Saturno-5

La versión actual de la página aún no ha sido revisada por colaboradores experimentados y puede diferir significativamente de la versión revisada el 9 de diciembre de 2021; las comprobaciones requieren 9 ediciones .
Saturno-5

El primer cohete Saturno 5 (AS-501) en la plataforma de lanzamiento, antes del lanzamiento del Apolo 4 . Foto de la NASA
Información general
País  EE.UU
Familia Saturno
Objetivo refuerzo
Fabricante Boeing ( S-IC )
Norteamericano ( S-II )
Douglas ( S-IVB )
Características principales
Numero de pasos 3
Longitud (con MS) 110,6 metros
Diámetro 10,1 metros
peso inicial 2965 toneladas en el lanzamiento del Apolo 16 [1]
Masa de carga útil
 • en  LEO ≈140 toneladas (paquete de la nave espacial Apolo y la tercera etapa del portaaviones con el resto del combustible). La tercera etapa fue la carga útil, ya que llevó la nave a la luna.
 • en una trayectoria hacia la Luna 43,5 toneladas [2]
Historial de lanzamientos
Estado el programa esta cerrado
Ubicaciones de lanzamiento Complejo de lanzamiento LC-39 , Centro espacial John F. Kennedy
Número de lanzamientos 13
 • exitoso 12
 • sin éxito 0
 • parcialmente
00sin éxito		 1 ( Apolo 6 )
primer comienzo 9 de noviembre de 1967
Última carrera 14 de mayo de 1973
Primera etapa - S-IC
peso inicial 2290 toneladas
motores de marcha 5 × F-1
empuje 34 343 kN (total cerca del suelo)
Impulso específico 263 s (2580 N·s/kg)
Horas Laborales 165 segundos
Combustible queroseno
oxidante oxígeno líquido
Segunda etapa - S-II
peso inicial 496,2 toneladas
motores de marcha 5 × J-2
empuje 5096 kN (total en vacío )
Impulso específico 421 s (4130 N·s/kg)
Horas Laborales 360 s
Combustible hidrógeno líquido
oxidante oxígeno líquido
Tercera etapa - S-IVB
peso inicial 132 toneladas
motor sustentador J-2
empuje 1019,2 kN (en vacío )
Impulso específico 421 s (4130 N·s/kg)
Horas Laborales 165 + 335 s (2 turnos)
Combustible hidrógeno líquido
oxidante oxígeno líquido
 Archivos multimedia en Wikimedia Commons

Saturn-5 ( eng.  Saturn V ) es un vehículo de lanzamiento superpesado estadounidense de la familia Saturn . Se utilizó para implementar un aterrizaje tripulado en la luna y prepararlo bajo el programa Apolo , así como, en una versión de dos etapas, para lanzar la estación orbital Skylab a la órbita terrestre baja . Diseñador jefe: Wernher von Braun .

El cohete Saturno-5 sigue siendo el más grande en términos de tamaño, masa, potencia y capacidad de carga de los cohetes creados por la humanidad hasta la fecha, que puso una carga útil en órbita, superando al transbordador espacial posterior , Energia y Falcon Heavy [3 ] [4 ] . El cohete entregó 141 toneladas de carga útil a la órbita terrestre baja (que incluye la nave espacial Apolo y la última etapa con el combustible restante para acelerar el vuelo interplanetario), y 47 toneladas de carga útil (65,5 toneladas junto con la etapa 3 y la portadora). La masa total puesta en órbita durante el lanzamiento de la estación Skylab fue de 147,36 toneladas, incluida la estación Skylab con carenado de morro: 88,5 toneladas y la segunda etapa con el resto del combustible y el adaptador sin separar.

El vehículo de lanzamiento se fabrica de acuerdo con un esquema de tres etapas , con una disposición secuencial de etapas.

La primera etapa instaló cinco motores de cohetes de oxígeno-queroseno F-1 , que hasta el día de hoy siguen siendo los motores de cohetes de una sola cámara más potentes jamás volados.

