Saturnus-5 | |
---|---|
Ensimmäinen Saturn 5 -raketti (AS-501) laukaisualustalla ennen Apollo 4 :n laukaisua . Kuva : NASA | |
Yleistä tietoa | |
Maa | USA |
Perhe | Saturnus |
Tarkoitus | tehostin |
Valmistaja |
Boeing ( S-IC ) Pohjois-Amerikan ( S-II ) Douglas ( S-IVB ) |
Pääpiirteet | |
Vaiheiden lukumäärä | 3 |
Pituus (MS:n kanssa) | 110,6 m |
Halkaisija | 10,1 m |
aloituspaino | 2965 tonnia Apollo 16:n laukaisussa [1] |
Hyötykuorman massa | |
• LEO :ssa | ≈140 tonnia (Apollo-avaruusaluksen nippu ja kantoaluksen kolmas vaihe muun polttoaineen kanssa). Kolmas vaihe oli hyötykuorma, sillä se toi aluksen kuuhun. |
• matkalla Kuuhun | 43,5 t [2] |
Käynnistä historia | |
Osavaltio | ohjelma on suljettu |
Käynnistyspaikat | Laukaise Complex LC-39 , John F. Kennedy Space Center |
Laukaisujen määrä | 13 |
• onnistunut | 12 |
• epäonnistunut | 0 |
• osittain epäonnistunut |
1 ( Apollo 6 ) |
Ensimmäinen aloitus | 9. marraskuuta 1967 |
Viimeinen lenkki | 14. toukokuuta 1973 |
Ensimmäinen vaihe - S-IC | |
aloituspaino | 2290 tonnia |
Marssivat moottorit | 5 × F-1 |
työntövoima | 34 343 kN (yhteensä lähellä maata) |
Spesifinen impulssi | 263 s (2580 N s/kg) |
Työtunnit | 165 s |
Polttoaine | kerosiini |
Hapettaja | nestemäistä happea |
Toinen vaihe - S-II | |
aloituspaino | 496,2 tonnia |
Marssivat moottorit | 5 × J-2 |
työntövoima | 5096 kN (yhteensä tyhjiössä ) |
Spesifinen impulssi | 421 s (4130 N s/kg) |
Työtunnit | 360 s |
Polttoaine | nestemäinen vety |
Hapettaja | nestemäistä happea |
Kolmas vaihe - S-IVB | |
aloituspaino | 132 tonnia |
huoltomoottori | J-2 |
työntövoima | 1019,2 kN ( tyhjiössä ) |
Spesifinen impulssi | 421 s (4130 N s/kg) |
Työtunnit | 165 + 335 s (2 kierrosta) |
Polttoaine | nestemäinen vety |
Hapettaja | nestemäistä happea |
Mediatiedostot Wikimedia Commonsissa |
Saturn-5 ( eng. Saturn V ) on amerikkalainen superraskas Saturn - perheen kantoraketti . Sitä käytettiin miehitetyn laskeutumisen toteuttamiseen kuuhun ja siihen valmistautumiseen Apollo-ohjelman puitteissa , sekä kaksivaiheisena versiona Skylabin kiertorataaseman laukaisemiseen matalalle Maan kiertoradalle . Pääsuunnittelija - Wernher von Braun .
Saturn-5-raketti on edelleen suurin koon, massan, tehon ja kantokyvyn suhteen ihmiskunnan tähän mennessä luomista raketteista, jotka ovat saattaneet hyötykuorman kiertoradalle, ohittaen myöhemmän avaruussukkulan , Energian ja Falcon Heavyn [3 ] [4 ] ] . Raketti toimitti 141 tonnia hyötykuormaa matalalle Maan kiertoradalle (johon sisältyy Apollo-avaruusalus ja viimeinen vaihe jäljellä olevalla polttoaineella nopeuttamaan planeettojen välistä lentoa) ja 47 tonnia hyötykuormaa (65,5 tonnia yhdessä 3- ja kantoalustan kanssa). Skylab-aseman laukaisun aikana kiertoradalle asetettu kokonaismassa oli 147,36 tonnia, mukaan lukien Skylab-asema nokkasuojalla - 88,5 tonnia ja toinen vaihe loppupolttoaineineen ja irroittamattoman sovittimen kanssa.
