Saturn-5

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 9. december 2021; checks kræver 9 redigeringer .
Saturn-5

Den første Saturn 5-raket (AS-501) på affyringsrampen, før Apollo 4 -opsendelsen . Foto fra NASA
Generel information
Land  USA
Familie Saturn
Formål booster
Fabrikant Boeing ( S-IC )
Nordamerikansk ( S-II )
Douglas ( S-IVB )
Hovedkarakteristika
Antal trin 3
Længde (med MS) 110,6 m
Diameter 10,1 m
startvægt 2965 tons ved lanceringen af ​​Apollo 16 [1]
Nyttelast vægt
 • hos  LEO ≈140 tons (bundt af Apollo-rumfartøjet og tredje trin af transportøren med resten af ​​brændstoffet). Den tredje fase var nyttelasten, da den bragte skibet til månen.
 • på en bane til Månen 43,5 t [2]
Starthistorik
Stat programmet er lukket
Startsteder Start Complex LC-39 , John F. Kennedy Space Center
Antal lanceringer 13
 • vellykket 12
 • mislykkedes 0
 • delvist
00mislykket		 1 ( Apollo 6 )
Første start 9. november 1967
Sidste løbetur 14. maj 1973
Første fase - S-IC
startvægt 2290 tons
Marcherende motorer 5 × F-1
fremstød 34 343 kN (i alt nær jorden)
Specifik impuls 263 s (2580 N s/kg)
Arbejdstimer 165 sek
Brændstof petroleum
Oxidationsmiddel flydende ilt
Anden fase - S-II
startvægt 496,2 tons
Marcherende motorer 5 x J-2
fremstød 5096 kN (totalt i vakuum )
Specifik impuls 421 s (4130 N s/kg)
Arbejdstimer 360 sek
Brændstof flydende brint
Oxidationsmiddel flydende ilt
Tredje fase - S-IVB
startvægt 132 tons
sustainer motor J-2
fremstød 1019,2 kN (i vakuum )
Specifik impuls 421 s (4130 N s/kg)
Arbejdstimer 165 + 335 s (2 omgange)
Brændstof flydende brint
Oxidationsmiddel flydende ilt
 Mediefiler på Wikimedia Commons

Saturn-5 ( eng.  Saturn V ) er en amerikansk supertung løfteraket fra Saturn -familien . Den blev brugt til at implementere en bemandet landing på månen og forberede den under Apollo-programmet , samt, i en to-trins version, til at opsende Skylab - banestationen i lav kredsløb om Jorden . Chefdesigner - Wernher von Braun .

Saturn-5-raketten er fortsat den største med hensyn til størrelse, masse, kraft og bæreevne af de raketter, menneskeheden har skabt til dato, og som satte en nyttelast i kredsløb og overgår den senere rumfærge , Energia og Falcon Heavy [3 ] [4 ] ] . Raketten leverede 141 tons nyttelast i lav kredsløb om Jorden (som inkluderer Apollo-rumfartøjet og det sidste trin med det resterende brændstof til at accelerere interplanetarisk flyvning) og 47 tons nyttelast (65,5 tons sammen med 3- og bærertrin). Den samlede masse, der blev sat i kredsløb under opsendelsen af ​​Skylab-stationen var 147,36 tons, inklusive Skylab-stationen med næsebeklædning - 88,5 tons og det andet trin med resten af ​​brændstoffet og den ikke-separerede adapter.

Løftefartøjet er lavet i henhold til et tretrinsskema med et sekventielt arrangement af stadier.

Den første fase installerede fem F-1 oxygen-petroleumsraketmotorer , som den dag i dag er de mest kraftfulde enkeltkammerraketmotorer, der nogensinde er fløjet.

Fem J-2- motorer blev installeret på andet trin, der fungerede på et flydende brint-flydende iltbrændstofpar, på tredje trin - en brint-oxygen raketmotor, svarende til den, der blev brugt i anden fase.

Udvikling

Fra C-1 til C-4

Fra 1960 til begyndelsen af ​​1962 på Space Flight Center George Marshall , NASA overvejede projekter af Saturn C -seriens løfteraketter (Saturn C-1, C-2, C-3, C-4) til implementering (undtagen Saturn C-1 , kun beregnet til flyvninger til lavt kredsløb om Jorden Saturn C-1-projektet blev efterfølgende implementeret i Saturn-1 ) af en bemandet flyvning til Månen [5] .

