Сатурн IB - Saturn IB

Сатурн IB

Три стартовых конфигурации ракеты Apollo Saturn IB: без КА (AS-203 ), командно-служебный модуль (большинство миссий); и Лунный модуль (Аполлон 5 )
Функция	Космический корабль Аполлон разработка; S-IVB этап развития в поддержку Сатурн V; Скайлаб пусковая установка экипажа
Производитель	Крайслер (S-IB ) Дуглас (S-IVB )
Страна происхождения	Соединенные Штаты
Размер
Высота	141,6 футов (43,2 м) без полезной нагрузки[1]
Диаметр	21,67 футов (6,61 м)[1]
Масса	1,300,220 фунтов (589,770 кг) без полезной нагрузки[2]
Этапы	2
Емкость
Полезная нагрузка для ЛЕО (87,5 миль (162,1 км))
Масса	46000 фунтов (21000 кг)[3]
История запуска
Положение дел	На пенсии
Запустить сайты	LC-37 и LC-34, мыс Канаверал LC-39B, Космический центр Кеннеди
Всего запусков	9
Успех (а)	9
Отказ (ы)	0
Первый полет	26 февраля 1966 г.
Последний полет	15 июля 1975 г.
Заметная полезная нагрузка	Без шурупа Apollo CSM Без шурупа Аполлон LM Экипаж Apollo CSM
Начальная ступень - S-IB
Длина	80,17 футов (24,44 м)
Диаметр	21,42 футов (6,53 м)
Пустая масса	92,500 фунтов (42,000 кг)
Масса брутто	973000 фунтов (441000 кг)
Масса пороха	880500 фунтов (399400 кг)
Двигатели	8 × Рокетдайн Н-1
Толкать	1600000 фунтов (7100 кН)
Удельный импульс	272 секунды (2,67 км / с)
Время горения	150 секунд
Топливо	РП-1 / LOX
Вторая стадия - S-IVB -200
Длина	58,42 футов (17,81 м)
Диаметр	21,42 футов (6,53 м)
Пустая масса	23400 фунтов (10600 кг)
Масса брутто	251900 фунтов (114,300 кг)
Масса пороха	228,500 фунтов (103,600 кг)
Двигатели	Рокетдайн J-2
Толкать	200000 фунтов-силы (890 кН)
Удельный импульс	420 секунд (4,1 км / с)
Время горения	480 секунд
Топливо	LH2 / LOX

В Сатурн IB (произносится как «Сатурн одна пчела», также известная как завышенный Сатурн I) была американская ракета-носитель, заказанная Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) для Программа Аполлон. Он заменил S-IV второй этап Сатурн I с гораздо более мощным S-IVB, способный запускать частично заправленный Командно-сервисный модуль Apollo (CSM) или полностью заправленный Лунный модуль Аполлона (LM) в низкая околоземная орбита для досрочных летных испытаний перед более крупными Сатурн V необходимый для полета на Луну был готов.

Совместно используя верхнюю ступень S-IVB, Saturn IB и Saturn V обеспечили общий интерфейс для космического корабля Apollo. Единственное существенное различие заключалось в том, что S-IVB на Сатурне V сжигал только часть своего топлива для выхода на околоземную орбиту, поэтому его можно было перезапустить на транслунная инъекция. S-IVB на Saturn IB требовалось все топливо для выхода на околоземную орбиту.

Saturn IB совершил два суборбитальных полета CSM без экипажа на высоту 162 км, один орбитальный полет без экипажа LM и первый орбитальный полет CSM с экипажем (впервые запланированный как Аполлон 1, позже летал как Аполлон 7 ). Он также запустил одну орбитальную миссию, AS-203, без полезной нагрузки, поэтому у S-IVB будет остаточная жидкий водород топливо. Эта миссия поддержала дизайн перезапускаемой версии S-IVB, используемой в Saturn V, путем наблюдения за поведением жидкого водорода в невесомость.

В 1973 году, через год после завершения лунной программы Apollo, три корабля Apollo CSM / Saturn переправили экипажи на корабль. Скайлаб космическая станция. В 1975 году последний космический корабль «Аполлон / Сатурн» запустил часть космического корабля «Аполлон».СССР Испытательный проект "Аполлон-Союз" (ASTP). Резервный Apollo CSM / Saturn IB был собран и подготовлен к спасательной миссии Skylab, но так и не полетел.

Остальные спутники Сатурна в инвентаре НАСА были списаны после миссии ASTP, так как они не находили применения, а все потребности космической программы США в тяжелой грузоподъемности могли быть удовлетворены более дешевыми и универсальными. Семья Титан III а также Космический шатл.

