Сатурн I - Saturn I

Сатурн I

Первый Saturn I был запущен 27 октября 1961 года.
Функция	Технология больших ускорителей. Полезные нагрузки для больших научных спутников в разработке космических аппаратов "Аполлон" на НОО
Производитель	Chrysler ( SI ) Douglas ( S-IV ) Convair ( SV )
Страна происхождения	Соединенные Штаты
Размер
Рост	180 футов (55 м)
Диаметр	21 футов 8 дюймов (6,60 м)
Масса	1,124,000 фунтов (510,000 кг)
Этапы	2 или 3 (3 ступень слетела, но ни разу в активной конфигурации)
Емкость
Полезная нагрузка на НОО
Масса	20 000 фунтов (9 100 кг) (2 ступени)
Полезная нагрузка в TLI
Масса	4900 фунтов (2220 кг) (2 ступени)
История запуска
Положение дел	В отставке
Сайты запуска	Мыс Канаверал , LC-37 и LC-34
Всего запусков	10
Успех (а)	10
Отказ (ы)	0
Первый полет	27 октября 1961 г.
Последний полет	30 июля 1965 г.
Заметная полезная нагрузка	Шаблон Apollo CM , Pegasus
Первый этап - СИ
Двигатели	8 H-1
Толкать	1500000 фунтов F (6,7 МН )
Пропеллент	RP-1 / LOX
Вторая ступень - S-IV
Двигатели	6 RL10
Толкать	90 000 фунтов F (400 кН)
Пропеллент	LH 2 / LOX
Третий этап - SV - Летал неактивно
Двигатели	2 RL10
Толкать	133 кН (30000 фунтов силы )
Пропеллент	LH 2 / LOX

Сатурн I (произносится «Сатурн 1») была ракета разработана в качестве первого Соединенных Штатов среднего подъема ракеты - носителя для до 20000 фунтов (9100 кг) околоземную орбиту полезных нагрузок . Первая ступень ракеты была построена как группа топливных баков, спроектированных из более старых конструкций ракетных баков, из-за чего критики в шутку назвали ее « последней битвой кластера » . Его разработка была передана Агентству перспективных исследовательских проектов в 1958 году недавно сформированному гражданскому НАСА . Его конструкция оказалась надежной и гибкой. Он успешно инициировал разработку ракетной двигательной установки на жидком водороде , запуск спутников Pegasus и летную проверку аэродинамики фазы запуска командного и служебного модуля Apollo . Было запущено десять ракет Saturn I, прежде чем она была заменена тяжелой производной Saturn IB , в которой использовалась более крупная вторая ступень с более высоким суммарным импульсом и улучшенная система наведения и управления . Это также привело к разработке сверхтяжелого подъемника Сатурн V, который доставил первых людей к высадке на Луну в программе « Аполлон» .

Президент Джон Ф. Кеннеди определил, что Сатурн I, и запуск SA-5 в частности, является точкой, в которой американские возможности по подъемной силе превзойдут советские, после того, как они отставали от спутника.

История

Происхождение

Проект «Сатурн» был начат как одно из ряда предложений, направленных на удовлетворение новых требований Министерства обороны (МО) к тяжелому транспортному средству для вывода на орбиту спутников связи нового класса и «других» спутников. Требования требовали создания транспортного средства, способного выводить на орбиту от 20 000 до 40 000 фунтов (от 9 100 до 18 100 кг) или ускоряться от 13 200 до 26 200 фунтов (от 6000 до 11 900 кг) до транслунной инъекции . Существующие в США ракеты-носители могут выводить на орбиту максимум около 3 900 фунтов (1800 кг), но могут быть расширены до 9 900 фунтов (4500 кг) за счет новых высокоэнергетических разгонных ступеней. В любом случае эти верхние ступени не будут доступны до 1961 года и все равно не будут соответствовать требованиям Министерства обороны США для тяжелых нагрузок.