Løftefartøjerne udviklet under C-2, C-3 og C-4 projekterne skulle bruges til at samle et måneskib i kredsløb om Jorden, hvorefter det skulle ind i banen til Månen, lande på Månen og lette fra månen. Massen af ​​et sådant skib i kredsløb nær Jorden skulle ifølge forskellige projekter have været fra omkring 140 til mere end 300 tons.

" Saturn S-2 " skulle sende en nyttelast, der vejede 21,5 tons, i lav kredsløb om jorden, ifølge dette projekt skulle den samle et skib til en flyvning til månen i femten opsendelser [6] .

Saturn C-3- projektet opfordrede til oprettelse af en tre-trins løfteraket, på den første fase, hvoraf to F-1- motorer skulle installeres , på den anden - fire J-2- motorer , og den tredje fase var anden fase af Saturn løfteraket -1" - S-IV . Saturn C-3 skulle sende en nyttelast på 36,3 tons i lav kredsløb om Jorden, og ifølge dette projekt skulle månelanderen samles i fire eller fem opsendelser [7] .

Saturn C-4 skulle også være en tre-trins raket, hvoraf første trin skulle have fire F-1 motorer, andet trin var det samme som på C-3, og tredje trin var S-IVB  - en forstørret version af S-stadiet -IV. Saturn C-4 skulle sende en nyttelast på 99 tons i lav kredsløb om jorden, og ifølge dette projekt skulle månefartøjet samles i to opsendelser [8] .

C-5

Den 10. januar 1962 frigav NASA planer om at bygge Saturn C-5 løfteraket. Fem F-1-motorer skulle installeres i første fase, fem J-2-motorer i anden fase og en J-2-motor i tredje [9] . S-5 skulle bringe en nyttelast på 47 tons på en bane til Månen .

I begyndelsen af ​​1963 valgte NASA endelig planen for en bemandet ekspedition til Månen (hovedskibet forbliver i kredsløb om Månen, mens et specielt månemodul lander på det ) og gav Saturn C-5 løfteraket et nyt navn - Saturn-5.

Tekniske data

Trin

"Saturn-5" bestod af tre trin: S-IC - det første trin, S-II - det andet og S-IVB - det tredje. Alle tre stadier brugte flydende oxygen som oxidationsmiddel . Brændstoffet i den første fase var petroleum , og i den anden og tredje - flydende brint

Første fase, S-IC

S-IC blev fremstillet af Boeing . Scenen blev drevet af fem F-1 ilt-petroleumsmotorer med en kombineret fremdrift på over 34.000 kN . Den første etape virkede i omkring 160 sekunder, accelererede de efterfølgende etaper og nyttelasten til en hastighed på omkring 2,7 km/s (inertiel referenceramme; 2,3 km/s i forhold til jorden) og adskiltes i en højde af omkring 70 kilometer [10] ] . Efter adskillelse steg scenen til en højde på omkring 100 km og faldt derefter i havet. En af de fem motorer var fastgjort i midten af ​​scenen, de andre fire var symmetrisk placeret ved kanterne under kåben og kunne roteres for at styre trykvektoren. Under flyvningen blev den centrale motor slukket tidligere for at reducere overbelastning. Diameteren af ​​det første trin er 10 meter (uden kåber og aerodynamiske stabilisatorer), højden er 42 meter.

Andet trin, S-II

S-II blev fremstillet af North American . Scenen brugte fem J-2 oxygen-brint- motorer , som producerede en samlet fremdrift på omkring 5.100 kN . Som med det første trin var en motor i midten, og på den ydre cirkel var der fire andre, der kunne dreje for at styre trykvektoren. Højden på anden etape er 24,9 meter, diameteren er 10 meter, ligesom den på første etape. Anden etape virkede i cirka 6 minutter og accelererede løfteraketten til en hastighed på 6,84 km/s og bragte den til en højde på 185 km [11] .

Tredje fase, S-IVB

S-IVB blev fremstillet af Douglas (siden 1967 af McDonnell Douglas ). Scenen indeholdt en enkelt J-2- motor , som brugte flydende oxygen som oxidationsmiddel og flydende brint som brændstof (svarende til S-II andet trin ). Scenen udviklede en fremdrift på mere end 1000 kN . Trinmål: højde 17,85 meter, diameter 6,6 meter. Under flyvningerne til Månen blev scenen tændt to gange, første gang i 2,5 minutter for at bringe Apollo i lav kredsløb om Jorden og anden gang for at sætte Apollo på en bane til Månen.