Se instalaron cinco motores J-2 en la segunda etapa, que funcionan con un par de combustible líquido de hidrógeno y oxígeno líquido, en la tercera etapa, un motor de cohete de hidrógeno y oxígeno, similar al utilizado en la segunda etapa.

Desarrollo

De C-1 a C-4

Desde 1960 hasta principios de 1962 en el Centro de Vuelos Espaciales George Marshall , la NASA consideró los proyectos de los vehículos de lanzamiento de la serie Saturn C (Saturn C-1, C-2, C-3, C-4) para su implementación (excepto el Saturn C-1 , destinado solo para vuelos a la órbita terrestre baja ; el proyecto Saturn C-1 se implementó posteriormente en el vehículo de lanzamiento Saturn-1 ) de un vuelo tripulado a la Luna [5] .

Se suponía que los vehículos de lanzamiento desarrollados bajo los proyectos C-2, C-3 y C-4 se utilizarían para ensamblar una nave lunar en órbita terrestre, después de lo cual se suponía que debía entrar en la trayectoria hacia la Luna, aterrizar en la Luna y despegar de la Luna. La masa de una nave de este tipo en órbita cercana a la Tierra debería haber sido, según varios proyectos, de unas 140 a más de 300 toneladas.

Se suponía que " Saturn S-2 " lanzaría una carga útil que pesaba 21,5 toneladas en órbita terrestre baja, según este proyecto, se suponía que ensamblaría una nave para un vuelo a la luna en quince lanzamientos [6] .

El proyecto Saturn C-3 requería la creación de un vehículo de lanzamiento de tres etapas, en la primera etapa se instalarían dos motores F-1 , en la segunda, cuatro motores J-2 , y la tercera etapa era el segunda etapa del vehículo de lanzamiento Saturno -1" - S-IV . Se suponía que el Saturn C-3 lanzaría una carga útil de 36,3 toneladas a la órbita terrestre baja y, según este proyecto, se suponía que el módulo de aterrizaje lunar se ensamblaría en cuatro o cinco lanzamientos [7] .

También se suponía que el Saturn C-4 era un cohete de tres etapas, la primera etapa del cual se suponía que tenía cuatro motores F-1, la segunda etapa era la misma que en el C-3, y la tercera etapa era el S-IVB  - una versión ampliada de la etapa S -IV. Se suponía que el Saturn C-4 lanzaría una carga útil de 99 toneladas a la órbita terrestre baja y, según este proyecto, se suponía que el vehículo lunar se ensamblaría en dos lanzamientos [8] .

C-5

El 10 de enero de 1962, la NASA publicó planes para construir el vehículo de lanzamiento Saturno C-5. Se iban a instalar cinco motores F-1 en la primera etapa, cinco motores J-2 en la segunda etapa y un motor J-2 en la tercera [9] . Se suponía que el S-5 colocaría una carga útil de 47 toneladas en una trayectoria hacia la Luna .

A principios de 1963, la NASA finalmente eligió el esquema para una expedición tripulada a la Luna (la nave principal permanece en órbita alrededor de la Luna, mientras que un módulo lunar especial aterriza en ella ) y le dio al vehículo de lanzamiento Saturno C-5 un nuevo nombre. - Saturno-5.

Datos técnicos

Pasos

"Saturn-5" constaba de tres etapas: S-IC, la primera etapa, S-II, la segunda y S-IVB, la tercera. Las tres etapas utilizaron oxígeno líquido como oxidante . El combustible en la primera etapa fue queroseno , y en la segunda y tercera hidrógeno líquido .

Primera etapa, S-IC

El S-IC fue fabricado por Boeing . El escenario estaba propulsado por cinco motores F-1 de oxígeno-queroseno , con un empuje combinado de más de 34.000 kN . La primera etapa funcionó durante unos 160 segundos, aceleró las etapas posteriores y la carga útil a una velocidad de unos 2,7 km/s (marco de referencia inercial; 2,3 km/s con respecto al suelo), y se separó a una altitud de unos 70 kilómetros [10 ] . Después de la separación, el escenario se elevó a una altura de unos 100 km y luego cayó al océano. Uno de los cinco motores se fijó en el centro del escenario, los otros cuatro se ubicaron simétricamente en los bordes debajo de los carenados y se podían girar para controlar el vector de empuje. En vuelo, el motor central se apagó antes para reducir las sobrecargas. El diámetro de la primera etapa es de 10 metros (sin carenados y estabilizadores aerodinámicos), la altura es de 42 metros.