Команда Вернера фон Брауна из Агентства по баллистическим ракетам армии США (ABMA) приступила к изучению проблемы в апреле 1957 года. Они подсчитали, что ракета с требуемыми характеристиками потребует ускорителя нижней ступени с тягой около 1,5 миллиона фунтов силы. (6,7 МН) тяга на взлете. Так случилось, что ВВС недавно начали работу над именно таким двигателем, который в конечном итоге получил название F-1 . Но F-1 не будет доступен в те сроки, которые требовало Министерство обороны, и в любом случае будет ограничен примерно 1 млн фунт-сил в краткосрочной перспективе. Другой возможностью был двигатель Rocketdyne , тогда известный как E-1 , который давал от 360 000 до 380 000 фунтов силы (от 1600 до 1700 кН), четыре из которых достигли требуемых уровней тяги. Этот подход стал фаворитом и сочетался с первой ступенью, построенной из группы из девяти танков, размещенных на упорной пластине, к которой должны были быть прикреплены двигатели и водопровод. Конструкция предусматривала восемь ракетных баков, подобных ступени Редстоуна, обвязанных вокруг центрального бака большего размера, полученного от ракеты Юпитер . Сходство конструкции и диаметра позволит использовать те же инструменты и оборудование, которые использовались для производства старых резервуаров, что ускорит этапы проектирования и производства нового этапа. Вопреки тому, что сообщалось прессе в то время (и с тех пор широко распространено), танки были не просто танками Redstone и Jupiter, а гораздо более длинными версиями, построенными заново с тем же диаметром.

Фон Браун вернул проект Министерству обороны в декабре 1957 года как Национальную интегрированную программу разработки ракет и космических аппаратов , в которой изложил новый дизайн, тогда известный как «Супер-Юпитер». Было предложено несколько вариантов, используя общий кластер первого этапа, и верхние ступени либо на основе атласа или Titan I . ABMA отдавала предпочтение Титану, поскольку производство Атласа 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, чтобы создать новую сцену длиной 200 футов (61 м). Centaur будет использоваться в качестве третьего этапа, который , как ожидается, будет готов к эксплуатации в 1963 году , именно тогда, когда нижние два этапа завершили бы их тестирование. Получившаяся трехступенчатая конструкция была намного выше и тоньше, чем конструкция Saturn, которая в итоге была построена.

Агентство перспективных исследовательских проектов (ARPA) было сформировано в феврале 1958 года как часть Министерства обороны и отвечало за выполнение требований. ARPA запросила только одно изменение в дизайне; Обеспокоенные тем, что E-1 все еще находится на ранней стадии разработки, они предложили рассмотреть альтернативы, чтобы обеспечить запуск ракеты в производство как можно скорее. ABMA быстро отреагировала немного измененной конструкцией, заменив четыре E-1 восемью двигателями H-1 , незначительное обновление двигателя S-3D, используемого на ракетах Thor и Jupiter. По их оценкам, замена двигателей позволит сэкономить около 60 миллионов долларов и до двух лет исследований и разработок.

Фон Браун ранее называл ракеты Редстоун и Юпитер, используемые в качестве космических пусковых установок, как Juno I и Juno II , соответственно, и представил предложения по многоступенчатым версиям как Juno III и IV. Он изменил название нового дизайна до Juno V . Общая стоимость разработки в период с 1958 по 1963 год составила 850 миллионов долларов (5,6 миллиарда долларов в долларах 2007 года), в том числе 30 научно-исследовательских и опытно-конструкторских полетов, некоторые из которых выполняли космическую полезную нагрузку с экипажем и без экипажа.

Работа начинается

Удовлетворенный результатом, приказ ARPA № 14-59 от 15 августа 1958 года приказал запустить программу:

Начать программу разработки по созданию большого космического корабля-носителя весом примерно 1 500 000 фунтов. тяга на базе кластера имеющихся ракетных двигателей. Ближайшая цель этой программы - продемонстрировать полномасштабную динамическую стрельбу в неволе к концу 1959 г.

После этого 11 сентября 1958 года был подписан еще один контракт с Rocketdyne на начало работы над H-1. 23 сентября 1958 года ARPA и Армейское ракетное командование (AOMC) подписали дополнительное соглашение, расширяющее масштабы программы, в котором говорилось: «В дополнение к динамической стрельбе из плена ... настоящим соглашается, что эта программа теперь должна быть расширен для проведения летных испытаний этого ускорителя примерно к сентябрю 1960 года ». Кроме того, они хотели, чтобы ABMA произвела три дополнительных ускорителя, последние два из которых будут «способны выводить на орбиту ограниченные полезные нагрузки».

