Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Сатурн IB
Конфигурация запуска Saturn IB. Jpg
Три стартовых конфигурации ракеты Apollo Saturn IB: без космического корабля ( AS-203 ), командно-служебный модуль (большинство миссий); и лунный модуль ( Аполлон 5 )
ФункцияРазработка космических аппаратов "Аполлон" ; Разработка этапа
S-IVB в поддержку Saturn V ; Пусковая установка экипажа
Skylab
ПроизводительChrysler ( S-IB )
Дуглас ( S-IVB )
Страна происхожденияСоединенные Штаты
Размер
Высота141,6 футов (43,2 м)
без полезной нагрузки [1]
Диаметр21,67 футов (6,61 м) [1]
Масса1 300 220 фунтов (589 770 кг)
без полезной нагрузки [2]
Этапы2
Вместимость
Полезная нагрузка на НОО (87,5 морских миль (162,1 км))
Масса46 000 фунтов (21 000 кг) [3]
История запуска
СтатусНа пенсии
Сайты запускаLC-37 и LC-34 , мыс Канаверал
LC-39B , Космический центр Кеннеди
Всего запусков9
Успех (а)9
Отказ (ы)0
Первый полет26 февраля 1966 г.
Последний полет15 июля 1975 г.
Заметная полезная нагрузкаБез экипажа Apollo CSM
Без экипажа Apollo LM
Crewed Apollo CSM
Первый этап - S-IB
Длина80,17 футов (24,44 м)
Диаметр21,42 футов (6,53 м)
Пустая масса92,500 фунтов (42,000 кг)
Масса брутто973000 фунтов (441000 кг)
Масса пороха880500 фунтов (399400 кг)
Двигатели8 × Rocketdyne H-1
Толкать1600000 фунтов (7100 кН)
Удельный импульс272 секунды (2,67 км / с)
Время горения150 секунд
ТопливоRP-1 / LOX
Вторая ступень - С-ИВБ- 200
Длина58,42 футов (17,81 м)
Диаметр21,42 футов (6,53 м)
Пустая масса23400 фунтов (10600 кг)
Масса брутто251900 фунтов (114,300 кг)
Масса пороха228,500 фунтов (103,600 кг)
ДвигателиРокетдайн J-2
Толкать200000 фунтов-силы (890 кН)
Удельный импульс420 секунд (4,1 км / с)
Время горения480 секунд
ТопливоLH 2 / LOX

Сатурн IB (произносится как «Сатурн одна пчела», также известный как завышенный Сатурн I ) был американский ракетоноситель по заказу Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) для программы Apollo . Он повысил эффективность Saturn I , заменив вторую ступень S-IV (90000 фунтов силы (400000 Н), общий импульс 43380000 фунт-сек) на S-IVB (200000 фунтов силы (890 000 Н), 96000000 фунтов -сек общий импульс). S-IB первой стадии также увеличили SIбазовая тяга от 1 500 000 фунт-сила (6 700 000 Н) до 1 600 000 фунт-сила (7 100 000 Н) и пороховая нагрузка на 3,1%. Это увеличило полезную нагрузку Сатурна I на низкой околоземной орбите с 20 000 фунтов (9 100 кг) до 46 000 фунтов (21 000 кг), что было достаточно для ранних летных испытаний командно-сервисного модуля (CSM) Apollo с половинным топливом или полностью заправленного топливом лунного модуля Apollo. (LM) до того, как был готов более крупный Сатурн V, необходимый для полета на Луну.

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 для транслунной инъекции . S-IVB на Saturn IB требовалось все топливо для выхода на околоземную орбиту.

Saturn IB совершил два суборбитальных полета без экипажа CSM на высоту 162 км, один орбитальный полет без экипажа LM и первую орбитальную миссию с экипажем CSM (сначала планировалось как Apollo 1 , а затем - Apollo 7 ). Он также запустил одну орбитальную миссию, AS-203 , без полезной нагрузки, поэтому S-IVB будет иметь остаточное жидкое водородное топливо. Эта миссия поддержала дизайн перезапускаемой версии S-IVB, используемой в Saturn V, путем наблюдения за поведением жидкого водорода в невесомости .

В 1973 году, через год после завершения лунной программы Apollo, три космических корабля Apollo CSM / Saturn переправили экипажи на космическую станцию Skylab . В 1975 году один последний Apollo / Saturn IB запустили часть Apollo совместного американско СССР проекта Аполлон-Союз (УКАБ). Резервный Apollo CSM / Saturn IB был собран и подготовлен к спасательной миссии Skylab, но так и не полетел.

Остальные спутники Saturn 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 дешевым и универсальным семейством Titan III, а также космическим шаттлом .