История

В 1959 г. Комитет Сильверстайна выпустили рекомендации по развитию Сатурн класс ракеты-носители, растущие из C-1. Когда Программа Аполлон был начат в 1961 году с целью высадки людей на Луну, НАСА выбрало Сатурн I для орбитальных испытательных миссий. Однако предел полезной нагрузки Saturn I в 20 000 фунтов (9 100 кг) на расстояние 162 км позволит испытать только командный модуль с прикрепленным двигательным модулем меньшего размера, так как командно-служебный модуль будет иметь сухой вес не менее 26 300 фунтов (11 900 кг) в дополнение к рабочему топливу для силовой установки и реактивного управления. В июле 1962 года НАСА объявило о выборе С-5 для миссии посадки на Луну, и решил разработать другую ракету-носитель, модернизировав Сатурн I, заменив его S-IV второй этап с S-IVB, который также будет модифицирован для использования в качестве третьей ступени Сатурна V. В S-I Первая ступень также будет модернизирована до S-IB за счет увеличения тяги двигателей и уменьшения веса. Новый Saturn IB с грузоподъемностью не менее 35 000 фунтов (16 000 кг),^[4] заменит «Сатурн I» для испытаний на околоземной орбите, позволяя управлять командно-служебным модулем с частичной загрузкой топлива. Это также позволило бы запустить 32000-фунтовый (15000 кг) лунный экскурсионный модуль отдельно для испытаний на околоземной орбите без экипажа и с экипажем до того, как Сатурн V был готов к полету. Это также дало бы раннее развитие третьей стадии.^[2]

12 мая 1966 года НАСА объявило, что аппарат будет называться «Модернизированный Сатурн I», в то же время «лунный экскурсионный модуль» был переименован в лунный модуль. Однако 2 декабря 1967 года терминология «переоцененного Сатурна I» была возвращена к Сатурну IB.^[2]

К моменту его разработки полезная нагрузка Saturn IB увеличилась до 41 000 фунтов (19 000 кг).^[2] К 1973 году, когда он был использован для запуска трех Скайлаб миссиях, двигатель первой ступени был дополнительно модернизирован, увеличив грузоподъемность до 46 000 фунтов (21 000 кг).

Характеристики

Ракета-носитель

Конфигурации полезной нагрузки

S-IB этап

Схема первой ступени S-IB ракеты Saturn IB

Сцена S-IB построена Крайслер корпорация на Сборочный цех Мишу, Жители Нового Орлеана.^[5] Его приводили в действие восемь Рокетдайн Н-1 горят ракетные двигатели РП-1 топливо с жидкий кислород (LOX). 8 Редстоун баки (четыре с топливом и четыре с LOX) были сгруппированы вокруг Ракета юпитер Бак LOX. Четыре подвесных двигателя были установлены на подвесы, позволяя им управлять ракетой. Восемь ребер, окружающих основную упорную конструкцию, обеспечивали аэродинамическую устойчивость и управляемость.

Данные из: ^[6]

Общие характеристики

• Длина: 80,17 футов (24,44 м)
• Диаметр: 21,42 футов (6,53 м)
• Размах крыльев: 39,42 футов (12,02 м)

Двигатель

• 8 Рокетдайн Н-1
  • Толкать: 1600000 фунтов (7100 кН)
  • Время горения: 150 с
  • Топливо: РП-1 /LOX

Ступень С-ИВБ-200

Схема второй ступени S-IVB Saturn IB

S-IVB был построен Компания Douglas Aircraft в Хантингтон-Бич, Калифорния. Модель S-IVB-200 была аналогична третьей ступени S-IVB-500, использовавшейся на Сатурн V, за исключением межкаскадного адаптера, меньших модулей управления вспомогательной силовой установкой и отсутствия возможности перезапуска двигателя на орбите. Он питался от одного Рокетдайн J-2 двигатель. Баки для топлива и окислителя были разделены общей переборкой, что позволило сэкономить около десяти тонн веса и уменьшить длину автомобиля более чем на десять футов.

Общие характеристики

• Длина: 58,42 футов (17,81 м)
• Диаметр: 21,67 футов (6,61 м)

Двигатель

• 1 J-2
  • Толкать: 200000 фунтов-силы (890 кН)
  • Время горения: ~ 420 с
  • Топливо: LH₂ /LOX

Приборный блок

Приборный блок, который управлял Saturn IB и Saturn V

IBM построил приборный блок в Центре космических систем в Хантсвилл, Алабама. Расположенный наверху ступени S-IVB, он состоял из цифрового компьютера ракеты-носителя (LVDC), инерциальной платформы, акселерометров, системы слежения, телеметрии и управления, а также соответствующих средств контроля окружающей среды. Он управлял всей ракетой непосредственно перед взлетом и до полного разряда батареи. Как и другие системы наведения ракет, он сохранил вектор состояния (оценки положения и скорости) путем интеграции измерений акселерометра, отправки команд запуска и рулевого управления главным двигателям и вспомогательным подруливающим устройствам, а также запуск соответствующих артиллерийских и твердотопливных двигателей во время этапов подготовки и разделения полезной нагрузки.