Kantoraketti on valmistettu kolmivaiheisen järjestelmän mukaisesti vaiheiden peräkkäisellä järjestelyllä.
Ensimmäisessä vaiheessa asennettiin viisi F-1 happi-kerosiini-rakettimoottoria , jotka ovat tähän päivään asti kaikkien aikojen tehokkaimpia yksikammioisia rakettimoottoreita.
Toiseen vaiheeseen asennettiin viisi J-2- moottoria , jotka toimivat nestemäisellä vety-nestehappipolttoaineparilla, kolmanteen vaiheeseen - yksi vety-happi-rakettimoottori, samanlainen kuin toisessa vaiheessa käytetty.
Vuodesta 1960 vuoden 1962 alkuun avaruuslentokeskuksessa _ George Marshall , NASA harkitsi Saturn C -sarjan kantorakettien (Saturn C-1, C-2, C-3, C-4) hankkeita toteutettavaksi (paitsi Saturn C-1 , joka on tarkoitettu vain lennoille matalalle Maan kiertoradalle Saturn C-1 -projekti toteutettiin sittemmin Saturn-1- ) miehitetyssä Kuussa lennossa [5] .
C-2-, C-3- ja C-4-projektien yhteydessä kehitetyillä kantoraketilla oli tarkoitus koota kuun alus Maan kiertoradalle, minkä jälkeen sen oli määrä laskeutua Kuuhun liikeradalle, laskeutua Kuun pinnalle ja nousta Kuusta. Tällaisen laivan massan Maanläheisellä kiertoradalla olisi eri hankkeiden mukaan pitänyt olla noin 140 - yli 300 tonnia.
" Saturn S-2 " piti laukaista 21,5 tonnia painava hyötykuorma matalalle maan kiertoradalle, tämän projektin mukaan sen piti koota alus kuuta varten viidessätoista laukaisussa [6] .
Saturn C-3 -projekti vaati kolmivaiheisen kantoraketin luomista, jonka ensimmäisessä vaiheessa oli tarkoitus asentaa kaksi F-1- moottoria , toisessa neljä J-2- moottoria ja kolmas vaihe oli Saturn-kantoraketin toinen vaihe -1" - S-IV . Saturn C-3:n piti laukaista 36,3 tonnin hyötykuorma matalalle Maan kiertoradalle, ja tämän projektin mukaan Kuun laskukoneen piti koota neljässä tai viidessä laukaisussa [7] .
Saturn C-4 : n piti myös olla kolmivaiheinen raketti, jonka ensimmäisessä vaiheessa oli tarkoitus olla neljä F-1-moottoria, toinen vaihe oli sama kuin C-3:ssa ja kolmas oli S-IVB - suurennettu versio S-vaiheesta -IV. Saturn C-4:n piti laukaista 99 tonnin hyötykuorma matalalle Maan kiertoradalle, ja tämän projektin mukaan kuun ajoneuvon piti koota kahdessa laukaisussa [8] .
10. tammikuuta 1962 NASA julkaisi suunnitelmat Saturn C-5 -kantoraketin rakentamisesta. Ensimmäisessä vaiheessa oli tarkoitus asentaa viisi F-1-moottoria, toisessa vaiheessa viisi J-2-moottoria ja kolmannessa yksi J-2-moottori [9] . S-5:n piti laittaa 47 tonnia painava hyötykuorma matkalle Kuuhun .
Vuoden 1963 alussa NASA valitsi lopulta suunnitelman miehitetylle retkille Kuuhun (päälaiva pysyy kiertoradalla Kuun ympäri, kun taas erityinen kuumoduuli laskeutuu sen päälle ) ja antoi Saturn C-5 -kantoraketille uuden nimen. - Saturnus-5.
