Saturn IB -Saturn IB

Saturn IB
Saturn IB launch configurations.jpg
Tři konfigurace startu rakety Apollo Saturn IB: žádná kosmická loď ( AS-203 ), velitelský a servisní modul (většina misí); a lunární modul ( Apollo 5 )
Má využití vývoj kosmických lodí Apollo ;
Vývoj fáze S-IVB na podporu Saturnu V ; Vystřelovač posádky
Skylab
Výrobce Chrysler ( S-IB )
Douglas ( S-IVB )
Země původu Spojené státy
Velikost
Výška 141,6 ft (43,2 m)
bez užitečného zatížení
Průměr 21,67 ft (6,61 m)
Hmotnost 1 300 220 lb (589 770 kg)
bez užitečného zatížení
Etapy 2
Kapacita
Užitečné zatížení na LEO (87,5 Nmi (162,1 km))
Hmotnost 46 000 lb (21 000 kg)
Historie spouštění
Postavení V důchodu
Spouštěcí stránky LC-37 a LC-34 , Cape Canaveral
LC-39B , Kennedyho vesmírné středisko
Celkový počet spuštění 9
úspěchy 9
Selhání 0
První let 26. února 1966
Poslední let 15. července 1975
Přepravovaní lidé nebo náklad Odšroubované Apollo CSM
Odšroubované Apollo LM
Posádkové Apollo CSM
První etapa – S-IB
Výška 80,17 stop (24,44 m)
Průměr 21,42 stop (6,53 m)
Prázdná hmota 92 500 liber (42 000 kg)
Hrubá hmotnost 973 000 liber (441 000 kg)
Hmota pohonné hmoty 880 500 liber (399 400 kg)
Poháněno 8 × Rocketdyne H-1
Maximální tah 1 600 000 lbf (7 100 kN)
Specifický impuls 272 sekund (2,67 km/s)
Doba hoření 150 sekund
Pohonná látka RP-1 / LOX
Druhý stupeň – S-IVB -200
Výška 58,42 stop (17,81 m)
Průměr 21,42 stop (6,53 m)
Prázdná hmota 23 400 liber (10 600 kg)
Hrubá hmotnost 251 900 liber (114 300 kg)
Hmota pohonné hmoty 228 500 liber (103 600 kg)
Poháněno Rocketdyne J-2
Maximální tah 200 000 lbf (890 kN)
Specifický impuls 420 sekund (4,1 km/s)
Doba hoření 480 sekund
Pohonná látka LH 2 / LOX

Saturn IB (vyslovováno „ Saturn 1 B“, také známý jako uprated Saturn I ) byla americká nosná raketa pověřená Národním úřadem pro letectví a vesmír (NASA) pro program Apollo . Vylepšila Saturn I nahrazením druhého stupně S-IV (síla 90 000 liber (400 000 N), celkový impuls 43 380 000 lb-s) za S-IVB (síla 200 000 liber (890 000 N), 96 000 lb, -s celkovým impulsem). První stupeň S-IB také zvýšil tah základní linie SI z 1 500 000 liber síly (6 700 000 N) na 1 600 000 liber síly (7 100 000 N) a zatížení pohonnou látkou o 3,1 %. To zvýšilo kapacitu užitečného zatížení Saturnu I na nízké oběžné dráze Země z 20 000 liber (9 100 kg) na 46 000 liber (21 000 kg), což je dostatečné množství pro počáteční letové testy polopalivového velitelského a servisního modulu Apollo (CSM) nebo plně poháněného lunárního modulu Apollo . (LM), než byl připraven větší Saturn V potřebný k lunárnímu letu.

Sdílením horního stupně S-IVB poskytly Saturn IB a Saturn V společné rozhraní pro kosmickou loď Apollo. Jediným hlavním rozdílem bylo, že S-IVB na Saturnu V spálil pouze část své pohonné hmoty, aby dosáhl oběžné dráhy Země, takže mohl být restartován pro translunární injekci . S-IVB na Saturnu IB potřeboval všechnu svou pohonnou hmotu, aby dosáhl oběžné dráhy Země.

