Saturn V
Z Wikipedii
| Saturn V | |
 Pierwsza rakieta Saturn V AS-501, przed misją Apollo 4. |
|
| Producent | USA |
| Rodzina rakiet | Saturn |
| Przeprowadzone starty | 13 |
| Nieudane starty | 0 |
| Udane starty | 100 % |
| Data pierwszego startu | 9 listopada 1967 |
| Data ostatniego startu | 14 maja 1973 |
| Zdolność wynoszenia | 118 000 kg na LEO |
| Wymiary | |
| Długość | 110,6 m |
| Średnica | 10,1 m |
| Masa całkowita | 3 038 500 kg |
| Człony | |
| Człon 1. | S-IC |
| Człon 2. | S-II |
| Człon 3. | S-IVB |
Saturn V – wielostopniowa rakieta kosmiczna jednokrotnego użytku na paliwo ciekłe, wykorzystywana przez NASA w programach załogowych lotów kosmicznych Apollo i Skylab. Była to największa z rakiet należących do rodziny Saturn. Została zaprojektowana przez zespół pod kierownictwem Wernhera von Brauna i Artura Rudolpha w instytucie Marshall Space Flight Center przy udziale firm Boeing, North American Aviation, Douglas Aircraft Company, oraz IBM.
Głównym powodem budowy rakiety Saturn V był program Apollo, którego cel stanowił załogowy lot na Księżyc (zrealizowany misją Apollo 11). Rakiety typu Saturn V wykorzystywano w latach 1967-1973 podczas 13 misji załogowych. Godny zauważenia jest fakt wysokiej bezawaryjności tej konstrukcji, bowiem podczas eksploatacji doszło jedynie do dwóch niewielkich awarii rakiety (podczas misji Apollo 6 i Apollo 13 nastąpiła awaria jednego z silników, jednak komputer pokładowy zdołał wyrównać spadek mocy).
Spis treści |
[edytuj] Tło powstania
Na początku lat 60. XX wieku ZSRR prowadził w wyścigu kosmicznym. W 1957 Sowieci umieścili na orbicie pierwszego satelitę Sputnika 1, a 12 kwietnia 1961 Jurij Gagarin został pierwszym człowiekiem w kosmosie.
25 maja 1961 prezydent Stanów Zjednoczonych Kennedy ogłosił, że Ameryka wyśle do końca dziesięciolecia ludzi na Księżyc. W tym czasie jedynym załogowym lotem kosmicznym USA był 15 minutowy suborbitalny Freedom 7 z Alanem Shepardem na pokładzie. Na świecie wówczas nie było rakiety zdolnej wynieść załogową kapsułe w kierunku Księżyca. Projektowano rakietę Saturn I lecz było ona za słaba by móc wynieść ludzi na na srebrny glob.
We wczesnych planach NASA rozważała trzy możliwości lotu.
- Lot bezpośredni w którym cały statek kosmiczny lądowałby na Księżycu i z niego wracał.
- Spotkanie na orbicie okołoziemskiej wymagający lotu dwóch rakiet: jednej z kapsuła i drugiej z paliwem. Tu także cały pojazd kosmiczny lądował na Księżycu.
- Spotkanie na orbicie okołoksiężycowej, projekt który został przyjęty gdzie statek kosmiczny składał się z modułu serwisowego i dowodzenia – Apollo Command/Service Module (CSM) i modułu lądownika – Lunar Module (LM). CSM miał przetransportować trzyosobową załogę w kierunku Księżyca oraz umożliwić bezpieczne wejście w atmosferę ziemską w czasie powrotu. LM miał odłączyć się od modułu CSM na orbicie Księżyca i bezpiecznie wylądować.
[edytuj] Saturn C-1 do C-4
Pomiędzy 1960 a 1962 rokiem Marshall Space Flight Center projektowało rakiety służące do różnych misji.
- Saturn C-1 który został nazwany Saturn I
- Saturn C-2 z którego wyłonił się Saturn C-3.
- Saturn C-3 – Chciano go wykorzystać w koncepcji Lotu bezpośredniego lecz wymagałoby to pięciu startów do wykonanie jednej misji. Posiadałby on 2 silniki F-1 w pierwszym stopniu, 4 silniki J-2 w drugim stopniu oraz człon S-IVB z sześcioma silnikami RL-10 jako trzeci stopień.
- Saturn C-4 który również miał być wykorzystany w Locie bezpośrednim, wówczas wymagałoby to dwóch startów tej rakiety podczas jednej misji. Miałaby one mieć 1 silnik F-1 w pierwszym stopniu, 4 silniki J-2 w drugim stopniu i człon S-IVB z jednym silnikiem J-2 jako trzeci stopień.
[edytuj] Saturn C-5
10 stycznia 1962 roku Marshall Space Flight Center ogłosiła plan zbudowania rakiety C-5. Plany zakładały pierwszy stopień z pięcioma silnikami F-1, drugi stopień z pięcioma silnikami J-2 a także S-IVB jako trzeci stopień rakiety. Pierwsze cztery starty miały być bezzałogowymi lotami testowymi a pierwszy lot załogowy miał się odbyć nie później niż w roku 1969.