"Saturn-5" koostui kolmesta vaiheesta: S-IC - ensimmäinen vaihe, S-II - toinen ja S-IVB - kolmas. Kaikissa kolmessa vaiheessa käytettiin hapettimena nestemäistä happea . Ensimmäisessä vaiheessa polttoaine oli kerosiinia ja toisessa ja kolmannessa nestemäistä vetyä
Ensimmäinen vaihe, S-ICS-IC :n on valmistanut Boeing . Vaiheen voimanlähteenä oli viisi F-1 happikerosiinimoottoria , joiden yhdistetty työntövoima oli yli 34 000 kN . Ensimmäinen vaihe toimi noin 160 sekuntia, kiihdytti seuraavat vaiheet ja hyötykuorman noin 2,7 km/s nopeuteen (inertiavertailukehys; 2,3 km/s suhteessa maahan) ja erosi noin 70 kilometrin korkeudessa [10 ] . Erottamisen jälkeen lava nousi noin 100 km:n korkeuteen ja putosi sitten mereen. Yksi viidestä moottorista kiinnitettiin näyttämön keskelle, muut neljä sijaitsivat symmetrisesti reunoilla suojusten alla ja niitä voitiin pyörittää työntövoimavektorin ohjaamiseksi. Lennon aikana keskusmoottori sammutettiin aikaisemmin ylikuormituksen vähentämiseksi. Ensimmäisen vaiheen halkaisija on 10 metriä (ilman suojuksia ja aerodynaamisia stabilaattoreita), korkeus 42 metriä.
Toinen vaihe, S-IIS-II :n valmisti North American . Vaiheessa käytettiin viittä J-2 happi- vetymoottoria , joiden kokonaistyöntövoima oli noin 5100 kN . Kuten ensimmäisessä vaiheessa, yksi moottori oli keskellä ja uloimmalla ympyrällä neljä muuta, jotka pystyivät kääntymään ohjaamaan työntövoimavektoria. Toisen vaiheen korkeus on 24,9 metriä, halkaisija 10 metriä, kuten ensimmäisen vaiheen. Toinen vaihe toimi noin 6 minuuttia, kiihdyttäen kantoraketin nopeuteen 6,84 km/s ja nostaen sen 185 km:n korkeuteen [11] .
Kolmas vaihe, S-IVBS-IVB :n on valmistanut Douglas (vuodesta 1967 McDonnell Douglas ). Vaiheessa oli yksi J-2- moottori , joka käytti nestemäistä happea hapettimena ja nestemäistä vetyä polttoaineena (samanlainen kuin S-II toisessa vaiheessa ). Vaihe kehitti työntövoiman yli 1000 kN . Askeleen mitat: korkeus 17,85 metriä, halkaisija 6,6 metriä. Lentojen aikana Kuuhun lava käynnistettiin kahdesti, ensimmäisen kerran 2,5 minuutiksi Apollon saattamiseksi matalalle Maan kiertoradalle ja toisen kerran Apollon saattamiseksi kuuhun.
Saturn-5:n lentoa edeltävässä testauksessa oli ennennäkemättömän paljon ohjusjärjestelmän testausta maassa. Yksi NASAn miehitettyjen lentojen johtajan johtajista, George Edwin Miller , joka on vastuussa tästä asiasta, luotti kaikkien rakettijärjestelmien ja ennen kaikkea rakettimoottorien maanpäälliseen penkkitestaukseen . Hän osoitti selvästi ja vakuuttavasti, että vain selkeä harjoittelun jako maa- ja lentovaiheisiin mahdollistaa Kuu-lennon määräaikojen noudattamisen. Tätä varten rakennettiin kalliita penkkirakenteita , joita tarvitaan sekä yksittäisten F-1- että J-2-moottorien paloteknisten testien (OTI) suorittamiseen sekä raketin koko ensimmäisen ja toisen vaiheen suorittamiseen [12] [13] [14] .
Saturn-5-rakettien kuljettamiseen laukaisualustalle käytettiin erityisiä toukkakuljettajia ( englanniksi crawler-transporter ) . Tuolloin (1965-1969; 4250 W :n kävelykaivukoneen ilmestymiseen asti vuonna 1969 ) ne olivat maailman suurimpia ja painavimpia esimerkkejä itseliikkuvista maa-ajoneuvoista. Nämä kuljetuskoneet pysyivät myös maailman suurimpana ja raskaimpana tela- alustaisina ajoneuvoina vuoteen 1978 asti (kun Bagger 288 -kaivukone ilmestyi ).