История [ править ]

В 1959 году Комитет Сильверстайна НАСА выпустил рекомендации по разработке ракет-носителей класса Сатурн на базе C-1 . Когда в 1961 году была запущена программа «Аполлон» с целью высадки людей на Луну, НАСА выбрало Сатурн I для орбитальных испытательных миссий на Земле. Однако предел полезной нагрузки Saturn I от 20 000 фунтов (9 100 кг) до 162 км позволит испытать только командный модуль с присоединенным меньшим двигательным модулем, поскольку 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 топлива. В июле 1962 года НАСА объявило о выборе C-5.для лунной посадки, и решил разработать другую ракету-носитель, модернизировав Saturn I, заменив вторую ступень S-IV на S-IVB , которая также будет модифицирована для использования в качестве третьей ступени Saturn V. SI первый этап также будет повышен до S-IB путем повышения тяги его двигателей и удаления какой - то вес. Новый Saturn IB с полезной нагрузкой не менее 35 000 фунтов (16 000 кг) [4] заменит Saturn I для испытаний на околоземной орбите, позволяя управлять командно-служебным модулем с частичной загрузкой топлива. Это также позволит запустить лунный экскурсионный модуль массой 32000 фунтов (15000 кг).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 «усовершенствованный 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 использовался для запуска трех миссий Skylab , двигатель первой ступени был дополнительно модернизирован, увеличив грузоподъемность до 46 000 фунтов (21 000 кг).

Технические характеристики [ править ]

Ракета-носитель [ править ]

Параметр [1]S-IB 1 этапС-ИВБ-200 2-я ступеньПриборный блок
Высота80,17 футов (24,44 м)58,42 футов (17,81 м)3,00 футов (0,91 м)
Диаметр21,42 футов (6,53 м)21,67 футов (6,61 м)21,67 футов (6,61 м)
Конструкционная масса92,500 фунтов (42,000 кг)23400 фунтов (10600 кг)4400 фунтов (2000 кг)
ПропеллентRP-1 / LOXLH 2 / LOXN / A
Масса пороха880500 фунтов (399400 кг)228,500 фунтов (103,600 кг)N / A
ДвигателиВосемь - H-1Один - J-2N / A
Толкать1600000 фунтов (7100 кН) на уровне моря200000 фунтов силы (890 кН) в вакуумеN / A
Продолжительность горения150 с480 сN / A
Удельный импульс272 с (2,67 км / с) над уровнем моря420 с (4,1 км / с) вакуумN / A
ПодрядчикКрайслерДугласIBM

Конфигурации полезной нагрузки [ править ]

ПараметрКомандно-служебный модульАполлон 5AS-203
Масса пуско-спасательной системы9200 фунтов (4200 кг)N / AN / A
Масса командно-служебного модуля ApolloОт 36400 фунтов (16500 кг) до
46000 фунтов (21000 кг)		N / AN / A
Масса лунного модуля АполлонаN / A31,650 фунтов (14,360 кг)N / A
Масса адаптера КА – ЛМ4050 фунтов (1840 кг)4050 фунтов (1840 кг)N / A
Высота носового конусаN / A8,3 футов (2,5 м)27,7 футов (8,4 м)
Высота полезной нагрузки81,8 футов (24,9 м)36,3 футов (11,1 м)N / A
Общая высота космического корабля223,4 футов (68,1 м)177,9 футов (54,2 м)169,4 футов (51,6 м)

S-IB этап [ править ]

Основная статья: S-IB
Схема первой ступени S-IB ракеты Saturn IB

Ступень S-IB был построен Chrysler корпорации на Мишу Ассамблеи фонда , Новый Орлеан . [5] Он был оснащен восемью ракетными двигателями Rocketdyne H-1, сжигающими топливо RP-1 с жидким кислородом (LOX). Восемь баков Redstone (четыре для топлива и четыре для LOX) были сгруппированы вокруг бака LOX для ракеты Юпитер . Четыре подвесных двигателя были установлены на подвесах , что позволяло управлять ими для управления 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 фута (6,53 м)
  • Размах крыла : 39,42 футов (12,02 м)

Двигатель

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

С-ИВБ-200 этап [ править ]

Основная статья: S-IVB
Схема второй ступени S-IVB Saturn IB

S-IVB был построен компанией Douglas Aircraft Company в Хантингтон-Бич, Калифорния . Модель S-IVB-200 была похожа на третью ступень S-IVB-500, используемую на Saturn V , за исключением межкаскадного адаптера, меньших модулей управления вспомогательной силовой установкой и отсутствия возможности перезапуска двигателя на орбите. Он был оснащен одним двигателем Rocketdyne J-2 . Баки для топлива и окислителя были разделены общей переборкой, что позволило сэкономить около десяти тонн веса и уменьшить длину транспортного средства более чем на десять футов.

