| Сатурн-5 | |
| Первая ракета «Сатурн-5» (AS-501) на стартовой площадке, перед запуском «Аполлон-4». Фото НАСА | |
| США США | |
| Сатурн | |
| ракета-носитель | |
| Boeing (S-IC)North American (S-II)Douglas (S-IVB) | |
| 3 | |
| 110,6 м | |
| 10,1 м | |
| 2965 т при запуске Аполлона-16[1] | |
| ≈140 т (связка корабля Аполлон и третьей ступени носителя с остатком топлива). Третья ступень являлась полезной нагрузкой, так как выводила корабль к Луне. | |
| 65,5 т (46,8 - корабль «Аполлон» + 18,7 - 3-я ступень с остатками топлива). | |
| программа закрыта | |
| стартовый комплекс LC-39, Космический центр имени Джона Ф. Кеннеди | |
| 13 | |
| 13 | |
| 0 | |
| 9 ноября 1967 | |
| 14 мая 1973 | |
| 2290 тонн | |
| 5 × F-1 | |
| 34 343 кН (суммарная у земли) | |
| 263 c (2580 Н·с/кг) | |
| 165 с | |
| керосин | |
| жидкий кислород | |
| 496,2 тонн | |
| 5 × J-2 | |
| 5096 кН (суммарная в вакууме) | |
| 421 с (4130 Н·с/кг) | |
| 360 с | |
| жидкий водород | |
| жидкий кислород | |
| 132 тонны[источник не указан 169 дней] | |
| J-2 | |
| 1019,2 кН (в вакууме) | |
| 421 с (4130 Н·с/кг) | |
| 165 + 335 с (2 включения) | |
| жидкий водород | |
| жидкий кислород | |
| Сатурн-5 на Викискладе | |
Сатурн-5 (англ. Saturn V) — американская сверхтяжёлая ракета-носитель. Использовалась для реализации пилотируемой посадки на Луну и подготовки к ней по программе «Аполлон», а также в двухступенчатом варианте для выведения на околоземную орбиту орбитальной станции «Скайлэб». Главный конструктор Вернер фон Браун.
Ракета «Сатурн-5» остаётся самой грузоподъёмной, наиболее мощной, самой тяжёлой и самой большой из созданных на данный момент человечеством ракет, выводивших полезную нагрузку на орбиту, превосходя более поздние «Н-1», «Спейс Шаттл», «Энергию» и «Falcon Heavy»[2][3]. Ракета могла вывести на низкую околоземную орбиту 141 т (эта масса включает в себя корабль «Аполлон» и массу последней ступени с остатками топлива для разгона к Луне), и на траекторию к Луне 47 т полезного груза (65,5 т вместе с 3-й ступенью носителя). Полная масса, выведенная на орбиту при запуске станции Скайлэб, составила 147,36 тонн, в том числе станция Скайлэб с головным обтекателем — 88,5 т и вторая ступень с остатком топлива и не отделившимся переходником.
Ракета-носитель выполнена по трёхступенчатой схеме, с последовательным расположением ступеней.
На первой ступени устанавливались пять кислородно-керосиновых
ru-wiki.ru
Сатурн-5 (англ. Saturn V) — американская сверхтяжёлая ракета-носитель. Использовалась для реализации пилотируемой посадки на Луну и подготовки к ней по программе «Аполлон», а также в двухступенчатом варианте для выведения на околоземную орбиту орбитальной станции «Скайлэб». Главный конструктор Вернер фон Браун.