Как и в случае с другими ракетами, полностью независимый и резервный безопасность диапазона Система может быть вызвана наземной радиокомандой для прекращения тяги и уничтожения транспортного средства в случае неисправности и угрозы людям или имуществу на земле. В Saturn IB и V система безопасности дальности полета была окончательно отключена командой с земли после безопасного выхода на орбиту. Это было сделано, чтобы гарантировать, что ступень S-IVB не разорвется по неосторожности и не создаст на орбите облако обломков, которое может поставить под угрозу экипаж корабля Apollo CSM.

События последовательности запуска

Ускорение Saturn IB увеличилось с 1,24 G на старте до максимума 4,35 G в конце горения ступени S-IB и снова увеличилось с 0 до 2,85 G от разделения ступеней до конца горения S-IVB.^[7]

AS-206, 207 и 208 вставили Командно-служебный модуль через 150 на 222 километра (81 на 120 морскую милю) эллиптическая орбита который был копланарным с Скайлаб один. Двигатель SPS командно-служебного модуля использовался на апогее орбиты для достижения Трансфер Хоманна к Скайлаб орбита на 431 км (233 морских миль).^[7]

Транспортные средства Saturn IB и запуски

Saturn IB на платформе "молочный табурет"

Первые пять запусков космического корабля Saturn по программе Apollo были произведены из LC-34 и LC-37, База ВВС на мысе Кеннеди.

Saturn IB использовался в период с 1973 по 1975 год для трех человек с экипажем. Скайлаб полеты, и один Испытательный проект "Аполлон-Союз" полет. В этом заключительном производственном цикле не было чередующихся черных и белых ступеней танков S-IB или вертикальных полос на кормовой юбке танка S-IVB, которые присутствовали на более ранних машинах. Поскольку к тому времени LC-34 и 37 бездействовали, на этих пусках использовались Космический центр Кеннеди LC-39B.^[8] Платформа мобильной пусковой установки № 1 был изменен, добавив возвышенную платформу, известную как «молочный табурет», чтобы учесть разницу в высоте между Saturn IB и гораздо более крупным Saturn V.^[8] Это позволило выровнять рычаги доступа к пусковой вышке для обеспечения доступа экипажа, заправки топливом и заземления электрических соединений для космического корабля Apollo и верхней ступени S-IVB. Рычаги доступа ко второй ступени башни были модифицированы для обслуживания первой ступени S-IB.^[8]

Все запуски Saturn IB с AS-201 через ASTP

Для более ранних запусков аппаратов серии Saturn I см. Список в Сатурн I статья.

Ракеты Saturn IB на выставке

SA-209 на выставке в KSC

По состоянию на 2019 год есть три места, где демонстрируются автомобили Saturn IB (или их части):

• SA-209 выставлен на Комплекс посетителей Космического центра Кеннеди, с машиной для проверки объектов Apollo. В 1993–1994 гг. Из-за сильной коррозии двигатели первой ступени и служебный модуль были заменены на изготовленные дубликаты.
• Первая ступень СА-211 демонстрируется с макетом S-IVB сцена, сложенная в готовом к запуску состоянии в приветственном центре Алабамы на Межгосударственный 65 в Ардмор, Алабама. 34 ° 57′16 ″ с.ш. 86 ° 53′31 ″ з.д. / 34,954548 ° с.ш.86,89193 ° з.д. / 34.954548; -86.89193^[9][10]
• Этап SA-211 S-IVB был соединен с подводным учебным стыковочным адаптером Skylab и телескопической опорой Apollo и выставлен в Rocket Garden Космический и ракетный центр США в Хантсвилле, Алабама.

Расходы

Аполлон-7 выходит на орбиту с экипажем из трех человек, 1968 г.

В 1972 году стоимость Saturn IB, включая запуск, составляла 55 000 000 долларов США (эквивалент 336000000 долларов США в 2019 году).^[11]

Смотрите также

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

Рекомендации

внешняя ссылка

• http://www.apollosaturn.com/
• http://www.spaceline.org/rocketsum/saturn-Ib.html
• Центр космических полетов НАСА им. Маршалла, "Руководство по полетам на Skylab Saturn IB" (PDF). (19,8 МБ), 30 сентября 1972 г.
• «Ракеты-носители Сатурн» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) на 2005-04-16. (61,2 МБ)