Pålidelighedstræningsprogram

Et træk ved pre-flight test af Saturn-5 var den hidtil usete mængde af jordtest af missilsystemet. En af lederne af NASAs bemandede flyvedirektorat, George Edwin Miller , som er ansvarlig for dette spørgsmål, stolede på jordbaseret prøvebænk af alle raketsystemer og først og fremmest raketmotorer . Han viste klart og overbevisende, at kun en klar opdeling af træning i jord- og flyvefaser vil gøre det muligt at overholde deadlines for flyvningen til Månen. Til dette blev der bygget dyre bænkstrukturer , nødvendige for at udføre brandteknologiske tests (OTI) af både individuelle F-1- og J-2-motorer og hele det første og andet trin af raketten [12] [13] [14] .

Forsamling

Transport

Specielle larvetransportere ( engelsk  crawler-transporter ) blev brugt til at transportere Saturn-5 raketterne til affyringsrampen . På det tidspunkt (1965-1969; indtil fremkomsten af ​​4250-W gågraveren i 1969 ) var de de største og tungeste eksempler på selvkørende landkøretøjer i verden. Disse transportere forblev også de største og tungeste bæltekøretøjer i verden indtil 1978 (hvor Bagger 288 gravemaskinen dukkede op ).


Skylab

Skylab orbital station blev lavet ud fra den ubrugte anden fase af Saturn-1B løfteraket - S-IVB . Det var oprindeligt planlagt, at scenen skulle omdannes til en kredsløbsstation, der allerede var direkte i kredsløb nær Jorden: efter at den sammen med den ydre nyttelast ville blive sendt i kredsløb som et aktivt rakettrin, ville den ledige flydende brinttank blive omdannet af de ankommende kosmonauter ind i et boligkredsløbsmodul, dog uden koøjer . Efter aflysningen (i 1970 på grund af en kraftig nedskæring i NASAs fremtidige budget ) af Apollo 20 -missionen og derefter aflysningen (i samme år) af Apollo 18 og 19 flyvningerne til Månen , opgav NASA imidlertid denne plan - den havde nu tre ubrugte Saturn V løfteraketter til sin rådighed, som kunne sende en fuldt udstyret orbitalstation i kredsløb uden at skulle bruge den som en raketscene.

Skylab orbital station blev opsendt den 14. maj 1973 ved hjælp af en to-trins modifikation af Saturn-5 løfteraket.

Saturn 5 lanceres

I 1967-73 blev der foretaget 13 opsendelser af Saturn-5 løfteraket. Alle anerkendes som succesrige [15] .

Serienummer Nyttelast Start dato Beskrivelse
SA-501 Apollo 4 9. november 1967 Første testflyvning
SA-502 Apollo 6 4. april 1968 Anden testflyvning
SA-503 Apollo 8 21. december 1968 Månens første bemandede forbiflyvning .
SA-504 Apollo 9 3. marts 1969 Jordens kredsløb. Månemodultests . _
SA-505 Apollo 10 18. maj 1969 Månens kredsløb. Månemodul tests.
SA-506 Apollo 11 16. juli 1969 Den første bemandede flyvning med en landing på Månen i Sea of ​​Tranquility [16] .
SA-507 Apollo 12 14. november 1969 Lander nær den automatiske interplanetariske station Surveyor -3 i Stormhavet .
SA-508 Apollo 13 11. april 1970 Flyulykke. Månens flugt. Holdet er reddet.
SA-509 Apollo 14 31. januar 1971 Landing nær krateret Fra Mauro .
SA-510 Apollo 15 26. juli 1971 Lander i Marsh of Decay på den sydøstlige kant af Sea of ​​Rains . Første " Lunar Rover " (amerikansk transport Lunar Rover).
SA-511 Apollo 16 16. april 1972 Lander ved krateret Descartes .
SA-512 Apollo 17 7. december 1972 Den første og eneste natstart. Lander på Månen i Klarhedens Hav i Taurus-Littrov-dalen . Den sidste måneflyvning under Apollo -programmet.
SA-513 skylab 14. maj 1973 Lavet til Apollo 18/19/20. Derefter opgraderet til en to-trins version. Skylab lanceret i kredsløb
SA-514 - - Lavet til Apollo 18/19/20 men aldrig brugt.
SA-515 - - Lavet til Apollo 18/19/20. Så var det tænkt som backup til Skylab, men blev aldrig brugt.

Pris

Fra 1964 til 1973 blev 6,5 milliarder dollar afsat fra det amerikanske føderale budget til Saturn V-programmet . Maksimum var i 1966 - 1,2 milliarder [17] . Justeret for inflation brugte Saturn V-programmet 47,25 milliarder dollars i 2014 -priser i denne periode [18] . De omtrentlige omkostninger ved en enkelt Saturn V-lancering var $1,19 milliarder i 2014-priser.