W 1963 r. rakietę C-5 przemianowano na Saturn V.
Pierwszy bezzałogowy start miał miejsce 9 listopada 1967 (misja Apollo 4).
Pierwszy załogowy start odbył się 21 grudnia 1968 (misja Apollo 8).
[edytuj] Konstrukcja rakiety
Saturn V jest jednym z najbardziej zaawansowanych technicznie tworów człowieka w historii. Była to rakieta wysoka na 110 metrów, miała 10 metrów średnicy i była w stanie wynieść 118 ton ładunku na LEO. Użyto w niej silników F-1 oraz J-2. Podczas testów huk silników był słyszalny w promieniu 80 km.
[edytuj] Człony rakiety
Rakieta składała się z trzech stopni. Wszystkie napędzane były paliwem ciekłym. Separację członów podczas startu wspomagały niewielkie ładunki separujące.
[edytuj] S-IC – pierwszy stopień
Stopień ten został skonstruowany w firmie Boeing Company w Nowym Orleanie gdzie obecnie są budowane zbiorniki ET dla wahadłowców. Był wysoki na 42 metry a jego średnica wynosiła 10 metrów. Ciąg jaki wytwarzało 5 silników F-1 wynosił 34,02 MN. Stopień ten był wykorzystywany podczas pierwszych 61 kilometrów wznoszenia.
[edytuj] S-II – drugi stopień
Stopień ten skonstruowała firma North American Aviation w Seal Beach w Kalifornii. Miał 5 silników J-2 które wytwarzały ciąg 5 MN. 97% procent masy stanowiło paliwo.
[edytuj] S-IVB – trzeci stopień
Stopień został skonstruowany przez firmę Douglas Aircraft Company w Huntington Beach w Kalifornii. Posiadał jeden silnik J-2. Człon ten wykorzystywano podczas końcowych chwil wchodzenia na orbitę a potem do TLI. Jest to jedyny stopień na tyle mały że mógł być transportowany przez samolot. Stopień ten był również wykorzystywany jako drugi stopień w rakiecie Saturn IB
[edytuj] Instrument Unit
Był to okrąg zamieszczony nad trzecim stopniem skonstruowany przez IBM. Zawierał komputer kontrolujący rakietę podczas startu aż do separacji S-IVB. Zapisywał telemetrię oraz korygował kurs rakiety.
 |
Saturn V |
| Szczegóły budowy rakiety Saturn V | |
| Problem ze ściągnięciem pliku? Zobacz pomoc wideo. |
[edytuj] Porównanie
Radziecką odpowiedzią na Saturna V była rakieta N1. Saturn V był wyższy, cięższy i wytwarzał większy ciąg podczas startu ale pierwszy stopień N1 miał większą średnicę. Rakieta N1 wykonała cztery testowe loty przed zakończeniem programu lecz wszystkie skończyły się niepowodzeniem. Pierwszy stopień Saturna V posiadał 5 silników F-1 o ogromnej mocy, natomiast N1 wyposażona była w 30 małych silników. Podczas dwóch startów, Apollo 6 i Apollo 13 doszło do spadku mocy jednego z silników lecz komputer zdołał wyrównać ciąg. N1 była projektowana w pośpiechu i nigdy nie przetestowano silników jednocześnie co powodowało katastrofy podczas startów. Gdyby przetestowano pierwszy stopień N1 osobno można by uniknąć tych niedociągnięć.
Trzystopniowy Saturn V wytwarzał ciąg 34.02 MN i miał udźwig 118 ton na niską orbitę ziemską. W misji Apollo 15 podczas startu rakieta wytworzyła ciąg 34.8 MN. Gdy startowała rakieta w wersji Saturn INT-21 wynosząca stację Skylab na orbitę osiągnęła ona ciąg 35.1 MN.
Radziecka rakieta Energia w wersji "Wulkan" mogła wynieść na LEO 175 ton i wytworzyć ciąg 46 MN, lecz nigdy nie wykonała startu w tej konfiguracji.
Wahadłowiec kosmiczny wytwarza podczas startu ciąg 30.1 MN ale ma udźwig na LEO 28 800 kg co stanowi 25% udźwigu Saturna V. Gdy uzna się cały orbiter za ładunek udźwig wynosi 112 ton.
Europejska rakieta Ariane 5 w wersji Ariane 5 ECA może wynieść 10 000 kg na orbitę geostacjonarną (GTO). Amerykańska Delta IV Heavy wyniosła 21 grudnia 2004 na GTO ładunek o masie 13 100 kg. Rakieta Atlas V wykorzystująca silnik RD-180 oparty na rosyjskiej technologii może wynieść 25 000 kg na LEO bądź 13 605 kg na GTO.
[edytuj] Zobacz też
[edytuj] Linki zewnętrzne
- Informacje o programie Apollo i rakietach Saturn (język angielski).
- Historia rakiety Saturn (język angielski).