Фон Браун возлагал большие надежды на эту конструкцию, полагая, что она станет отличным испытательным стендом для других силовых установок, особенно для F-1, если она созреет. Он рассказал об использовании Juno V в качестве универсального транспортного средства для исследования и разработки «наступательного и оборонительного космического оружия». Были спрогнозированы конкретные виды использования каждой военной службы, включая навигационные спутники для ВМФ; разведывательные, коммуникационные и метеорологические спутники для армии и авиации; поддержка пилотируемых миссий ВВС; и материально-техническое обеспечение сухопутных войск для армии на расстояниях до 6400 километров. Фон Браун также предложил использовать Juno V в качестве основы для лунной миссии с экипажем в рамках проекта Horizon . Juno мог поднять до 20 000 фунтов (9 000 кг) на низкую околоземную орбиту , и он предложил запустить 15 из них, чтобы построить лунный космический корабль массой 200 000 фунтов (91 000 кг) на околоземной орбите.

Даже к этому моменту использовалось название «Сатурн», как «тот, который стоит после Юпитера». В одном из ранних отчетов ARPA отмечалось: «SATURN считается первым настоящим космическим аппаратом, поскольку Douglas DC-3 был первым настоящим авиалайнером и надежной рабочей лошадкой в ​​воздухоплавании». Смена названия стала официальной в феврале 1959 года.

Передача в НАСА

Создание НАСА 29 июля 1958 года привело к попытке собрать существующие программы по запуску тяжелых ракет и выбрать единый набор проектов для будущей работы. В то время как в ВВС, так и в армии США были команды, разрабатывающие такие машины, «Сатурн» в армии и космическую пусковую систему (SLS) ВВС . SLS использовала набор общих модульных компонентов с твердотопливными ускорителями и водородно-кислородными верхними ступенями, чтобы обеспечить широкий выбор конфигураций запуска и веса полезной нагрузки. Оба групп были также разработаны планы экипажа лунных баз, Horizon ABMA с его орбитой Земли Рандеву методами строительства большой лунной ракеты на орбите Земли, и ВВС проект Lunex , который запланирован на запуск одного огромной шлюпки с использованием самым большим из конфигураций СЛСА . Как будто этого было недостаточно, собственные инженеры НАСА начали разработку своей собственной серии проектов Nova , планируя использовать ее в профиле прямого восхождения, аналогично подходу ВВС.

Фон Брауна попросили возглавить комитет для изучения существующих усилий и составления рекомендаций. Они представили свой отчет 18 июля 1958 года, начав с критики того, как неправильно выполнялась программа США, и отметили, что советская программа определенно впереди. Далее описывались пять «поколений» ракет, начиная с раннего Vanguard, заканчивая Juno, межконтинентальными баллистическими ракетами, такими как Atlas и Titan, сгруппированными конструкциями, такими как Saturn, и, наконец, окончательной разработкой, кластером с использованием F-1 с 6 ракетами. миллион фунтов силы (27 МН) тяги. Далее в отчете излагалась программа разведки с экипажем с использованием этих ракет по мере их появления; Используя существующие межконтинентальные баллистические ракеты, небольшая космическая станция с четырьмя людьми могла быть введена в эксплуатацию в 1961 году, кластеры могли бы обеспечить посадку на Луну с экипажем в 1965-1966 годах и более крупную космическую станцию ​​на 50 человек к 1967 году, в то время как самая большая из ракет будет поддерживать крупные лунные экспедиции в В 1972 году создал постоянную лунную базу в 1973-1974 годах и совершил межпланетные рейсы с экипажем в 1977 году.

В декабре 1958 года все команды собрались, чтобы представить свои разработки. НАСА выбрало предложение фон Брауна 6 января 1959 года, придав ему жизненно важный импульс. В конце января НАСА обрисовало полную программу разработки. Это включало верхние ступени Vega и Centaur, а также Juno V и их собственные ускорители Nova. Позже Vega была отменена, когда была опубликована информация о ранее секретной верхней ступени Agena (тогда известной как «Hustler»), и ее производительность была примерно сопоставима с дизайном НАСА.