Segunda etapa, S-II

El S-II fue fabricado por North American . La etapa utilizó cinco motores de oxígeno-hidrógeno J-2 , que produjeron un empuje total de alrededor de 5.100 kN . Al igual que en la primera etapa, un motor estaba en el centro y en el círculo exterior había otros cuatro que podían girar para controlar el vector de empuje. La altura de la segunda etapa es de 24,9 metros, el diámetro es de 10 metros, como la de la primera etapa. La segunda etapa funcionó durante aproximadamente 6 minutos, acelerando el vehículo de lanzamiento a una velocidad de 6,84 km/sy llevándolo a una altura de 185 km [11] .

Tercera etapa, S-IVB

El S-IVB fue fabricado por Douglas (desde 1967 por McDonnell Douglas ). La etapa presentaba un solo motor J-2 , que usaba oxígeno líquido como oxidante e hidrógeno líquido como combustible (similar a la segunda etapa S-II ). La etapa desarrolló un empuje de más de 1000 kN . Dimensiones del escalón: altura 17,85 metros, diámetro 6,6 metros. Durante los vuelos a la Luna , el escenario se encendió dos veces, la primera vez durante 2,5 minutos para llevar al Apolo a la órbita terrestre baja y la segunda vez para poner al Apolo en una trayectoria hacia la Luna.

Programa de capacitación en confiabilidad

Una característica de las pruebas previas al vuelo del Saturn-5 fue la cantidad sin precedentes de pruebas en tierra del sistema de misiles. Uno de los jefes de la Dirección de Vuelo Tripulado de la NASA, George Edwin Miller , responsable de este problema, se basó en pruebas de banco en tierra de todos los sistemas de cohetes y, en primer lugar, de los motores de cohetes . Demostró de manera clara y convincente que solo una división clara del trabajo en etapas de vuelo y tierra permitirá cumplir con los plazos para el vuelo a la Luna. Para esto, se construyeron costosas estructuras de banco , necesarias para realizar pruebas tecnológicas de fuego (OTI) de motores individuales F-1 y J-2, y toda la primera y segunda etapa del cohete [12] [13] [14] .

Asamblea

Transporte

Se utilizaron transportadores de oruga especiales (transportador de orugas en inglés  ) para transportar los cohetes Saturn-5 a la plataforma de lanzamiento . En ese momento (1965-1969; hasta la aparición de la excavadora andante 4250-W en 1969 ), eran los vehículos terrestres autopropulsados ​​más grandes y pesados ​​del mundo. Estos transportadores también siguieron siendo los vehículos de orugas más grandes y pesados ​​del mundo hasta 1978 (cuando apareció la excavadora Bagger 288 ).


Skylab

La estación orbital Skylab se hizo a partir de la segunda etapa no utilizada del vehículo de lanzamiento Saturn-1B - S-IVB . Originalmente se planeó que la etapa se transformaría en una estación orbital que ya se encontraba directamente en la órbita cercana a la Tierra: después de que, junto con la carga útil externa, se pusiera en órbita como una etapa de cohete activa, el tanque de hidrógeno líquido vacante se convertiría por los cosmonautas que llegan a un módulo orbital residencial, aunque sin ojos de buey . Sin embargo, después de la cancelación (en 1970, debido a un fuerte recorte en el presupuesto prospectivo de la NASA ) de la misión Apolo 20 , y luego la cancelación (en el mismo año) de los vuelos Apolo 18 y 19 a la Luna , la NASA abandonó este plan: ahora tenía a su disposición tres lanzadores Saturn V sin usar, que podían poner en órbita una estación orbital completamente equipada sin necesidad de usarla como etapa de un cohete.