Saturn IB zahájil dva suborbitální lety CSM bez posádky do výšky 162 km, jeden orbitální let bez posádky LM a první orbitální misi CSM s posádkou (nejprve plánovaná jako Apollo 1 , později létaná jako Apollo 7 ). Vypustila také jednu orbitální misi, AS-203 , bez užitečného zatížení, takže S-IVB by měl zbytkový kapalný vodík . Tato mise podpořila návrh restartovatelné verze S-IVB použité v Saturnu V tím, že sledovala chování kapalného vodíku ve stavu beztíže .

V roce 1973, rok po ukončení lunárního programu Apollo, dopravily tři Apollo CSM/Saturn IB posádky na vesmírnou stanici Skylab . V roce 1975 poslední Apollo/Saturn IB vypustilo část Apollo společného US - SSSR Apollo-Sojuz Test Project (ASTP). Záložní Apollo CSM/Saturn IB bylo sestaveno a připraveno na záchrannou misi Skylab, ale nikdy neletělo.

Zbývající Saturn IB v inventáři NASA byly po misi ASTP sešrotovány, protože pro ně nebylo možné najít žádné využití a všechny potřeby amerického vesmírného programu pro těžký transport by mohla obsloužit levnější a všestrannější rodina Titan III a také Space Shuttle .

Dějiny

V roce 1959 vydal Silversteinův výbor NASA doporučení k vývoji nosných raket třídy Saturn , které vyrostly z C-1 . Když byl v roce 1961 zahájen program Apollo s cílem přistát na Měsíci, NASA zvolila Saturn I pro testovací mise na oběžné dráze Země. Limit užitečného zatížení Saturn I 20 000 liber (9 100 kg) až 162 km by však umožnil testování pouze velitelského modulu s připojeným menším pohonným modulem, protože velitelský a servisní modul by měl suchou hmotnost nejméně 26 300 liber (11 900 kg). ), kromě obsluhy pohonu a řízení reakce paliva. V červenci 1962 NASA oznámila výběr C-5 pro lunární přistávací misi a rozhodla se vyvinout další nosnou raketu modernizací Saturn I, která nahradila jeho druhý stupeň S-IV za S-IVB , který by byl rovněž upraven pro použít jako třetí stupeň Saturnu V. První stupeň SI by byl také modernizován na S-IB zlepšením tahu jeho motorů a odstraněním určité hmotnosti. Nový Saturn IB se schopností užitečného zatížení alespoň 35 000 liber (16 000 kg) by nahradil Saturn I pro testování na oběžné dráze Země, což by umožnilo létat velitelskému a servisnímu modulu s částečnou palivovou zátěží. Umožnilo by to také vypuštění 32 000 liberního (15 000 kg) lunárního exkurzního modulu samostatně pro testování na oběžné dráze Země bez posádky a posádky, než by byl Saturn V připraven k letu. Umožnilo by to také raný vývoj třetí fáze.

12. května 1966 NASA oznámila, že vozidlo se bude nazývat „uprated Saturn I“, ve stejné době byl „lunární exkurzní modul“ přejmenován na lunární modul . Nicméně terminologie „upgradovaného Saturn I“ byla 2. prosince 1967 vrácena zpět na Saturn IB.

V době, kdy byl vyvinut, se kapacita užitečného zatížení Saturn IB zvýšila na 41 000 liber (19 000 kg). Do roku 1973, kdy byl použit k vypuštění tří misí Skylab , byl motor prvního stupně dále modernizován, čímž se zvýšila nosnost na 46 000 liber (21 000 kg).

