Kosminės programos » JAV » Apollo » Raketa Saturn V

Raketa Saturn V

Saturn V, NASA, W. Braun – trumpa galingiausios raketos sukūrimo istorija

W. Braun Apollo

Wernher von Braun prie Saturn V raketos prieš erdvėlaivio Apollo 11 misijos pradžią

Saturn V – JAV NASA raketa, naudota vykdant Apollo programą (pasiruošimas ir pilotuojamas skrydis į Mėnulį, nusileidimas, paviršiuje, skrydis atgal į Žemę). Dviejų pakopų raketos variantas panaudotas iškeliant NASA orbitinę stotį Skylab. Pagrindinis raketos konstruktorius Wernher von Braun.
Iki 2019 rugpjūčio pradžios raketa Saturn V išlieka galingiausia pasaulyje raketa, iškėlusia naudingą krovinį į orbitą.
Į žemą orbitą apie Žemę (LEO) Saturn V galėjo iškelti 141 toną – erdvėlaivį Apollo ir skrydžiui link Mėnulio trečią pakopą su kuru. Į Mėnulio trajektorijos orbitą Saturn V galėjo iškelti 47 tonas, o su trečiąja pakopa – 65.5 tonas.
Naudojant 2 pakopų raketą Saturn V orbitinės stoties Skylab iškėlimui, naudingo krovinio masė buvo 147.36 tonų: stoties ir aerodinaminio gaubto masė 88.5 tonų bei antroji pakopa su kuro likučiais ir neatsiskyrusia tarppakopine jungtimi.
Saturn 5 raketa buvo trijų pakopų. Pirmoji pakopoje sumontuoti penki skysto deguonies ir skysto žibalo varytuvai F-1 iki šiol išlieka pačiais galingiausiais pasaulyje. Antroje pakopoje buvo 5, trečioje 1 skysto vandenilio ir skysto deguonies varytuvai J-2.

Saturn V sukūrimas

Nuo 1960 iki 1962 metų NASA svarstė Saturn C (Saturn C-1, C-2, C-3, C-4) projektus, realizuojant pilotuojamą skrydį į Mėnulį. Raketas C-2, C-3 ir C-4 buvo ketinama panaudoti, žemoje orbitoje apie Žemę (LEO) surenkant 140-300 tonų Mėnulio erdvėlaivį.
Raketa Saturn C-2 turėjo iškelti į LEO 21.5 tonų krovinį, vėliau per 15 Saturn C-2 paleidimų, surenkamas Mėnulio erdvėlaivis.
Saturn C-3 turėjo būti trijų pakopų raketa, su 2 F-1 varytuvais pirmojoje ir 4 J-2 varytuvais antroje pakopose. Trečioji pakopa turėjo būti raketos Saturn 1 antroji pakopa S-IV. Tokia raketa turėjo į LEO iškelti 36.3 tonas, o Mėnulio erdvėlaivį orbitoje surinktų per 3 ar 4 raketos Saturn C-3 startus.
Saturn C-4 turėjo būti trijų pakopų raketa su 4 F-1 varytuvais pirmoje pakopoje. Antrojoje pakopoje būtų 4 J-2 varytuvai, trečiojoje pakopoje būtų S-IVB – padidintas S-IV variantas. Raketa Saturn C-4 turėjo į LEO iškelti 99 tonas ir Mėnulio erdvėlaivis būtų surinktas po dviejų startų.
1962 sausio 10 dieną NASA paskelbė raketos Saturn V konstravimo planą: pirmojoje pakopoje būtų įrengti 5 F-1 varytuvai, antrojoje ir trečiojoje pakopose būtų įrengti 5 ir 1 J-2 varytuvai. Raketa Saturn C-5 į Mėnulio trajektorijos orbitą turėjo iškelti 47 tonų krovinį.
1963 metų pradžioje NASA pasirinko netiesioginio skrydžio į Mėnulį variantą: pagrindinis erdvėlaivis lieka Mėnulio orbitoje, o į Mėnulį leidžiasi dalis, vėliau pavadinta Mėnulio moduliu (Lunar module – LM). 1963 metais raketos Saturn C-5 pavadinimas pakeistas į Saturn V.