Skylabin kiertorataasema tehtiin Saturn-1B kantoraketin S - IVB käyttämättömästä toisesta vaiheesta . Alunperin suunniteltiin, että näyttämö muutetaan kiertorata-asemaksi jo suoraan maapallon kiertoradalla: sen jälkeen, kun se yhdessä ulomman hyötykuorman kanssa laukaistiin kiertoradalle aktiivisena rakettivaiheena, vapaana oleva nestevetysäiliö muunnetaan. saapuvat kosmonautit asuinalueen kiertoratamoduuliin, vaikkakin ilman valoikkunoita . Kuitenkin sen jälkeen, kun Apollo 20 -tehtävä peruttiin (vuonna 1970 NASAn tulevan budjetin jyrkän leikkauksen vuoksi ) ja Apollo 18:n ja 19:n Kuun lentojen perumisen jälkeen (samana vuonna) NASA kuitenkin luopui. tämä suunnitelma - sillä oli nyt käytössään kolme käyttämätöntä Saturn V -kantorakettia, jotka voisivat laukaista täysin varustetun kiertorata-aseman kiertoradalle ilman, että sitä tarvitsisi käyttää rakettivaiheena.
Skylab-kiertorataasema laukaistiin 14. toukokuuta 1973 Saturn-5-kantoraketin kaksivaiheisella modifikaatiolla.
Vuosina 1967-73 laukaistiin 13 Saturn-5-kantorakettia. Kaikki tunnustetaan onnistuneiksi [15] .
Sarjanumero | Hyötykuorma | Aloituspäivämäärä | Kuvaus |
---|---|---|---|
SA-501 | Apollo 4 | 9. marraskuuta 1967 | Ensimmäinen koelento |
SA-502 | Apollo 6 | 4. huhtikuuta 1968 | Toinen koelento |
SA-503 | Apollo 8 | 21. joulukuuta 1968 | Ensimmäinen miehitetty kuun ohilento . |
SA-504 | Apollo 9 | 3. maaliskuuta 1969 | Maan kiertorata. Kuun moduulin testit . |
SA-505 | Apollo 10 | 18. toukokuuta 1969 | Kuurata. Kuumoduulin testit. |
SA-506 | Apollo 11 | 16. heinäkuuta 1969 | Ensimmäinen miehitetty lento laskeutumalla Kuuhun Rauhanmerellä [16] . |
SA-507 | Apollo 12 | 14. marraskuuta 1969 | Laskeutuminen lähellä automaattista planeettojenvälistä asemaa Surveyor -3 Myrskyjen valtameressä . |
SA-508 | Apollo 13 | 11. huhtikuuta 1970 | Lento-onnettomuus. Kuun lento. Joukkue on pelastettu. |
SA-509 | Apollo 14 | 31. tammikuuta 1971 | Laskeutuminen Fra Mauron kraatterin lähelle . |
SA-510 | Apollo 15 | 26. heinäkuuta 1971 | Laskeutuminen Marsh of Decayssa Sademeren kaakkoisreunalle . Ensimmäinen " Lunar Rover " (amerikkalainen liikenne-kuunkulkija). |
SA-511 | Apollo 16 | 16. huhtikuuta 1972 | Laskeutuminen Descartesin kraatteriin . |
SA-512 | Apollo 17 | 7. joulukuuta 1972 | Ensimmäinen ja ainoa yön alku. Laskeutuminen Kuuhun Taurus- Littrovin laakson kirkkausmerelle . Apollo - ohjelman viimeinen kuun lento . |
SA-513 | skylab | 14. toukokuuta 1973 | Tehty Apollolle 18.19.20. Päivitettiin sitten kaksivaiheiseen versioon. Skylab laukaistiin kiertoradalle |
SA-514 | - | - | Valmistettu Apollo 18/19/20, mutta ei koskaan käytetty. |
SA-515 | - | - | Tehty Apollolle 18.19.20. Sitten se oli tarkoitettu Skylabin varmuuskopioksi, mutta sitä ei koskaan käytetty. |
Vuosina 1964–1973 Yhdysvaltain liittovaltion budjetista myönnettiin 6,5 miljardia dollaria Saturn V -ohjelmaan . Enimmäismäärä oli vuonna 1966 - 1,2 miljardia [17] . Inflaatiolla oikaistu Saturn V -ohjelma käytti 47,25 miljardia dollaria vuoden 2014 hinnoilla tänä aikana [18] . Yhden Saturn V:n laukaisun likimääräinen hinta oli 1,19 miljardia dollaria vuoden 2014 hinnoilla.