En af hovedårsagerne til den tidlige afslutning af det amerikanske måneprogram efter tre forbiflyvninger af månen med bemandet rumfartøj (inklusive en - " Apollo 13 " - nødsituation) og seks vellykkede landinger på månen (to forbiflyvninger med bemandet rumfartøj og 10 landinger var oprindeligt planlagt) var dets høje omkostninger. Så i 1966 modtog NASA det største (justeret for inflation) budget i sin historie - 4,5 milliarder dollars (som var omkring 0,5 % af det daværende amerikanske BNP ).

Bedømmelser

<B> CPSU's centralkomité til kammerat Ustinov D.F.

Jeg beretter om de vigtigste overvejelser i forbindelse med gennemførelsen af ​​raket- og rumprogrammer i USSR i lyset af de seneste begivenheder.

1. USSR åbnede rumalderen i 1957 og foretog for første gang mange bemærkelsesværdige grundlæggende skridt i udforskningen af ​​rummet. Men i løbet af de sidste par år har vi mistet den ene position efter den anden til USA, da dette land er gået fremad i udviklingen af ​​astronautik.

På nuværende tidspunkt vurderer verdens offentlige mening USA's position som førende på dette område af menneskelig aktivitet.

USA's vigtigste præstation, som gør det stærkeste indtryk på folkene i alle lande, er det faktum, at de med succes flyver verdens mest kraftfulde løfteraket (LV) med en nyttelastkapacitet på 127 tons i referencekredsløbet for den kunstige satellit og flyve rundt om Månen af ​​tre kosmonauter, der bruger denne LV på et rumfartøj " Apollo i slutningen af ​​1968. Desuden har USA i maj-juni 1969 til hensigt at lande på Månen. <…>

- Akademiker Glushko ; 29.01.1969; bue. #2583 (9-13) [19] Militær-industriel ledelse af USSR om Saturn-5

<В> CPSU's centralkomité <…> Den maksimale nyttelast, der sendes af det indenlandske løfteraket UR-500 i satellitkredsløb, er 20 tons, mens USA har en Saturn-5 løfteraket med en nyttelast i kredsløb på op til 135 tons. Tilstedeværelsen af ​​et tungt lastskib i USA gjorde det muligt at skabe en unik Skylab orbital station, hvis masse sammen med skibet er 91 tons. Ved hjælp af Saturn 5 løfteraket implementerede USA Apollo måneekspeditionsprogrammet og opnåede en overbevisende overlegenhed inden for bemandede flyvninger til Månen. Ud over prestigefyldte opgaver havde det amerikanske Saturn-Apollo-program en stærk politisk resonans og øgede det videnskabelige og tekniske potentiale i USA markant <...>

- L. Smirnov , S. Afanasiev , V. Kulikov , M. Keldysh , V. Glushko ; 4.11.1974; bue. nr. 13216, l. 192-195 [20]