Почти аннулирование

Прогресс в дизайне Сатурна, казалось, шел гладко. В апреле 1959 года в ABMA начали поступать первые двигатели H-1, а в мае начались испытательные стрельбы. В июне на мысе Канаверал началось строительство стартовых площадок Комплекса 34 .

Затем совершенно неожиданно, 9 июня 1959 года, Герберт Йорк , директор Департамента оборонных исследований и разработок, объявил, что решил прекратить программу Сатурна. Позже он заявил, что его беспокоит то, что проект забирает деньги ARPA из более неотложных проектов, и что, как казалось, модернизация существующих межконтинентальных баллистических ракет обеспечит необходимую грузоподъемность в краткосрочной перспективе. Как сказал командующий ABMA Джон Б. Медарис :

К этому времени мой нос начал чувствовать странный запах «рыбы». Я заставил своих собачек попытаться выяснить, что происходит и с кем нам приходилось соревноваться. Мы обнаружили, что ВВС предложили совершенно другой и совершенно новый аппарат в качестве ускорителя для Dynasoar , используя группу двигателей Titan и улучшая их характеристики, чтобы получить необходимую тягу первой ступени для взлета. Это существо по-разному окрестили Супер Титаном или Титаном C. Никакой работы над этим транспортным средством не проводилось, кроме поспешных инженерных набросков. Однако утверждалось, что двухступенчатый или трехступенчатый аппарат может летать быстрее, чем Сатурн, над которым мы уже много месяцев упорно работали. К этому предложению были приложены даты и оценки, которые в лучшем случае игнорировали многие факторы затрат, а в худшем были чисто пропагандистскими.

Стремясь предотвратить отмену, сторонники Saturn из Министерства обороны и ARPA подготовили свой собственный меморандум, возражая против отмены. Против них работал тот факт, что ни у армии, ни у НАСА в то время не было письменных требований к ракете-носителю. Затем последовала трехдневная встреча с 16 по 18 сентября 1959 года, на которой Йорк и Драйден рассмотрели будущее Сатурна и обсудили роли Титана С и Новы. Результат был столь же неожиданным; Йорк согласился отложить отмену и продолжить краткосрочное финансирование, но только в том случае, если НАСА согласится взять на себя команду ABMA и продолжить разработку без помощи Министерства обороны. НАСА было в равной степени обеспокоено тем, что, полагаясь на сторонние производители своих ускорителей, они ставили под угрозу всю свою программу, и были очень открыты для идеи захватить команду.

Поскольку стороны продолжили переговоры в течение следующей недели, было достигнуто соглашение; Команда фон Брауна в ABMA останется вместе и продолжит работу в качестве ведущих разработчиков Saturn, но вся организация будет передана в управление NASA. Указом президента от 15 марта 1960 года ABMA стала Центром космических полетов имени Джорджа Маршалла НАСА (MSFC).

Выбор верхних ступеней

В июле 1959 года от ARPA был получен запрос на изменение верхней ступени до гораздо более мощной конструкции с использованием четырех новых двигателей на жидком водороде / жидком кислороде мощностью 20000 фунтов силы (89 кН) с двигателем большего диаметра 160 дюймов (4,1 м). вторая ступень, с модернизированным Centaur, использующим два двигателя одинаковой конструкции для третьей ступени. Об этом изменении Медарис отметил:

Из соображений экономии мы рекомендовали, и было одобрено, что при строительстве второй ступени мы будем использовать тот же диаметр, что и первая ступень Титана - 120 дюймов. Основные затраты на оснастку для изготовления ракетных баков и основной конструкции связаны с диаметром. Изменение длины практически не требует инструментов. То, как резервуары разделены внутри, или конструкция, усиленная внутри, или вид конструктивных деталей, которые используются в конце, чтобы прикрепить конструкцию к большому бустеру внизу или к ступени другого размера вверху, очень мало влияют на проблемы с инструментами. Однако при изменении диаметра возникает серьезный вопрос, связанный с инструментами, затратами и временем.