La estación orbital Skylab se lanzó el 14 de mayo de 1973 utilizando una modificación de dos etapas del vehículo de lanzamiento Saturn-5.

Saturno 5 se lanza

En 1967-73, se realizaron 13 lanzamientos del vehículo de lanzamiento Saturn-5. Todos son reconocidos como exitosos [15] .

Número de serie Carga útil Fecha de inicio Descripción
SA-501 Apolo 4 9 de noviembre de 1967 Primer vuelo de prueba
SA-502 Apolo 6 4 de abril de 1968 Segundo vuelo de prueba
SA-503 Apolo 8 21 de diciembre de 1968 Primer sobrevuelo tripulado de la luna .
SA-504 Apolo 9 3 de marzo de 1969 órbita terrestre. Pruebas del Módulo Lunar .
SA-505 Apolo 10 18 de mayo de 1969 órbita lunar. Pruebas del módulo lunar.
SA-506 Apolo 11 16 de julio de 1969 El primer vuelo tripulado con aterrizaje en la Luna en el Mar de la Tranquilidad [16] .
SA-507 Apolo 12 14 de noviembre de 1969 Aterrizando cerca de la estación interplanetaria automática Surveyor -3 en el Océano de las Tormentas .
SA-508 Apolo 13 11 de abril de 1970 Accidente de vuelo. Vuelo de la Luna. El equipo está salvado.
SA-509 Apolo 14 31 de enero de 1971 Aterrizaje cerca del cráter Fra Mauro .
SA-510 Apolo 15 26 de julio de 1971 Aterrizando en el Pantano de la Descomposición en el borde sureste del Mar de las Lluvias . Primer " Lunar Rover " (rover lunar de transporte estadounidense).
SA-511 Apolo 16 16 de abril de 1972 Aterrizaje en el cráter Descartes .
SA-512 Apolo 17 7 de diciembre de 1972 El primer y único comienzo nocturno. Aterrizaje en la Luna en el Mar de la Claridad del Valle Tauro-Littrov . El último vuelo lunar bajo el programa Apolo .
SA-513 laboratorio del cielo 14 de mayo de 1973 Hecho para Apolo 18/19/20. Luego se actualizó a una versión de dos etapas. Skylab puesto en órbita
SA-514 - - Hecho para Apollo 18/19/20 pero nunca usado.
SA-515 - - Hecho para Apolo 18/19/20. Luego se pensó como respaldo para Skylab, pero nunca se usó.

Costo

De 1964 a 1973, se asignaron $6.500 millones del presupuesto federal de los Estados Unidos para el programa Saturno V. El máximo fue en 1966 - 1,2 mil millones [17] . Ajustado por inflación , el programa Saturno V gastó $47,250 millones a precios de 2014 durante este período [18] . El costo aproximado de un solo lanzamiento de Saturno V fue de $ 1.19 mil millones en precios de 2014.

Una de las razones principales de la terminación anticipada del programa lunar de EE . UU . después de tres sobrevuelos de la luna por naves espaciales tripuladas (incluido uno - " Apolo 13 " - emergencia) y seis aterrizajes exitosos en la luna (dos sobrevuelos por naves espaciales tripuladas y 10 aterrizajes fueron planeados originalmente) fue su alto costo. Entonces, en 1966, la NASA recibió el presupuesto más grande (ajustado a la inflación) de su historia: $ 4.5 mil millones (que era aproximadamente el 0.5% del PIB de EE . UU. En ese momento ).

Calificaciones

<B> Comité Central del PCUS al camarada Ustinov D.F.

Informo sobre las principales consideraciones relacionadas con la implementación de programas espaciales y de cohetes en la URSS a la luz de los acontecimientos recientes.

1. La URSS abrió la era espacial en 1957 y por primera vez dio muchos pasos fundamentales notables en la exploración espacial. Sin embargo, en los últimos años, hemos ido perdiendo una posición tras otra frente a los Estados Unidos, ya que este país ha avanzado en el desarrollo de la astronáutica.

En la actualidad, la opinión pública mundial evalúa la posición de Estados Unidos como líder en esta área de la actividad humana.