Общие характеристики

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

Двигатель

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

Приборный блок [ править ]

Основная статья: приборный блок Saturn V
Приборный блок, который управлял Saturn IB и Saturn V

IBM построила приборный блок в Центре космических систем в Хантсвилле, штат 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 ракеты, он поддерживал свой вектор состояния (оценки положения и скорости) за счет интеграции измерений акселерометра, отправлял команды запуска и управления главным двигателям и вспомогательным двигателям, а также запускал соответствующие артиллерийские и твердотопливные двигатели во время этапов подготовки и разделения полезной нагрузки .

Как и в случае с другими ракетами, полностью независимая и дублирующая система безопасности дальности полета может быть задействована наземной радиокомандой для прекращения тяги и уничтожения транспортного средства, если оно выходит из строя и угрожает людям или имуществу на земле. В Saturn IB и V система безопасности дальности полета была окончательно отключена по команде с земли после безопасного выхода на орбиту. Это было сделано для того, чтобы ступень S-IVB случайно не разорвалась и не образовала на орбите облако обломков, которое могло поставить под угрозу экипаж корабля Apollo CSM.

События последовательности запуска [ править ]

Запустить мероприятие [7]Время (с)Высота (км)Скорость (м / с)
Справочное руководство по выпуску-5,00,090
Первое движение0,00,090
Мах Один58,97,4183
Максимальное динамическое давление73,612,4328
Заморозить наклон130,548,21587
Отключение бортового двигателя137,654,81845 г.
Отключение подвесного двигателя140,657,61903 г.
Разделение S-IB / S-IVB142,059,01905 г.
S-IVB Зажигание143,459,91900 г.
Незаполненный ящик Jettison154,069,71914 г.
Запустить Спасательную Башню Джеттисон165,679,51960 г.
Итерационный режим наведения171,083,71984
Сдвиг соотношения смеси двигателя469,5164,85064
Навигационный C / O сигнал581,9158,47419
Выведение на орбиту591,9158,57426

Ускорение Saturn IB увеличилось с 1,24 G при взлете 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 установили командно-служебный модуль на эллиптической орбите размером 150 на 222 километра (81 на 120 морских миль), которая была копланарной с орбитой Скайлэба . Двигатель SPS командно-служебного модуля использовался в апогее орбиты для перехода Хомана на орбиту Скайлэба на высоте 431 км (233 морских мили). [7]

Транспортные средства и запуски Saturn IB [ править ]

Saturn IB на платформе "молочный табурет"

Первые пять Сатурн IB запуски по программе Apollo были сделаны из LC-34 и LC-37 , станции ВВС мыса Кеннеди .

Saturn IB использовался в период с 1973 по 1975 год для трех полетов с экипажем « Скайлэб» и одного полета в рамках испытательного проекта «Аполлон-Союз» . 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, для этих запусков использовался космический центр Кеннеди LC-39B . [8] Платформа мобильной пусковой установки № 1 была изменена, добавлена ​​возвышенная платформа, известная как «молочный табурет», чтобы уравновесить 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
Серийный
номер		Миссия
Масса КА (кг)
Дата запуска
(UTC)		Заметки
SA-201AS-20120 82026 февраля 1966 г.
16:12:01		Суборбитальный тест без экипажа CSM Block I
(командно-служебный модуль)
SA-203AS-203Никто5 июля 1966 г.
14:53:17		Тест без экипажа на поведение несгоревшего LH 2 на орбите
для поддержки проекта перезапуска S-IVB-500
SA-202AS-20225 81025 августа 1966 г.
17:15:32		Суборбитальный тест без экипажа CSM Block I
SA-204Аполлон 120 412Должен был быть первым пилотируемым орбитальным испытанием CSM блока I.
Пожар в кабине 27 января 1967 года убил астронавтов и повредил КМ во время генеральной репетиции к запланированному запуску 21 февраля 1967 года.
Аполлон 514 36022 января 1968 г.
22:48:08		Беспилотные орбитальные испытания лунного модуля, использованная ракета-носитель Apollo 1
SA-205Аполлон-716 52011 октября 1968 г.
15:02:45		Экспериментальные орбитальные испытания CSM Block II
SA-206Скайлаб 219 97925 мая 1973 г.
13:00:00		CSM Block II переправил первую команду в орбитальную мастерскую Skylab
SA-207Скайлаб 320 12128 июля 1973 г.
11:10:50		CSM Block II переправил второй экипаж в орбитальную мастерскую Skylab
SA-208AS-208Дежурный Skylab 3 спасательный CSM-119; не требуется
Скайлаб 420 84716 ноября 1973 г.
14:01:23		CSM Block II переправил третью команду в орбитальную мастерскую Skylab
SA-209AS-209Резервный «Скайлаб 4» и более поздние версии «Аполлон-Союз» спасают CSM-119.
Не нужен, сейчас выставлен в ракетном саду КСК
Скайлаб 5Запланированная миссия CSM по подъему орбиты мастерской Skylab,
чтобы продержаться, пока космический шаттл не будет готов к полету; отменен.
SA-210ASTP16 78015 июля 1975 г.
19:50:01		Apollo CSM со специальным стыковочным модулем,
сблизился с кораблем "Союз 19". Последний полет на космическом корабле "Сатурн".
SA-211Не используется. Первый этап в приветственном центре Алабамы на I-65 в Ардморе, штат Алабама.
Сцена S-IVB опирается на оборудование подводного учебного тренажера Skylab и демонстрируется на открытом воздухе в Космическом и ракетном центре США в Хантсвилле, штат Алабама.
SA-212Не используется. Первая ступень списана. [5]
Этап S-IVB преобразован в космическую станцию Skylab .
SA-213Построена только первая очередь. Неиспользованный и списанный. [5]
SA-214Построена только первая очередь. Неиспользованный и списанный. [5]