Внезапно неожиданно появилась директива о приостановке работ на второй ступени и запрос на совершенно новую серию оценок затрат и времени, включая рассмотрение увеличения диаметра второй ступени до 160 дюймов. Похоже, что доктор Йорк вышел на сцену и указал на то, что будущие требования Dynasoar несовместимы с диаметром 120 дюймов. Он задал вопрос, возможно ли, чтобы «Сатурн» был спроектирован таким образом, чтобы он мог быть ракетой-носителем для этого проекта ВВС.

Мы были потрясены и ошеломлены. Это не была новая проблема, и мы не могли найти никаких причин, по которым ее не следовало рассматривать в случае необходимости в то время, когда Министерство обороны и НАСА полностью обсуждали вопрос о том, какие разгонные ступени нам следует использовать. Тем не менее, мы очень быстро приступили к работе по оценке проекта на основе принятия 160-дюймового диаметра. В то же время было предложено, чтобы мы представили расценки на полную операционную программу по увеличению мощности Dynasoar на определенное количество полетов. Как обычно, нам давали два или три числа, а не одно фиксированное количество, и просили оценить каждое из них.

Чтобы найти какое-то жилье, в декабре была сформирована группа из НАСА, ВВС, ARPA, ABMA и Управления исследований и разработок Министерства обороны США при Комитете Сильверстайна . Фон Браун скептически относился к жидкому водороду в качестве топлива для верхней ступени, но Комитет убедил его, что это путь для дальнейшего развития верхней ступени. После того, как эти изменения были внесены, проект ракеты-носителя НАСА теперь полностью освободился от какой-либо зависимости от военных разработок. В тот момент любой вид верхнего этапа был честной игрой, и «если эти пропелленты должны быть приняты для сложных приложений верхнего этапа», - заключил комитет, - «похоже, нет веских инженерных причин для отказа от использования высоких концентраций топлива. -энергетическое топливо для менее сложных применений на промежуточных ступенях ».

Комитет обозначил ряд различных возможных конфигураций запуска, сгруппированных в три широкие категории. Группа «А» была версиями с низким уровнем риска, аналогичными проектам Сатурна, предложенным перед встречей; Первоначальная конструкция с использованием верхних ступеней Titan и Centaur стала A-1, в то время как другая модель, заменившая Titan с группой БРСД, стала A-2. В конструкции B-1 была предложена новая вторая ступень, заменяющая кластер A-2, на новую четырехмоторную конструкцию с использованием H-1 в качестве нижней ступени. Наконец, появились три модели серии C, в которых все верхние ступени были заменены на жидкие водородные. C-1 использовал существующий SI, сгруппированный ниже, добавив новую ступень S-IV с четырьмя новыми двигателями от 15000 до 20000 фунтов силы (от 67 до 89 кН) и сохранив на вершине двухмоторный Centaur, теперь известный как SV. сцена. Модель C-II добавила новую ступень S-III с двумя новыми двигателями от 150 000 до 200 000 фунтов силы (от 670 до 890 кН), сохранив S-IV и SV на вершине. Наконец, конфигурация C-3 добавила ступень S-II с четырьмя такими же двигателями, оставив только S-III и S-IV на вершине. Модели C легко превзошли модели A и B, с дополнительным преимуществом, заключающимся в том, что они были взаимозаменяемыми и могли быть построены для удовлетворения любых необходимых требований к полезной нагрузке.

Сатурн появляется

Из этих новых сценических проектов только S-IV будет когда-либо поставлен, и не в той форме, которая была изложена в отчете комитета. Чтобы соответствовать графику разработки, группа из шести двигателей Centaur была помещена на новую 220-дюймовую (5,6 м) ступень, чтобы произвести «новый» S-IV примерно с такими же характеристиками, как и четыре исходных модернизированных двигателя. Большое количество небольших двигателей менее эффективны и более проблематичны, чем меньшее количество больших двигателей, и это сделало его целью для ранней модернизации до одного J-2 . Получившийся в результате этап, S-IVB , настолько улучшил характеристики, что Saturn смог запустить Apollo CSM , что оказалось бесценным во время проекта Apollo .