El principal logro de los Estados Unidos, que causa la impresión más fuerte en los pueblos de todos los países, es el hecho de volar con éxito el vehículo de lanzamiento (LV) más poderoso del mundo con una capacidad de carga útil de 127 toneladas en la órbita de referencia de la órbita artificial. satélite y volar alrededor de la Luna por tres cosmonautas utilizando este LV en una nave espacial " Apolo a finales de 1968. Además, en mayo-junio de 1969, Estados Unidos tiene la intención de aterrizar en la Luna. <…>

- Académico Glushko ; 29/01/1969; arco. #2583 (9-13) [19] Liderazgo militar-industrial de la URSS sobre Saturno-5

<В> El Comité Central del PCUS <…> La carga útil máxima lanzada por el vehículo de lanzamiento doméstico UR-500 en órbita satelital es de 20 toneladas, mientras que Estados Unidos tiene un vehículo de lanzamiento Saturn-5 con una carga útil en órbita de hasta 135 toneladas La presencia de un portaaviones pesado en los Estados Unidos hizo posible crear una estación orbital Skylab única, cuya masa, junto con el barco, es de 91 toneladas. Usando el vehículo de lanzamiento Saturno 5, Estados Unidos implementó el programa de expedición lunar Apolo y logró una superioridad convincente en el campo de los vuelos tripulados a la Luna. Además de tareas prestigiosas, el programa estadounidense Saturno-Apolo tuvo una fuerte resonancia política y aumentó significativamente el potencial científico y técnico de los Estados Unidos <…>

- L. Smirnov , S. Afanasiev , V. Kulikov , M. Keldysh , V. Glushko ; 4.11.1974; arco. nº 13216, l. 192-195 [20]

Véase también

Notas

  1. ↑ Hitt, David ¿Qué era el Saturno V? (Inglés) (enlace inaccesible) . Cohetería . Washington: Servicios de tecnología educativa de la NASA. Consultado el 1 de mayo de 2014. Archivado desde el original el 11 de octubre de 2012.   
  2. ↑ NASA - Saturno  V. www.nasa.gov . Consultado el 18 de enero de 2022. Archivado desde el original el 14 de enero de 2022.
  3. ↑ El vehículo de lanzamiento soviético N-1 tuvo un empuje de primera etapa de 45 a más de 50 MN  , casi 1,5 veces más que el Saturn-5, pero los 4 lanzamientos no tuvieron éxito, la carga útil no se puso en órbita en ninguno de los lanzamientos. .
  4. ↑ La carga útil máxima de Saturno-5 se tiene en cuenta con la masa de la última etapa, mientras que el cohete Energia puso en órbita una carga útil de 105 toneladas desde un cosmódromo más al norte.
  5. ↑ Zheleznyakov, 2017 , Vehículos de lanzamiento de la serie Saturn, p. 33.
  6. ↑ Saturno C-2 en Encyclopedia Astronautica . Consultado el 19 de julio de 2008. Archivado desde el original el 17 de junio de 2012.
  7. ↑ Saturno C-4 en Encyclopedia Astronautica . Consultado el 21 de julio de 2008. Archivado desde el original el 17 de junio de 2012.
  8. ↑ Saturno C-3 en Encyclopedia Astronautica . Fecha de acceso: 19 de julio de 2008. Archivado desde el original el 24 de agosto de 2015.
  9. ↑ Bilstein, Roger E. Stages to Saturn : A Technological History of the Apollo/Saturn Launch  . - Ediciones DIANE, 1999. - Págs. 59-61. Archivado el 2 de febrero de 2017 en Wayback Machine .
  10. ↑ Referencia de noticias de Saturno V: hoja de datos de la primera etapa
  11. ↑ Referencia de noticias de Saturno V: hoja informativa de la segunda etapa
  12. ↑ Rakhmanin, 2013 , pág. 38.
  13. ↑ Mozzhorin, 2000 : "... los estadounidenses aterrizaron en la luna con tanta confianza seis veces precisamente porque cada uno de sus portaaviones pasó por una prueba de fuego en la Tierra, y los defectos identificados fueron eliminados en los 20 portaaviones".
  14. ↑ Pruebas tecnológicas de disparo de la primera etapa S-IC . Vídeo del Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA. 6 minutoslogotipo de youtube 
  15. ↑ V. P. Glushko (ed.). Enciclopedia de cosmonáutica. - Moscú: Enciclopedia soviética, 1985. - 585 p.
  16. ↑ Informe de evaluación de vuelo del vehículo de lanzamiento Saturno V - AS-506 Misión Apolo 11  //  Centro de vuelo espacial George C. Marshall: Informe de ciencia y tecnología / Grupo de trabajo de evaluación de vuelo de Saturno. - 1969. - 20 de septiembre. — Pág. 1-280 .
  17. ↑ Asignaciones presupuestarias del programa Apolo . nasa _ Fecha de acceso: 16 de enero de 2008. Archivado desde el original el 9 de febrero de 2012.
  18. ↑ La calculadora de inflación (enlace descendente) . Fecha de acceso: 16 de diciembre de 2008. Archivado desde el original el 21 de julio de 2007. 
  19. ↑ Cartas y documentos de V.P. Glushko de los archivos de RSC Energia. S. P. Koroleva (1944-1980). Carta del 29/01/1969 // Obras seleccionadas del académico V.P. Glushko / Sudakov V.S. - Khimki: NPO Energomash, 2008. - T. 1. - P. 106. - 129 p. - 250 copias.
  20. ↑ Cartas y documentos de V.P. Glushko de los archivos de RSC Energia. S. P. Koroleva (1974-1988). Carta del 04/11/1974 // Obras seleccionadas del académico V.P. Glushko / Sudakov V.S. - Khimki: NPO Energomash, 2008. - V. 3. - 139 p. - 250 copias. Archivado el 25 de octubre de 2017 en Wayback Machine .