Информацию о более ранних запусках аппаратов серии Saturn I см. В списке в статье Saturn I.

Ракеты Saturn IB на выставке [ править ]

SA-209 на выставке в KSC

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

  • SA-209 демонстрируется в Комплексе для посетителей Космического центра Кеннеди вместе с аппаратом для проверки технических средств Аполлона. В 1993–1994 гг. Из-за сильной коррозии двигатели первой ступени и служебный модуль были заменены на изготовленные дубликаты.
  • Первая ступень SA-211 демонстрируется вместе с макетом ступени S-IVB в готовом к запуску состоянии в Центре обслуживания Алабамы на межштатной автомагистрали 65 в Ардморе, штат Алабама . 34,954548 ° с.ш. 86,89193 ° з.д. [9] [10]34 ° 57′16 ″ с.ш., 86 ° 53′31 ″ з.д. /  / 34.954548; -86,89193
  • Этап SA-211 S-IVB был соединен с подводным учебным стыковочным адаптером Skylab и телескопической опорой Apollo и выставлен в Rocket Garden Американского космического и ракетного центра в Хантсвилле, штат Алабама.

Стоимость [ править ]

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

В 1972 году стоимость Saturn IB, включая запуск, составляла 55000000 долларов США (что эквивалентно 336000000 долларов США в 2019 году). [11]

См. Также [ править ]

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

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c Отчет после запуска миссии AS-201 (космический корабль Apollo 009) - (PDF) , НАСА, май 1966 г. , получено 18 марта 2011 г.
  2. ^ a b c d Уэйд, Марк. «Сатурн IB» . Энциклопедия Astronautica . Архивировано из оригинального 14 мая 2011 года . Проверено 17 марта 2011 года .
  3. ^ Hornung, Джон (2013). Вступление в гонку на Луну: автобиография ученого-ракетоносца Аполлона . Вильямсбург, Вирджиния: издательство Jack Be Nimble Publishing.
  4. ^ Бенсон, Чарльз Д .; Фээрти, Уильям Барнаби (1978). "Космический аппарат" Аполлон-Сатурн "IB". Moonport: История стартовых средств и операций Apollo . НАСА . Проверено 3 февраля +2016 .
  5. ^ a b c d "История Сатурна IB" . Проверено 1 ноября 2009 .
  6. ^ НАСА Космический центр Маршалла, Руководство Skylab Сатурн IB Flight (MSFC-MAN-206), 30 сентября 1972
  7. ^ a b c Руководство по полету Skylab Saturn 1B - (PDF) , НАСА, 30 сентября 1972 г. , получено 8 июля 2020 г.
  8. ^ a b c Рейнольдс, Дэвид Уэст (2006). Космический центр Кеннеди: ворота в космос . Ричмонд Хилл, Онтарио: Firefly Books Ltd., стр.  154–157 . ISBN 978-1-55407-039-8.
  9. ^ Dooling, Дэйв (6 мая 1979). "Летний праздник космических и ракетных планов". Хантсвилл Таймс .
  10. Рианна Хьюз, Бейн (6 апреля 2014 г.). «Культовая ракета в ремонте» . Decatur Daily . Проверено 8 апреля 2014 года .
  11. ^ «SP-4221 Решение о космическом шаттле - Глава 6: Экономика и шаттл» . НАСА . Проверено 15 января 2011 .

Внешние ссылки [ править ]

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