Specifikace

Spouštěcí vozidlo

Parametr S-IB 1. etapa S-IVB-200 2. stupeň Přístrojová jednotka
Výška 80,17 ft (24,44 m) 58,42 ft (17,81 m) 3,00 stop (0,91 m)
Průměr 21,42 ft (6,53 m) 21,67 ft (6,61 m) 21,67 ft (6,61 m)
Konstrukční hmota 92 500 lb (42 000 kg) 23 400 lb (10 600 kg) 4 400 lb (2 000 kg)
Pohonná látka RP-1 / LOX LH 2 / LOX N/A
Hmota pohonné hmoty 880 500 lb (399 400 kg) 228 500 lb (103 600 kg) N/A
Motory Osm - H-1 Jedna - J-2 N/A
Tah 1 600 000 lbf (7 100 kN) hladina moře Vakuum 200 000 lbf (890 kN). N/A
Doba hoření 150 s 480 s N/A
Specifický impuls 272 s (2,67 km/s) hladina moře 420 s (4,1 km/s) vakuum N/A
Dodavatel Chrysler Douglas IBM

Konfigurace užitečného zatížení

Parametr Velitelský a servisní modul Apollo 5 AS-203
Spusťte hromadně únikový systém 9 200 lb (4 200 kg) N/A N/A
Hmotnost velitelského a servisního modulu Apollo 36 400 lb (16 500 kg) až
46 000 lb (21 000 kg)
N/A N/A
Hmotnost lunárního modulu Apollo N/A 31 650 lb (14 360 kg) N/A
Hmotnost adaptéru kosmické lodi-LM 4 050 lb (1 840 kg) 4 050 lb (1 840 kg) N/A
Výška kužele nosu N/A 8,3 stopy (2,5 m) 27,7 stop (8,4 m)
Výška užitečného zatížení 81,8 stop (24,9 m) 36,3 ft (11,1 m) N/A
Celková výška vesmírného vozidla 223,4 ft (68,1 m) 177,9 ft (54,2 m) 169,4 ft (51,6 m)

etapa S-IB

Schéma prvního stupně S-IB rakety Saturn IB

Jeviště S-IB postavila společnost Chrysler v Michoud Assembly Facility v New Orleans . Pohánělo ho osm raketových motorů Rocketdyne H-1 spalujících palivo RP-1 s kapalným kyslíkem (LOX). Osm nádrží Redstone (čtyři s palivem a čtyři s LOX) bylo seskupeno kolem nádrže LOX rakety Jupiter . Čtyři přívěsné motory byly namontovány na kardanových závěsech , což jim umožňovalo řídit raketu. Osm žeber obklopujících základní náporovou konstrukci zajišťovalo aerodynamickou stabilitu a kontrolu.

Údaje z:

Obecná charakteristika

  • Délka: 80,17 ft (24,44 m)
  • Průměr: 21,42 ft (6,53 m)
  • Rozpětí : 39,42 ft (12,02 m)

Motor

stupeň S-IVB-200

Schéma druhého stupně S-IVB Saturnu IB

S-IVB byl postaven společností Douglas Aircraft Company v Huntington Beach v Kalifornii . Model S-IVB-200 byl podobný třetímu stupni S-IVB-500 používanému na Saturnu V , s výjimkou mezistupňového adaptéru, menších pomocných řídicích modulů pohonu a nedostatku schopnosti restartu motoru na oběžné dráze. Poháněl jej jeden motor Rocketdyne J-2 . Nádrže na palivo a okysličovadlo sdílely společnou přepážku, což ušetřilo asi deset tun hmotnosti a zkrátilo délku vozidla přes deset stop.