Saturn V

Raketos Saturn V schema

Saturn V pakopos

Saturn V buvo trijų pakopų raketa: pirmoji S-IC, antroji – S-II ir trečioji S-IVB. Visos pakopos oksidatorius buvo -2000 C skystą deguonis, kuras pirmoje pakopoje buvo žibalas, antroje ir trečioje pakopose naudotas -2530 C skystas vandenilis.

Saturn V S-IC Raketos Saturn V pirmoji pakopa S-IC: diametras 10.1 m, ilgis 42 m
W Braun prie Saturn V F-1
Wernher von Braun prie galingiausių raketos Saturn V varytuvų F-1

Saturn V S-IVBRaketos Saturn V trečioji pakopa S-IVB: 17.85 m ilgis ir 6.6 m diametras
Saturn V sandara

Raketos Saturn V sandara. Tarp AGS (Avarinė gelbėjimo sistema) ir trečios pakopos nepavaizduotas Mėnulio erdvėlaivis

NASA imasi patikimumo testų

George Mueller NASAGeorge Mueller (trečias iš dešinės) šalia W. Braun NASA skrydžių valdymo centre

Konstruojant raketą Saturn V, ypač daug dėmesio buvo skirta pakopų ir varytuvų testavimui. George Mueller, vienas iš tuometinių NASA vadovų, įtikino pastatyti brangiai kainuojančius stendus ir juose testuoti F-1 ir J-2 varytuvus bei pilnai surinktas raketos Saturn V pirmą ir antrą pakopas. Tokie brangūs dalykai pasiteisino. NASA iš 13 raketos Saturn V startų neprarado nei vienos raketos, vieno starto metu buvo nesklandumų, tačiau testavimus išlaikę raketa Saturn V bei varytuvai veikė puikiai. Galima paminėti, jog Sovietų Sąjungą, konstruodama Mėnulio programos raketą N1, testavimo stendų nestatė. Raketa N1 kilo 4 kartus ir 4 kartus kilo nesėkmingai.

S-IC pakopos testaiVykdomas Saturn V raketos pirmos pakopos S-IC su 5 F-1 varytuvais testavimas. 1967 metai
Saturn V S-IC
Pakopos S-IC variklių testavimas

Saturn V pervežimas

Saturn V transporterisSurinkta Saturn V raketa į starto aikštelę buvo vežama vikšriniu transporteriu (crawler transporter)

1965 metais Marion Power Shovel kompanija ėmė gaminti vikšrinį transporterį, kuris galėtų pavežti raketą Saturn V į starto aikštelę. Transporterio matmenys: aukštis 6-8 m, plotis 35 m, ilgis 405 m.

Crawler transporter NASAVėliau transporteris gabeno ir Space Shuttle sistemos erdvėlaivius

W. Braun orbitinė stotis

Skylab SaturnModifikuota raketa Saturn V 1973 gegužės 14 dieną startuoja su Skylab orbitinė stotimi

Atsisakius trijų skrydžių pagal Apollo programą (Apollo 18, Apollo 19 ir Apollo 20), NASA turėjo tris Saturn V raketas. 2 raketos nukeliavo į įvairius JAV muziejus ir ekspozicijas. Pagal pradinį NASA projektą, orbitinė stotis turėjo būti sukonstruota iš raketos Saturn 1B antros pakopos S-IVB. Viena likusi Saturn V raketa perkonstruota: orbitinei stočiai Skylab panaudota trečioji pakopa S-IVB 212, o sotį iškėlė dvipakopė Saturn V raketa.

Saturn V startai

Saturn V All starts

1967-1973 metais raketa Saturn V startavo 13 kartų. Visi startai buvo sėkmingi

NASA sėkmės startai

LM – Mėnulio modulis, Lunar rover Mėnulio paviršiuje naudojo Apollo 15, Apollo 16 ir Apollo 17 misijos. Į lentelę neįtraukti Apollo 5 ir Apollo 7, kuriuos iškėlė raketa Saturn IB.