В конце концов, Titan C так и не был доставлен, и вместо этого ВВС обратились к Titan II с «увеличенной тягой», используя кластерные твердотопливные ракеты. Эти новые конструкции, Титан III, стали основной тяжелой ракетой-носителем Министерства обороны на десятилетия после этого, поскольку они стоили значительно дешевле в производстве и полете, отчасти из-за использования гиперголического топлива, которое можно было хранить при комнатной температуре. Важным фактором в этом решении было то, что Министерство обороны предпочло иметь ракету-носитель, которую они полностью контролировали, вместо того, чтобы делить Сатурн с НАСА (из всех транспортных средств Titan III / IV, запущенных в течение его 40-летнего пробега, только один горстка несла полезную нагрузку НАСА). Точно так же разработка Titan III устранила необходимость в «гибких» концепциях постановки Сатурна, которые теперь предназначались для использования только для пилотируемых запусков в программе Apollo. Поскольку необходимость в гибкости конфигурации запуска была устранена, от большинства этих проектов впоследствии отказались. Только SV сохранился в своей первоначальной форме, в то время как S-IV появится в модифицированной форме, а Saturn V будет иметь совершенно другую стадию S-II.

«Сатурн I» совершил свой первый полет 27 октября 1961 года с макетной разгонной ступенью и частично заправленной топливом первой ступени. Напряжение в блок-хаусе было высоким, поскольку до сих пор ни одна из ракет-носителей не удалась с первой попытки, и широко распространялись опасения по поводу взрыва площадки. Поскольку «Сатурн» был самой крупной ракетой-носителем из когда-либо запущенных, такое событие наверняка будет чрезвычайно разрушительным и может вывести стартовый комплекс из строя на шесть месяцев.

В конце концов, однако, эти опасения улеглись, когда ракета-носитель поднялась и выполнила безупречный испытательный полет. В течение следующих 17 месяцев последовали еще три полета с макетами разгонных ступеней, которые были полностью или в основном успешными. У двух из них S-IV был наполнен водой и взорвался на большой высоте после разделения ступеней, образуя ледяное облако, которое затем было сфотографировано.

Фон Браун с Джоном Кеннеди указывает на Сатурн I на мысе Канаверал 16 ноября 1963 года, за несколько недель до его запуска.

Рейс № 5 в январе 1964 года был первым, на борту которого находился действующий S-IV, который перезапустил свой двигатель на орбите, чтобы подняться на большую высоту, где он оставался до тех пор, пока не пришел в упадок два года спустя. Еще два полета последовали в течение года с типичными CSM Apollo.

К этому моменту, однако, появление Титана III лишило Сатурн роли пусковой установки Министерства обороны, и с новым, улучшенным Сатурном IB в разработке (поскольку CSM Apollo оказался тяжелее, чем первоначально ожидалось, и поэтому потребовалось больше мощная ракета-носитель), ракета-носитель быстро пришла в негодность и практического применения ей найти не удалось.

Используется в обслуживании

Основная полезная нагрузка Сатурн I был шаблонный версия Apollo Command и модулей обслуживания и запуска системы Спасения . Последние три также несли спутники-микрометероиды Pegasus в адаптере второй ступени космического корабля.

В свое время Saturn I рассматривался для запуска космического самолета X-20 Dyna-Soar , а затем для запуска капсулы Gemini в рамках предполагаемой лунной миссии.

Много позже Сатурн I также рассматривался как система баллистических ракет малой дальности в концепции TABAS . ТАБАС вооружил Сатурн 25 метрическими тоннами (55000 фунтов) обычного оружия в системе механического носителя, которая гарантировала, что ракета поразит и разрушит взлетно-посадочную полосу противника, выбив ее из строя на три дня. Система считалась слишком опасной для развертывания; при запуске это будет похоже на ядерный удар и может потребовать ответных действий.

Описание

Характеристики

SV третий этап был разработан в качестве ракеты стадии кентавра , он был доставлен неактивно четыре раза на Сатурне I с танками , заполненных водой. Он никогда не выполнял активных миссий. SV стал бы разгонный для Atlas-Centaur и Titan III ракет - носителей и их производных.

Этап SI

Первая ступень Saturn I лежит на боку между тестами в MSFC в 1965 году.

