околоземной орбите, прежде чем Saturn V будет готов к полету. Она также даст возможность провести раннюю разработку третьей ступени. [2]
12 мая 1966 года НАСА объявило, что корабль будет называться «усовершенствованный Сатурн I», в то же время «лунный экскурсионный модуль» был переименован в лунный модуль . Однако 2 декабря 1967 года термин «усовершенствованный Сатурн I» был возвращен к названию Saturn IB. [2]
К моменту разработки ракеты-носителя Saturn IB ее полезная нагрузка возросла до 41 000 фунтов (19 000 кг). [2] К 1973 году, когда она использовалась для запуска трех миссий Skylab , двигатель первой ступени был дополнительно модернизирован, что увеличило полезную нагрузку до 46 000 фунтов (21 000 кг).
Ступень S-IB была построена корпорацией Chrysler на сборочном заводе Michoud в Новом Орлеане . [ 5] Она была оснащена восемью ракетными двигателями Rocketdyne H-1, сжигающими топливо RP-1 с жидким кислородом (LOX). Восемь баков Redstone (четыре с топливом и четыре с LOX) были сгруппированы вокруг бака LOX ракеты Jupiter , что принесло ракете прозвище «Последний рубеж кластера». [6] Четыре подвесных двигателя были установлены на карданных подвесах , что позволяло управлять ими для управления ракетой. Восемь плавников, окружавших базовую тяговую конструкцию, обеспечивали аэродинамическую устойчивость и управление.
Данные из: [7]
Общая характеристика
Двигатель
S-IVB был построен компанией Douglas Aircraft Company в Хантингтон-Бич, Калифорния . Модель S-IVB-200 была похожа на третью ступень S-IVB-500, используемую на Saturn V , за исключением межступенчатого адаптера, меньших вспомогательных модулей управления движением и отсутствия возможности перезапуска двигателя на орбите. Она была оснащена одним двигателем Rocketdyne J-2 . Топливные и окислительные баки имели общую переборку, что позволило сэкономить около десяти тонн веса и сократить длину аппарата более чем на десять футов.
Общая характеристика
Двигатель
IBM построила приборный блок в Центре космических систем в Хантсвилле, штат Алабама . Расположенный в верхней части ступени S-IVB, он состоял из цифрового компьютера ракеты-носителя (LVDC), инерциальной платформы, акселерометров, системы слежения, телеметрии и управления и связанных с ней средств контроля окружающей среды. Он управлял всей ракетой с момента непосредственно перед стартом до истощения батареи. Как и другие системы наведения ракет, он поддерживал свой вектор состояния (оценки положения и скорости) путем интеграции измерений акселерометра, отправлял команды на запуск и управление главным двигателям и вспомогательным двигателям, а также запускал соответствующие боеприпасы и твердотопливные ракетные двигатели во время ступеней и разделения полезной нагрузки.
Как и в случае с другими ракетами, полностью независимая и избыточная система безопасности дальности могла быть вызвана наземной радиокомандой для прекращения тяги и уничтожения транспортного средства в случае его неисправности и угрозы людям или имуществу на земле. В Saturn IB и V система безопасности дальности была навсегда отключена наземной командой после безопасного выхода на орбиту. Это было сделано для того, чтобы гарантировать, что ступень S-IVB непреднамеренно не разорвется и не создаст облако мусора на орбите, которое может подвергнуть опасности экипаж Apollo CSM.
Ускорение ракеты Saturn IB увеличилось с 1,24 G при старте до максимального значения 4,35 G в конце работы ступени S-IB и снова увеличилось с 0 G до 2,85 G от разделения ступеней до конца работы ступени S-IVB. [8]
AS-206, 207 и 208 вывели командно-служебный модуль на эллиптическую орбиту размером 150 на 222 километра (81 на 120 морских миль), которая была в одной плоскости с орбитой Skylab . Двигатель SPS командно-служебного модуля использовался в апогее орбиты для достижения перехода Хохмана на орбиту Skylab на высоте 431 километра (233 морских мили). [8]
Первые пять запусков ракеты-носителя Saturn IB для программы Apollo были осуществлены с космодромов LC-34 и LC-37 на базе ВВС США на мысе Кеннеди .
Saturn IB использовался между 1973 и 1975 годами для трех пилотируемых полетов Skylab и одного полета в рамках испытательного проекта Apollo-Soyuz . Этот последний производственный запуск не имел чередующихся черных и белых баков ступени S-IB или вертикальных полос на юбке заднего бака S-IVB, которые присутствовали на более ранних аппаратах. Поскольку LC-34 и 37 к тому времени уже не использовались, эти запуски использовали LC-39B Космического центра Кеннеди . [9] Мобильная пусковая платформа № 1 была модифицирована, добавив приподнятую платформу, известную как «молочный стульчик», для размещения разницы высот между Saturn IB и гораздо более крупным Saturn V. [9] Это позволило выровнять рукава доступа башни пускового шланга для размещения доступа экипажа, заправки и наземных электрических соединений для космического корабля Apollo и верхней ступени S-IVB. Рукава доступа второй ступени башни были модифицированы для обслуживания первой ступени S-IB. [9]
Список более ранних запусков кораблей серии Saturn I см. в статье Saturn I.
По состоянию на 2023 год есть два места, где экспонируются корабли Saturn IB (или их части):
В 1972 году стоимость ракеты-носителя Saturn IB, включая запуск, составляла 55 000 000 долларов США (что эквивалентно 401 000 000 долларов США в 2023 году). [13]
{{cite web}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )