Сатурн I - Saturn I

эта статья нужны дополнительные цитаты для проверка. Пожалуйста помоги улучшить эту статью от добавление цитат в надежные источники. Материал, не полученный от источника, может быть оспорен и удален. Найдите источники: «Сатурн I»  – Новости  · газеты  · книги  · ученый  · JSTOR (Октябрь 2020) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения)

Эта ракета статья содержит полезная нагрузка емкость, но не включает орбитальная высота или склонность, что сильно влияет на емкость. Пожалуйста помоги улучшить эту статью путем добавления высоты и наклона орбиты для данной полезной нагрузки. (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения)

Сатурн I

Первый Сатурн I был запущен 27 октября 1961 года.
Функция	Большая бустерная технология Полезные нагрузки больших научных спутников в ЛЕО Космический корабль Аполлон развитие
Производитель	Chrysler (S-I ) Дуглас (S-IV ) Convair (S-V )
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 комплектации)
Вместимость
Полезная нагрузка для ЛЕО
Масса	20000 фунтов (9100 кг) (2 этапа)
Полезная нагрузка для TLI
Масса	4900 фунтов (2220 кг) (2 ступени)
История запуска
Статус	В отставке
Запустить сайты	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.
Заметные полезные нагрузки	Boilerplate Аполлон СМ, Пегас
Первая ступень - S-I
Двигатели	8 H-1
Тяга	1,500,000 фунтж (6.7 MN )
Топливо	РП-1 / LOX
Вторая стадия - S-IV
Двигатели	6 RL10
Тяга	90000 фунтовж (400 кН)
Топливо	LH2 / LOX
Третий этап - S-V - Летал неактивно[1]
Двигатели	2 RL10
Тяга	133 кН (30 000 фунтовж)
Топливо	LH2 / LOX

В Сатурн I (произносится как «Сатурн один») был ракета разработан как первый в Соединенных Штатах ракета-носитель средней грузоподъемности до 20 000 фунтов (9 100 кг) низкая околоземная орбита полезные нагрузки.^[2] Первая ступень ракеты была построена как группа топливных баков, спроектированных из более старых конструкций ракетных баков, из-за чего критики в шутку назвали ее «Кластера Последний бой ". Его разработка была взята из Агентство перспективных исследовательских проектов в 1958 г. новообразованным гражданским НАСА. Его конструкция оказалась надежной и гибкой. Это было успешным в инициировании разработки жидкий водород -заправленная ракетным двигателем, запускающая Спутники Pegasus, и летная проверка Командно-сервисный модуль Apollo аэродинамика на старте. Было запущено десять ракет "Сатурн I", прежде чем она была заменена на с большой грузоподъемностью производная Сатурн IB, который использовал больший, более высокий общий импульс второй этап и улучшенный система наведения и управления. Это также привело к развитию сверхтяжелый подъемник Сатурн V который доставил первых людей к высадке на Луну в Программа Аполлон.

Президент Джон Ф. Кеннеди идентифицировал Сатурн I, а SA-5 В частности, это была точка, в которой американские возможности по подъемной силе превзошли бы Советы после того, как они отставали со времени появления спутника.^[3][4]

История

Происхождение

Проект Сатурн был начат как одно из ряда предложений встретить новый Министерство обороны (DoD) требование для тяжелого транспортного средства для орбиты нового класса связи и "других" спутников.^[2] Требования предусматривали создание 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) для транслунная инъекция. Существующие американские пусковые установки могут выводить на орбиту максимум около 3 900 фунтов (1800 кг), но могут быть расширены до 9 900 фунтов (4500 кг) с помощью 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 грузов.

Вернер фон Браун команда в США Армейское агентство по баллистическим ракетам (ABMA) приступили к изучению проблемы в апреле 1957 года. Они подсчитали, что для ракеты с требуемыми характеристиками потребуется ускоритель нижней ступени с тягой около 1,5 млн. фунт-сила (6,7 МН) тяга на взлете. Так получилось, что Воздушные силы недавно начал работу над именно таким двигателем, в конечном итоге получивший 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 Rocketdyne двигатель, тогда известный как E-1, который обеспечивал от 360 000 до 380 000 фунтов-силы (от 1600 до 1700 кН), четыре из которых достигли требуемых уровней тяги. Такой подход стал любимым и был соединен с первой стадией, построенной из кластера из девяти резервуаров, расположенных на вершину упорной пластины, где будут прикреплены двигатели и сантехника. В конструкции предусматривалось восемь ракетных танков, аналогичных Редстоун ступень, обвязанная вокруг центрального большего резервуара, полученного из Юпитер ракета. 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.^[5] Вопреки тому, что сообщалось прессе в то время (и с тех пор широко распространено), танки были не просто танками Редстоун и Юпитер, а гораздо более длинными версиями, построенными заново с тем же диаметром.^[5].

фон Браун вернул дизайн Министерству обороны в декабре 1957 года как Национальная комплексная программа разработки ракет и космических аппаратов, обрисовывая в общих чертах новый дизайн, тогда известный как «Супер-Юпитер». Было предложено несколько вариантов с использованием общей кластерной первой ступени и верхних ступеней на основе либо Атлас или Титан I. ABMA отдавала предпочтение Titan, так как производство Atlas было чрезвычайно приоритетным, а лишних 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). А Кентавр будет использоваться в качестве третьей ступени, которая, как ожидалось, будет готова к эксплуатации в 1963 году, как раз тогда, когда две нижние ступени завершат свои испытания. Получившаяся трехступенчатая конструкция была намного выше и тоньше, чем конструкция Saturn, которая в итоге была построена.

Агентство перспективных исследовательских проектов (ARPA) была образована в феврале 1958 года как часть Министерства обороны и отвечала 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 на восемь. H-1 двигателей, небольшая модернизация двигателя S-3D, используемого на Тор и ракеты Юпитер. По их оценкам, замена двигателей позволит сэкономить около 60 миллионов долларов и до двух лет на исследования и разработки.

Фон Браун ранее называл ракеты Редстоун и Юпитер, используемые в качестве космических пусковых установок, как Юнона I и Юнона II, соответственно, и представили предложения по многоступенчатым версиям как Juno III и IV. Он изменил название нового дизайна на Юнона V. Общая стоимость разработки в период с 1958 по 1963 год составила 850 миллионов долларов (5,6 миллиарда долларов в долларовом эквиваленте в 2007 году), включая 30 научно-исследовательских и опытно-конструкторских полетов, некоторые из которых осуществлялись с экипажем и без экипажа.

Работа начинается

Удовлетворенный результатом, приказ ARPA № 14-59 от 15 августа 1958 года приказал запустить программу:^{[нужна цитата ]}

Начать программу разработки по созданию большого космического корабля-носителя весом примерно 1 500 000 фунтов. тяга основана на группе 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 говорится: «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 были бы «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 исследований и разработок «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 командировок ВВС; и материально-техническое обеспечение сухопутных войск для армии на расстояниях до 6400 км. Фон Браун также предложил использовать Juno V в качестве основы для лунной миссии с экипажем в рамках Проект Горизонт. Juno мог поднять до 20000 фунтов (9000 кг) в низкая околоземная орбита, 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 был 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 ​​аэронавтике». Смена названия стала официальной в феврале 1959 года.

Передача в НАСА

Создание НАСА 29 июля 1958 года привело к попытке собрать существующие программы тяжелых ракет-носителей и выбрать единый набор проектов для будущей работы. В то время как Воздушные силы и Армия Соединенных Штатов были команды, разрабатывающие такие машины, Сатурн армии и ВВС Космическая стартовая система (SLS).^[6] SLS использовала набор общих модульных компонентов с твердотопливными ускорителями и водородно-кислородными верхними ступенями, чтобы обеспечить широкий спектр конфигураций запуска и веса полезной нагрузки. Обе группы также разработали планы создания лунных баз с экипажем, ABMA's Horizon с его Свидание на орбите Земли способ постройки большой лунной ракеты на околоземной орбите и ВВС Люнекс Проект который планировал запустить один огромный посадочный модуль с использованием самой большой из конфигураций SLS. Как будто этого было недостаточно, инженеры НАСА начали разработку собственного Новая звезда дизайнерской серии, планируя использовать ее в прямое восхождение профиль похож на подход 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 отметив, что советская программа определенно впереди. Далее было описано пять «поколений» ракет, начиная с раннего Vanguard и заканчивая Juno, МБР как Атлас и Титан, сгруппированные конструкции, такие как Сатурн, и, наконец, последняя разработка, кластер, использующий F-1 с тягой в 6 миллионов фунтов силы (27 МН). 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. Сюда входили разгонные ступени Vega и Centaur, а также Juno V и их собственные ускорители Nova. Позже Vega была отменена, когда появилась информация о ранее секретном Agena была выпущена верхняя ступень (тогда известная как «Hustler»), и ее характеристики были примерно сопоставимы с конструкцией НАСА.

Почти отмена

Казалось, что работа над дизайном Сатурна идет гладко. В апреле 1959 года в ABMA начали поступать первые двигатели H-1, а в мае начались испытательные стрельбы. Строительство Комплекс 34 стартовые площадки начались в мыс Канаверал в июне.

Затем, совершенно неожиданно, 9 июня 1959 г. Герберт Йорк, Директор Министерства оборонных исследований и разработок, объявил, что решил прекратить программу «Сатурн». Позже он заявил, что его беспокоит то, что проект забирает деньги ARPA из более актуальных проектов, и что, как казалось, модернизация существующих межконтинентальных баллистических ракет обеспечит необходимую грузоподъемность в краткосрочной перспективе. Как командир ABMA Джон Б. Медарис положи это:

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 автомобиль в качестве ускорителя для Динасоар, 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. Тем не менее, заявление было сделано, что транспортное средство в конфигурации две ступени или три ступеней может быть пролетело быстрее, чем Сатурн, на котором мы уже прилагаем все усилия, в течение многих месяцев. 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 поставили под угрозу всю свою программу, и были очень открыты для идеи захватить команду.

Поскольку стороны продолжили переговоры на следующей неделе, 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 поступил запрос на изменение верхней ступени до гораздо более мощной конструкции с использованием четырех новых 20000 фунтов силы (89 кН). жидкий водород / жидкий кислород приводил в действие двигатели на 160-дюймовой (4,1 м) второй ступени большего диаметра, а на модернизированном Centaur на третьей ступени использовались два двигателя одинаковой конструкции. 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 усилителю внизу или к ступени другого размера наверху, очень мало влияют на проблемы с инструментами. Однако изменение диаметра вызывает серьезные проблемы с инструментами, затратами и временем.

Внезапно неожиданно пришла директива о приостановке работ на второй ступени и запрос на совершенно новую серию оценок затрат и времени, включая рассмотрение возможности увеличения диаметра второй ступени до 160 дюймов. Похоже, что доктор Йорк вышел на сцену и указал, что будущие требования Dynasoar несовместимы с 120-дюймовым диаметром. 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 рейсов. Как обычно, нам давали два или три числа, а не одно фиксированное количество, и просили оценить каждое из них.

Чтобы добраться до своего рода жилья, группа вышла из НАСА, ВВС, ARPA, ABMA и Управления исследований и разработок Министерства обороны, сформированных под руководством Комитет Сильверстайна в декабре. 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 внесения этих изменений проект ракеты-носителя НАСА 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 -энергетическое топливо для менее сложных применений на промежуточных ступенях ».

Комитет обозначил ряд различных возможных конфигураций запуска, сгруппированных в три широкие категории. Группа «А» представляла собой версии с низким уровнем риска, аналогичные проектам Сатурна, предложенным до встречи; 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-2s новой конструкцией с четырьмя двигателями, с использованием H-1 в качестве нижней ступени. Наконец, было 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 15 000 до 20 000 фунтов силы (от 67 до 89 кН) и сохранив наверху 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), сохраняя S-IV и S-V наверху. 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 соответствия любым требованиям полезной нагрузки.

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 размещена на новой 220-дюймовой (5,6 м) ступени для производства «нового». S-IV примерно такой же производительности, как у оригинальных четырех модернизированных двигателей. Большое количество маленьких двигателей менее эффективны и более проблематичны, чем меньшее количество больших двигателей, и это сделало его целью для ранней модернизации до одного. J-2. Результирующий этап, S-IVB, улучшил производительность настолько, что Сатурн смог запустить Аполлон CSM, оказавшись бесценным во время Аполлон проект.

В конце концов, Titan C так и не был доставлен, и вместо этого ВВС обратились к Titan II с «увеличенной тягой» с использованием группированных твердотопливных ракет. Эти новые конструкции, Titan 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 S-V сохранился в своем первоначальном виде, в то время как S-IV появится в модифицированном виде и Сатурн V будет иметь совершенно другой этап 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 дала успеха 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 совершила 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 вместе 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.

Использует в обслуживании

Основным грузом Saturn I был шаблон версия Командные и служебные модули Apollo и Запуск системы побега. Последняя тройка также провела Спутники-микрометероиды Pegasus во второй ступени - переходник КА.

Сатурн I когда-то рассматривался для запуска X-20 Dyna-Soar космоплан, а позже - для запуска Близнецы капсула о предполагаемой лунной миссии.^{[нужна цитата ]}

Много позже Сатурн I также считался баллистическая ракета малой дальности система в ТАБАС концепция. TABAS вооружил Сатурн 25 метрическими тоннами (55000 фунтов) обычные виды вооружения в механической системе носителя, которая гарантировала, что ракета поразит и разрушит взлетно-посадочную полосу противника, выведя ее из строя на три дня. Система считалась слишком опасной для развертывания; при запуске это будет похоже на ядерный удар и может потребовать ответного удара.

Описание

Характеристики

В S-V третий этап разрабатывался как Ракетная ступень Кентавр На «Сатурне I» он четыре раза бездействовал с баками, заполненными водой. Он никогда не выполнял активных миссий. В S-V станет высшей ступенью для Атлас-Кентавр и Титан III ракеты-носители и их производные.

S-I этап

Первая ступень Сатурна I лежит на боку между тестами на MSFC в 1965 г.

Первая ступень S-I питалась от восьми H-1 ракетные двигатели горящий РП-1 топливо с жидкий кислород (LOX) в качестве окислителя. Баки для пороха состояли из центрального Ракета юпитер резервуар, содержащий LOX, окруженный группой из восьми Ракета из красного камня резервуары: четыре окрашенные в белый цвет, содержащие LOX; и четыре выкрашенных в черный цвет, содержащих топливо РП-1. Четыре подвесных двигателя были установлены на подвесы, позволяя направлять их, чтобы направлять ракету. 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 футов (6,5 м)

Двигатель

• 8 H-1
  • Тяга: 1500000 фунт-сила (6700 кН)
  • Время горения: 150 с
  • Топливо: РП-1 / LOX

S-IV этап

Схема второй стадии S-IV Сатурна I.

Ступень S-IV оснащалась шестью двигателями LOX / LH2 -заправленный RL10 двигатели, установленные на карданных шарнирах. 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: LH₂ / 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 канистрах на верхней части первой ступени S-I, и включали стабилизированную платформу ST-90, произведенную Ford Instrument Company и использовавшуюся в ракете Redstone.^[7] 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 приборная единица (МЕ), прямо перед этапом S-IV. Первая версия IU была 154 дюйма (3,9 м) в диаметре и 58 дюймов (150 см) в высоту и была разработана и изготовлена Центр космических полетов Маршалла. Компоненты наведения, телеметрии, слежения и питания находились в четырех герметичных цилиндрических контейнерах, прикрепленных как спицы к центральной втулке.^[8] 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.^[9]

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 испытаний и оценки для использования в последующих полетах. Стабилизированная платформа ST-90 была активным ИДУ для СА-5 и первой ступени СА-6. В СТ-124 был пассажиром SA-5 и участвовал во втором этапе SA-6 и последующих полетах. У ИБ было оптическое окно, позволяющее выровнять инерциальную платформу перед запуском.

S-V этап

S-V этап на СА-4.

В S-V сцена предназначалась для питания двух РЛ-10А-1 горящие двигатели жидкий водород как топливо и жидкий кислород как окислитель. Баки с порохом использовали общую переборку для отделения пороха. Этап S-V совершил четыре полета.^[10] на миссиях SA-1 через SA-4; Во всех четырех миссиях танки S-V были заполнены водой, которая использовалась в качестве балласта во время запуска. Этап никогда не был запущен в активной конфигурации ни на одной ракете-носителе «Сатурн». Эта ступень также использовалась на Atlas-LV3C в качестве Centaur-C, современные модификации которой используются и сегодня, 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: LH₂ / LOX

Сатурн I запускает

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

О дальнейших запусках аппаратов серии Сатурн-1 см. Сатурн IB страница.

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 2020 год есть три места, где демонстрируются тестовые автомобили Saturn I (или их части):^[11]

Блок 1 тестовых автомобилей

СИДЕЛ Первый этап статических испытаний Сатурна I. Изготовлено на Центр космических полетов Маршалла, использовался в нескольких статических испытаниях MSFC с 1960 года, затем был отправлен и использован на Сборочный цех Michoud для проверки пригодности перед возвращением в Алабаму. Теперь на горизонтальном дисплее рядом со статической испытательной башней в Центре космических полетов им. Маршалла. Ранняя фотография стадии SA-T появляется выше в разделе «Стадия S-I» этой статьи. В 2019 году сообщалось, что этот этап был предоставлен НАСА для пожертвования какой-либо организации, с единственным условием, которое составляет примерно 250 000 долларов «сбор за доставку» на транспортные расходы.^[12]

ПЕЧАЛЬНЫЙ Автомобиль Saturn I Block 1 для динамических испытаний. Изготовлен в MSFC, использовался в нескольких динамических испытаниях MSFC в течение 1962 года. Теперь демонстрируется в вертикальном положении с макетом разгонного блока в ракетном саду возле штаб-квартиры MSFC, наряду с несколькими образцами традиционных автомобилей, таких как Ракета Фау-2 (A4), Redstone, Jupiter-C и Jupiter IRBM. См фото.

Блок 2 тестовая машина

SA-D5 Автомобиль для динамических испытаний блока 2 - состоит из ступени ускорителя S-I-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 на LC-37B в мыс 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 Автомобиль для динамических испытаний Saturn V и теперь выставлен в вертикальном положении на Космический и ракетный центр США (бывший Алабамский ракетно-космический центр), Хантсвилл, Алабама, где он стал очень знакомой местной достопримечательностью. См фото.

Смотрите также

• Сравнение семейств орбитальных пусковых установок
• Сравнение орбитальных систем запуска

использованная литература

Цитаты

Список используемой литературы

• Бильштейн, Роджер Э. (1996). Этапы полета к Сатурну: технологическая история ракет-носителей "Аполлон / Сатурн". Серия истории НАСА. Вашингтон: НАСА. ISBN  978-0-16-048909-9. Архивировано из оригинал 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: разгонный блок "Кентавр" 1958-2002 гг. (PDF). Серия истории НАСА. Вашингтон: НАСА. ISBN  978-0-16-073085-6. Архивировано из оригинал (PDF) 29 сентября 2006 г.
• Нойфельд, Майкл Дж. (2007). фон Браун: мечтатель о космосе, инженер войны. Нью-Йорк: Альфред А. Кнопф. ISBN  978-0-307-26292-9.
• Ракеты-носители "Сатурн" (PDF)