Se også

Noter

  1. ↑ Hitt, David Hvad var Saturn V? (engelsk) (utilgængeligt link) . Raketry . Washington: NASA Educational Technology Services. Hentet 1. maj 2014. Arkiveret fra originalen 11. oktober 2012.   
  2. ↑ NASA - Saturn  V. www.nasa.gov . Hentet 18. januar 2022. Arkiveret fra originalen 14. januar 2022.
  3. ↑ Den sovjetiske N-1 løfteraket havde et 1. trins tryk fra 45 til mere end 50 MN  - næsten 1,5 gange mere end Saturn-5 - men alle 4 opsendelser var mislykkede, nyttelasten blev ikke sendt i kredsløb i nogen af ​​opsendelserne .
  4. ↑ Den maksimale nyttelast for Saturn-5 tages i betragtning med massen af ​​det sidste trin, mens Energia -raketten sendte en nyttelast på 105 tons i kredsløb fra en mere nordlig kosmodrom
  5. ↑ Zheleznyakov, 2017 , Startkøretøjer i Saturn-serien, s. 33.
  6. ↑ Saturn C-2 i Encyclopedia Astronautica . Hentet 19. juli 2008. Arkiveret fra originalen 17. juni 2012.
  7. ↑ Saturn C-4 i Encyclopedia Astronautica . Hentet 21. juli 2008. Arkiveret fra originalen 17. juni 2012.
  8. ↑ Saturn C-3 i Encyclopedia Astronautica . Dato for adgang: 19. juli 2008. Arkiveret fra originalen 24. august 2015.
  9. ↑ Bilstein, Roger E. Stages to Saturn : A Technological History of the Apollo/Saturn Launch  . - DIANE Publishing, 1999. - S. 59-61. Arkiveret 2. februar 2017 på Wayback Machine
  10. ↑ Saturn V Nyhedsreference: Faktaark om første fase
  11. ↑ Saturn V Nyhedsreference: Faktaark om anden fase
  12. ↑ Rakhmanin, 2013 , s. 38.
  13. ↑ Mozzhorin, 2000 : "... amerikanerne landede på månen så selvsikkert seks gange, netop fordi hver af deres bærere gennemgik en brandtest på Jorden, og de identificerede defekter blev elimineret på alle 20 bærere."
  14. ↑ Affyring af teknologiske test af S-IC første trin . NASAs Marshall Space Flight Center-video. 6 min.YouTube-logo 
  15. ↑ V. P. Glushko (red.). Kosmonautik encyklopædi. - Moskva: Soviet Encyclopedia, 1985. - 585 s.
  16. ↑ Saturn V løfteraket flyvning evalueringsrapport - AS-506 Apollo 11 mission  //  George C. Marshall rumflyvning center: Videnskab og teknologi rapport / Saturn flyvning evaluering arbejdsgruppe. - 1969. - 20. september. — S. 1-280 .
  17. ↑ Apollo-programmets budgetbevillinger . NASA . Dato for adgang: 16. januar 2008. Arkiveret fra originalen 9. februar 2012.
  18. ↑ Inflationsberegneren (downlink) . Dato for adgang: 16. december 2008. Arkiveret fra originalen den 21. juli 2007. 
  19. ↑ Breve og dokumenter fra V.P. Glushko fra RSC Energias arkiver. S. P. Koroleva (1944-1980). Brev af 29/01/1969 // Udvalgte værker af akademiker V.P. Glushko / Sudakov V.S. - Khimki: NPO Energomash, 2008. - T. 1. - S. 106. - 129 s. - 250 eksemplarer.
  20. ↑ Breve og dokumenter fra V.P. Glushko fra RSC Energias arkiver. S. P. Koroleva (1974-1988). Brev dateret 11/04/1974 // Udvalgte værker af akademiker V.P. Glushko / Sudakov V.S. - Khimki: NPO Energomash, 2008. - V. 3. - 139 s. - 250 eksemplarer. Arkiveret 25. oktober 2017 på Wayback Machine

Litteratur

  • Zheleznyakov A. B. "Saturn-5". Månegigant af Wernher von Braun. - M . : Eksmo, 2017. - 176 s. — ISBN 978-5-699-94274-9 .
  • Paul Eisenstein. Største motor: Saturn-V "Popular Mechanics". juni 2003
  • Levantovsky V. I. Rumflyvningens mekanik i en elementær præsentation. - M. : Nauka, 1970. - 492 s.
  • Alexandrov V. A., Vladimirov V. V., Dmitriev R. D. og andre. Start køretøjer. - M . : Military Publishing House, 1981. - 315 s.
  • Rakhmanin V.F. Problematisk begyndelse og dramatisk afslutning på udviklingen af ​​H1 løfteraket  // Dvigatel: journal. - M. , 2013. - Nr. 5 (89) . - S. 36-42 .
  • Yu. A. Mozzhorin og andre Måneprogram // Så det var ... Yu. A. Mozzhorins erindringer . Mozzhorin i sine samtidiges erindringer / N.A. Anfimov , V.I. Lukjasjtjenko, A.D. Brusilovsky. - M . : International Education Program, 2000. - 568 s. - 2500 eksemplarer.  - ISBN 5-7781-0053-1 .

Links

 Amerikansk raket- og rumteknologi
Betjening af løfteraketter
Lancering af køretøjer under udvikling
Forældede løfteraketter
Booster blokke
Acceleratorer
  • UA-1205
  • UA-1207
  • Castor-IVA
  • Castor-120
  • RS-68
  • PERLE
  • Orbus-21D
  • SRM
  • SRMU
  • SRB
* - Japanske projekter, der bruger amerikanske raketter eller scener; kursiv  - projekter aflyst før den første flyvning
 Tunge og supertunge løfteraketter _
USA
USSR / Rusland
Kina
Den Europæiske Union ( ESA )
Japan
Indien
  • ULV-HLV/SHLV *
(ST) - supertunge løfteraketter; * - i at udvikle;     kursiv  - ikke udnyttet;     fed skrift - i øjeblikket i drift.