Yksi tärkeimmistä syistä USA:n kuuohjelman päättämiseen ennenaikaisesti miehitetyn avaruusaluksen kolmen kuun ohilennon (mukaan lukien yksi - " Apollo 13 " - hätätilanne) ja kuuden onnistuneen kuuhun laskeutumisen jälkeen (kaksi ohilentoa miehitetyllä avaruusaluksella ja 10 laskua) alun perin suunniteltu) oli sen korkea hinta . Joten vuonna 1966 NASA sai historiansa suurimman (inflaatiokorjatun) budjetin - 4,5 miljardia dollaria (joka oli noin 0,5% Yhdysvaltain silloisesta BKT :sta ).
<B> NKP:n keskuskomitea toveri Ustinov D.F.
Raportoin tärkeimmistä näkökohdista, jotka liittyvät raketti- ja avaruusohjelmien toteuttamiseen Neuvostoliitossa viimeaikaisten tapahtumien valossa.
1. Neuvostoliitto avasi avaruusajan vuonna 1957 ja otti ensimmäistä kertaa monia merkittäviä perustavanlaatuisia askeleita avaruustutkimuksessa. Olemme kuitenkin viime vuosina menettäneet asemamme toisensa jälkeen Yhdysvalloille, kun tämä maa on edennyt astronautiikan kehityksessä.
Tällä hetkellä maailman yleinen mielipide arvioi Yhdysvaltojen aseman johtavana tällä ihmisen toiminnan alueella.
Yhdysvaltojen tärkein saavutus, joka tekee voimakkaimman vaikutuksen kaikkien maiden kansoihin, on se, että he lentävät onnistuneesti maailman tehokkaimman kantoraketin (LV), jonka hyötykuormakapasiteetti on 127 tonnia, keinotekoisen kiertoradan vertailukiertoradalla. satelliitti ja lentää Kuun ympäri kolme kosmonauttia käyttämällä tätä LV:tä avaruusaluksella Apollo vuoden 1968 lopussa. Lisäksi touko-kesäkuussa 1969 Yhdysvallat aikoo laskeutua Kuuhun. <…>
- Akateemikko Glushko ; 29.01.1969; kaari. #2583 (9-13) [19] Neuvostoliiton sotilas-teollinen johto Saturn-5:stä
<В> NSKP:n keskuskomitea <…> Kotimaisen kantoraketin UR-500 satelliitin kiertoradalle laukaiseman hyötykuorman enimmäismäärä on 20 tonnia, kun taas Yhdysvalloissa on Saturn-5 kantoraketti, jonka hyötykuorma kiertoradalla on enintään 20 tonnia. 135 tonnia.. Raskaan kantoaluksen läsnäolo Yhdysvalloissa mahdollisti ainutlaatuisen Skylab-kiertorataaseman luomisen, jonka massa aluksen kanssa on 91 tonnia. Saturn 5 -kantoraketin avulla Yhdysvallat toteutti Apollon kuun tutkimusmatkaohjelman ja saavutti vakuuttavan ylivoiman miehitetyissä Kuussa lentäessä. Arvokkaiden tehtävien lisäksi amerikkalainen Saturn-Apollo -ohjelma sai vahvan poliittisen resonanssin ja lisäsi merkittävästi Yhdysvaltojen tieteellistä ja teknistä potentiaalia <…>
- L. Smirnov , S. Afanasiev , V. Kulikov , M. Keldysh , V. Glushko ; 4.11.1974; kaari. nro 13216, l. 192-195 [20]raketti- ja avaruustekniikka | Amerikkalainen||
---|---|---|
Kantorakettien käyttö | ||
Laukaisuajoneuvot kehitteillä | ||
Vanhentuneet kantoraketit |
| |
Tehostelohkot | ||
Kiihdyttimet | ||
* - Japanilaiset projektit, joissa käytetään amerikkalaisia raketteja tai vaiheita; kursivoitu - ennen ensimmäistä lentoa peruutetut projektit |
Raskaat ja erittäin raskaat kantoraketit | |
---|---|
USA |
|
Neuvostoliitto / Venäjä |
|
Kiina | |
Euroopan unioni ( ESA ) | |
Japani | |
Intia |
|
(ST) - erittäin raskaat kantoraketit; * - kehityksessä; kursivoitu - ei hyödynnetty; lihavoitu - tällä hetkellä käytössä. |