Obecná charakteristika

  • Délka: 58,42 ft (17,81 m)
  • Průměr: 21,67 ft (6,61 m)

Motor

  • 1 J-2
    • Tah: 200 000 lbf (890 kN)
    • Doba hoření: ~ 420 s
    • Palivo: LH 2 / LOX

Přístrojová jednotka

Přístrojová jednotka, která ovládala Saturn IB a Saturn V

IBM postavila přístrojovou jednotku ve Space Systems Center v Huntsville, Alabama . Nachází se v horní části stupně S-IVB a sestával z digitálního počítače pro startovací vozidlo (LVDC), inerciální platformy, akcelerometrů, systému sledování, telemetrie a příkazů a souvisejících ovládacích prvků prostředí. Řídil celou raketu od doby těsně před startem až do vyčerpání baterie. Stejně jako ostatní raketové naváděcí systémy si udržoval svůj stavový vektor (odhady polohy a rychlosti) integrací měření akcelerometru, posílal povely k palbě a řízení hlavním motorům a pomocným tryskám a spouštěl příslušnou munici a raketové motory na tuhá paliva během akcí seřizování a oddělení užitečného zatížení. .

Stejně jako u jiných raket by mohl být pozemní rádiový příkaz vyvolán zcela nezávislým a redundantním bezpečnostním systémem dosahu k ukončení tahu a zničení vozidla, pokud by selhalo a ohrožovalo lidi nebo majetek na zemi. U Saturnu IB a V byl bezpečnostní systém doletu trvale deaktivován pozemním příkazem po bezpečném dosažení oběžné dráhy. Stalo se tak, aby se zajistilo, že stupeň S-IVB nedopatřením nepraskne a nevytvoří na oběžné dráze oblak trosek, který by mohl ohrozit posádku Apolla CSM.

Spusťte sekvenční události

Spouštěcí událost čas (s) nadmořská výška (km) Rychlost (m/s)
Referenční vydání -5,0 0,09 0
První pohyb 0,0 0,09 0
Mach jedna 58,9 7.4 183
Maximální dynamický tlak 73,6 12.4 328
Zmrazit naklonění 130,5 48,2 1587
Vypnutí vnitřního motoru 137,6 54,8 1845
Vypnutí přívěsného motoru 140,6 57,6 1903
Separace S-IB / S-IVB 142,0 59,0 1905
S-IVB zapalování 143,4 59,9 1900
Ullage Case Jettison 154,0 69,7 1914
Spusťte Escape Tower Jettison 165,6 79,5 1960
Spuštění režimu iterativního navádění 171,0 83,7 1984
Změna poměru směsi motoru 469,5 164,8 5064
Naváděcí C/O signál 581,9 158,4 7419
Vložení na oběžnou dráhu 591,9 158,5 7426

Zrychlení Saturnu IB se zvýšilo z 1,24G při startu na maximum 4,35G na konci hoření S-IB a opět se zvýšilo z 0G na 2,85G od oddělení stupně do konce hoření S-IVB.

AS-206, 207 a 208 vložily velitelský a servisní modul na eliptickou dráhu o rozměrech 150 x 222 kilometrů (81 x 120 námořních mil) , která byla v jedné rovině s dráhou Skylab . Motor SPS velitelského a servisního modulu byl použit v apogeu na oběžné dráze k dosažení Hohmannova přesunu na oběžnou dráhu Skylab ve výšce 431 kilometrů (233 námořních mil).

Vozidla a starty Saturn IB

Saturn IB namontovaný na platformě „mléčné stoličky“.

Prvních pět startů Saturn IB pro program Apollo bylo uskutečněno z LC-34 a LC-37 ze stanice Cape Kennedy Air Force Station .

Saturn IB byl používán v letech 1973 až 1975 pro tři lety Skylab s posádkou a jeden let zkušebního projektu Apollo-Sojuz . Tato finální série neměla střídající se černé a bílé nádrže stupně S-IB nebo svislé pruhy na zádi tanku S-IVB, které byly přítomny na dřívějších vozidlech. Protože LC-34 a 37 byly v té době neaktivní, tyto starty využívaly LC-39B Kennedyho vesmírného střediska . Mobilní odpalovací platforma č. 1 byla upravena přidáním vyvýšené plošiny známé jako „mléčná stolička“, aby se přizpůsobila výškovému rozdílu mezi Saturnem IB a mnohem větším Saturnem V. To umožnilo zarovnání přístupových ramen Launch Umbilical Tower tak, aby vyhovovala přístupu posádky, doplňování paliva a zemní elektrická spojení pro kosmickou loď Apollo a horní stupeň S-IVB. Přístupová ramena věže druhého stupně byla upravena pro obsluhu prvního stupně S-IB.