Literatura

  • Zheleznyakov A. B. "Saturno-5". Gigante lunar de Wernher von Braun. - M. : Eksmo, 2017. - 176 p. — ISBN 978-5-699-94274-9 .
  • Pablo Eisenstein. Motor más grande: Saturn-V "Popular Mechanics". junio de 2003
  • Levantovsky V. I. La mecánica del vuelo espacial en una presentación elemental. - M. : Nauka, 1970. - 492 p.
  • Alexandrov V. A., Vladimirov V. V., Dmitriev R. D. y otros Vehículos de lanzamiento. - M. : Editorial Militar, 1981. - 315 p.
  • Rakhmanin V.F. Comienzo problemático y final dramático del desarrollo del vehículo de lanzamiento H1  // Dvigatel: diario. - M. , 2013. - N° 5 (89) . - S. 36-42 .
  • Yu. A. Mozzhorin y otros Programa lunar // Así fue... Memorias de Yu. A. Mozzhorin . Mozzhorin en las memorias de sus contemporáneos / N.A. Anfimov , V. I. Lukyashchenko, A. D. Brusilovsky. - M. : Programa de Educación Internacional, 2000. - 568 p. - 2500 copias.  - ISBN 5-7781-0053-1 .

Enlaces

 Tecnología estadounidense de cohetes y espacio
Vehículos de lanzamiento operativos
Vehículos de lanzamiento en desarrollo
Vehículos de lanzamiento obsoletos
Bloques de refuerzo
Aceleradores
  • UA-1205
  • UA-1207
  • Castor-IVA
  • Rueda-120
  • RS-68
  • JOYA
  • Orbus-21D
  • SRM
  • SRMU
  • JUR
* - Proyectos japoneses que utilizan cohetes o escenarios estadounidenses; cursiva  - proyectos cancelados antes del primer vuelo
 Vehículos de lanzamiento pesados ​​y superpesados
EE.UU
URSS / Rusia
Porcelana
Unión Europea ( ESA )
Japón
India
  • ULV-HLV/SHLV *
(ST) - vehículos de lanzamiento superpesados; * - en desarrollo;     cursiva  - no explotado;     negrita - actualmente en funcionamiento.