Первый этап SI был приведен в действие восьми H-1 ракетных двигателей горения РП-1 топлива с жидким кислородом (LOX) в качестве окислителя. Топливные баки состояли из центрального ракетного бака « Юпитер», содержащего LOX, окруженного группой из восьми ракетных баков Redstone : четыре выкрашенных в белый цвет, содержащих LOX; и четыре выкрашенных в черный цвет, содержащих топливо РП-1. Четыре подвесных двигателя были установлены на подвесах , что позволяло управлять ими для направления ракеты. На машинах Block II (от SA-5 до SA-10) восемь килей обеспечивали аэродинамическую устойчивость при полете в атмосфере.

Схема первой ступени

Общие характеристики

• Длина: 80,3 футов (24,5 м)
• Диаметр: 21,4 фута (6,5 м)

Двигатель

• 8 H-1
  • Тяга: 1 500 000 фунтов силы (6700 кН)
  • Время горения: 150 с
  • Топливо: RP-1 / LOX

S-IV этап

Схема второй стадии S-IV Сатурна I.

Этап S-IV был приведен в действие шесть LOX / LH2 -fueled RL10 двигатели, установленные на карданном подвесе. В топливных баках использовалась одна общая переборка для разделения топливных баков LOX и LH2, что позволило сэкономить 20% веса конструкции, а также связанную с этим длину и сложность конструкции.

Общие характеристики

• Длина: 40 футов (12 м)
• Диаметр: 18 футов (5,5 м)

Двигатель

• 6 RL10
  • Тяга: 90000 фунтов силы (400 кН)
  • Время горения: ~ 410 с
  • Топливо: LH ₂ / LOX

Приборный блок Saturn I

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

Транспортные средства Saturn I Block I (от SA-1 до SA-4) управлялись приборами, которые находились в контейнерах наверху первой ступени SI, и включали стабилизированную платформу ST-90, изготовленную Ford Instrument Company и использовавшуюся в ракете Redstone. Эти первые четыре корабля следовали по баллистическим неорбитальным траекториям, и макетные верхние ступени не отделялись от одинарной ступени с двигателем.

Корабли Block II (от SA-5 до SA-10) включали две ступени с двигателем и выходили на орбиты. Начиная с SA-5 приборы наведения переносились на приборном блоке (ИБ) , прямо перед ступенью S-IV. Первая версия IU была 154 дюйма (3,9 м) в диаметре и 58 дюймов (150 см) в высоту и была разработана и построена Центром космических полетов им . Маршалла . Компоненты наведения, телеметрии, слежения и питания находились в четырех герметичных цилиндрических контейнерах, прикрепленных как спицы к центральной втулке. Эта версия летала на SA-5, SA-6 и SA-7.

MSFC использовала версию 2 IU на SA-8, SA-9 и SA-10. Версия 2 была того же диаметра, что и версия 1, но высотой всего 34 дюйма (86 см). Вместо емкостей под давлением компоненты были подвешены на внутренней части цилиндрической стенки, что позволило снизить вес.

Компьютером наведения для Block II был IBM ASC-15 . Среди других инструментов IU были активные компоненты, которые управляли транспортным средством; и пассажирские компоненты, которые телеметрически передавали данные на землю для тестирования и оценки для использования в более поздних полетах. Стабилизированная платформа ST-90 была активным ИДУ для СА-5 и первой ступени СА-6. СТ-124 был пассажир на SA-5 и активным в течение второго этапа SA-6 и последующих миссий. У ИБ было оптическое окно, позволяющее выровнять инерциальную платформу перед запуском.

Этап SV

Этап КА на СА-4.

СВ этап был предназначен для питания двух RL-10A-1 двигателей сжигания жидкого водорода в качестве топлива и жидкого кислорода в качестве окислителя. Баки с порохом использовали общую переборку для отделения пороха. Этап КА был выполнен четыре раза в полетах с SA-1 по SA-4 ; Во всех четырех миссиях танки SV были заполнены водой, которая использовалась в качестве балласта во время запуска. Этап никогда не выполнялся в активной конфигурации ни на одной ракете-носителе «Сатурн». Эта ступень также использовалась на Atlas-LV3C в качестве Centaur-C, современные производные которой используются до сих пор, что делает ее единственной ракетной ступенью Saturn, которая все еще работает.