Různé konfigurace mise pro nosnou raketu Saturn IB
Všechny starty Saturn IB z AS-201 přes ASTP
Sériové
číslo
Mise Hmotnost kosmické lodi
(kg)

Datum spuštění
(UTC)
Poznámky
SA-201 AS-201 20 820 26. února 1966
16:12:01
Odšroubovaný suborbitální test bloku I CSM
(příkazový a servisní modul)
SA-203 AS-203 Žádný 5. července 1966
14:53:17
Odšroubovaný test chování nespáleného LH 2 na oběžné dráze
pro podporu návrhu restartu S-IVB-500
SA-202 AS-202 25 810 25. srpna 1966
17:15:32
Odšroubovaný suborbitální test bloku I CSM
SA-204 Apollo 1 20 412 Měl být první orbitální test s posádkou Block I CSM.
Požár kabiny 27. ledna 1967 zabil astronauty a poškodil CM během generální zkoušky na plánovaný start 21. února 1967
Apollo 5 14 360 22. ledna 1968
22:48:08
Odšroubovaný orbitální test lunárního modulu, použitá nosná raketa Apollo 1
SA-205 Apollo 7 16 520 11. října 1968
15:02:45
Osádkový orbitální test Block II CSM
SA-206 Skylab 2 19,979 25. května 1973
13:00:00
Block II CSM převezl první posádku do orbitální dílny Skylab
SA-207 Skylab 3 20 121 28. července 1973
11:10:50
Block II CSM převezl druhou posádku na orbitální dílnu Skylab
SA-208 AS-208 Záchranný záložní Skylab 3 CSM-119; nepotřebný
Skylab 4 20,847 16. listopadu 1973
14:01:23
Block II CSM převezl třetí posádku do orbitální dílny Skylab
SA-209 AS-209 Pohotovostní Skylab 4 a později záchranný Apollo-Sojuz CSM-119.
Není potřeba, aktuálně je vystaven v raketové zahradě KSC
Skylab 5 Plánovaná mise CSM, která má zvednout oběžnou dráhu dílny Skylab,
aby vydržela, dokud nebude raketoplán připraven k letu; zrušeno.
SA-210 ASTP 16,780 15. července 1975
19:50:01
Apollo CSM se speciálním modulem dokovacího adaptéru,
setkání se Sojuzem 19. Poslední let Saturn IB.
SA-211 Nepoužitý. První etapa v Alabama Welcome Center na I-65 v Ardmore, Alabama.
Jeviště S-IVB spočívá s hardwarem podvodního tréninkového simulátoru Skylab a je vystaveno venku v US Space and Rocket Center v Huntsville, Alabama.
SA-212 Nepoužitý. První stupeň sešrotován.
Stupeň S-IVB přeměněn na vesmírnou stanici Skylab .
SA-213 Postavena pouze první etapa. Nepoužité a sešrotované.
SA-214 Postavena pouze první etapa. Nepoužité a sešrotované.

Pro dřívější starty vozidel řady Saturn I viz seznam v článku Saturn I.

Vystaveny rakety Saturn IB

SA-209 na výstavě v KSC

Od roku 2019 existují tři místa, kde jsou vystavena vozidla Saturn IB (nebo jejich části):

Náklady

Apollo 7 míří na oběžnou dráhu se svou tříčlennou posádkou, 1968

V roce 1972 byly náklady na Saturn IB včetně startu 55 000 000 USD (což odpovídá 340 000 000 USD v roce 2020).

Viz také

Reference

externí odkazy