Общие характеристики

• Длина: 29,9 футов (9,1 м)
• Диаметр: 10 футов (3,0 м)

Двигатель

• 2 RL10
  • Тяга: 29899 фунт-сила (133,00 кН)
  • Время горения: ~ 430 с
  • Топливо: LH ₂ / LOX

Сатурн I запускает

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

Информацию о дальнейших запусках аппаратов серии Saturn-1 см. На странице Saturn IB .

Ракеты Сатурн I на выставке

Ракеты, разработанные в MSFC и ABMA, прежде чем они будут выставлены на MSFC.

Некоторые из ракет в ракетно-космическом центре США. Слева направо: Сатурн I, БРСД Юпитера, Юнона II, Меркурий-Редстоун, Редстоун и Юпитер-C.

По состоянию на 2021 год есть три места, где демонстрируются тестовые автомобили Saturn I (или их части):

Блок 1 тестовых автомобилей

SA-T Первый этап статических испытаний Сатурна I. Изготовлен в Центре космических полетов им. Маршалла , использовался в нескольких статических испытаниях MSFC с 1960 года, затем отправлен и использован на сборочном предприятии Michoud для испытаний на соответствие перед тем, как быть возвращен в Алабаму. Теперь на горизонтальном дисплее рядом со статической испытательной башней в Центре космических полетов им. Маршалла. Раннее фото стадии SA-T появляется выше в разделе "Стадия SI" этой статьи. В 2019 году сообщалось, что этот этап был предоставлен НАСА для пожертвования какой-либо организации, с единственным положением, которое составляет примерно 250 000 долларов «сбор за доставку» для покрытия транспортных расходов.

Автомобиль для динамических испытаний SA-D Saturn I Block 1. Изготовлен в MSFC, использовался в нескольких динамических испытаниях MSFC до 1962 года. Сейчас демонстрируется в вертикальном положении с макетом разгонного блока в ракетном саду возле штаб-квартиры MSFC вместе с несколькими образцами традиционных транспортных средств, такими как ракета V-2 (A4), Redstone , Юпитер-C и Юпитер IRBM. Смотри фото.

Блок 2, тестовая машина

Автомобиль для динамических испытаний SA-D5 Block 2 - состоит из ступени ускорителя SI-D5 и гидростатической / динамической верхней ступени S-IV-H / D, использованных в испытаниях на динамическом стенде MSFC в 1962 году. Он также был отправлен и использовался для проверки в LC -37B на мысе Канаверал в 1963 году. Он был возвращен в Алабаму и модифицирован для использования в качестве ступени динамических испытаний S-IB. Пожертвовано NASA / MSFC штату Алабама одновременно с динамическим испытательным автомобилем Saturn V и теперь демонстрируется в вертикальном положении в Космическом и ракетном центре США (ранее Алабамский ракетно-космический центр), Хантсвилл, Алабама, где он стал очень знакомой местной достопримечательностью. Смотри фото.

Смотрите также

• Сравнение семейств орбитальных ракет-носителей
• Сравнение орбитальных стартовых систем

использованная литература

Цитаты

Библиография

• Бильштейн, Роджер Э. (1996). Этапы к Сатурну: технологическая история ракет-носителей "Аполлон / Сатурн" . Серия истории НАСА. Вашингтон: НАСА. ISBN 978-0-16-048909-9. Архивировано из оригинала на 2004-10-15.
• Кэдбери, Дебора (2006). Космическая гонка: эпическая битва между Америкой и Советским Союзом за господство в космосе . Нью-Йорк: Издательство Харпер Коллинз. ISBN 978-0-06-084553-7.
• Dawson, Virginia P .; Боулз, Марк Д. (2004). Укрощение жидкого водорода: разгонная ракета Centaur 1958-2002 (PDF) . Серия истории НАСА. Вашингтон: НАСА. ISBN 978-0-16-073085-6. Архивировано из оригинального (PDF) 29 сентября 2006 года.
• Нойфельд, Майкл Дж. (2007). фон Браун: мечтатель о космосе, военный инженер . Нью-Йорк: Альфред А. Кнопф. ISBN 978-0-307-26292-9.
• Ракеты-носители "Сатурн" (PDF)