| Сатурн-5 | |
| Первая ракета «Сатурн-5» (AS-501) на стартовой площадке, перед запуском «Аполлон-4». Фото НАСА | |
| Страна | США |
| Семейство | Сатурн |
| Назначение | ракета-носитель |
| Изготовитель | Boeing (S-IC)North American (S-II)Douglas (S-IVB) |
| Количество ступеней | 3 |
| Длина | 110,6 м |
| Диаметр | 10,1 м |
| Стартовая масса | 2965 т при запуске Аполлона-16[1] |
| Масса полезной нагрузки | |
| — на НОО | ≈140 т (связка корабля Аполлон и третьей ступени носителя с остатком топлива). Третья ступень являлась полезной нагрузкой, так как выводила корабль к Луне. |
| — на траекторию к Луне | 65,5 т (46,8 - корабль «Аполлон» + 18,7 - 3-я ступень с остатками топлива). |
| Состояние | программа закрыта |
| Места запуска | стартовый комплекс LC-39, Космический центр имени Джона Ф. Кеннеди |
| Число запусков | 13 |
| — успешных | 13 |
| — неудачных | 0 |
| Первый запуск | 9 ноября 1967 |
| Последний запуск | 14 мая 1973 |
| Стартовая масса | 2290 тонн |
| Маршевые двигатели | 5 × F-1 |
| Тяга | 34 343 кН (суммарная у земли) |
| Удельный импульс | 263 c (2580 Н·с/кг) |
| Время работы | 165 с |
| Горючее | керосин |
| Окислитель | жидкий кислород |
| Стартовая масса | 496,2 тонн |
| Маршевые двигатели | 5 × J-2 |
| Тяга | 5096 кН (суммарная в вакууме) |
| Удельный импульс | 421 с (4130 Н·с/кг) |
| Время работы | 360 с |
| Горючее | жидкий водород |
| Окислитель | жидкий кислород |
| Стартовая масса | 132 тонны[источник не указан 147 дней] |
| Маршевый двигатель | J-2 |
| Тяга | 1019,2 кН (в вакууме) |
| Удельный импульс | 421 с (4130 Н·с/кг) |
| Время работы | 165 + 335 с (2 включения) |
| Горючее | жидкий водород |
| Окислитель | жидкий кислород |
Ракета «Сатурн-5» остаётся самой грузоподъёмной, наиболее мощной, самой тяжёлой и самой большой из созданных на данный момент человечеством ракет, выводивших полезную нагрузку на орбиту, превосходя более поздние «Н-1», «Спейс Шаттл», «Энергию» и «Falcon Heavy»[2][3]. Ракета могла вывести на низкую околоземную орбиту 141 т (эта масса включает в себя корабль «Аполлон» и массу последней ступени с остатками топлива для разгона к Луне), и на траекторию к Луне 47 т полезного груза (65,5 т вместе с 3-й ступенью носителя). Полная масса, выведенная на орбиту при запуске станции Скайлэб, составила 147,36 тонн, в том числе станция Скайлэб с головным обтекателем — 88,5 т и вторая ступень с остатком топлива и не отделившимся переходником.
Ракета-носитель выполнена по трёхступенчатой схеме, с последовательным расположением ступеней.
На первой ступени устанавливались пять кислородно-керосиновых ЖРД F-1, которые по сей день остаются самыми мощными однокамерными ракетными двигателями из когда-либо летавших.
На второй устанавливались пять двигателей J-2, работающих на топливной паре жидкий водород-жидкий кислород, на третьей ступени — один водородно-кислородный ЖРД, аналогичный использованному на второй ступени.
РазработкаС 1960 по начало 1962 гг. в Центре космических полётов им. Джорджа Маршалла НАСА рассматривались проекты ракет-носителей серии «Сатурн C» (Сатурн C-1, C-2, C-3, C-4) для осуществления (кроме «Сатурн C-1», предназначенной только для полётов на околоземную орбиту; проект «Сатурн C-1» был реализован впоследствии в ракете-носителе «Сатурн-1») пилотируемого полёта на Луну.
Ракеты-носители, разрабатывавшиеся по проектам C-2, C-3 и C-4, предполагалось использовать для сборки на орбите Земли лунного корабля, после чего он должен был выйти на траекторию к Луне, прилуниться и взлететь с Луны. Масса такого корабля на околоземной орбите должна была составлять, по разным проектам, от примерно 140 до более чем 300 тонн.
«Сатурн С-2» должна была выводить на низкую околоземную орбиту полезную нагрузку массой в 21,5 тонны, по этому проекту предполагалось собрать корабль для полёта на Луну за пятнадцать пусков[4].
По проекту «Сатурн C-3» предусматривалось создание трёхступенчатой ракеты-носителя, на первой ступени которой должны были быть установлены два двигателя F-1, на второй — четыре двигателя J-2, а третья ступень представляла собой вторую ступень ракеты-носителя «Сатурн-1» — S-IV. «Сатурн C-3» должна была выводить на низкую околоземную орбиту полезную нагрузку массой 36,3 тонны, и по этому проекту лунный корабль должен был быть собран за четыре или пять пусков[5].
«Сатурн C-4» также должна была быть трёхступенчатой ракетой, первая ступень которой должна была иметь четыре двигателя F-1, вторая ступень была той же, что и на C-3, и третьей ступенью была S-IVB — увеличенный вариант ступени S-IV. «Сатурн C-4» должна была выводить на низкую околоземную орбиту полезную нагрузку массой 99 тонн и по этому проекту лунный корабль должен был быть собран за два запуска[6].
10 января 1962 года НАСА опубликовала планы строительства ракеты-носителя «Сатурн C-5». На первой её ступени должны были быть установлены пять двигателей F-1, на второй ступени — пять двигателей J-2, и на третьей — один J-2[7]. С-5 должна была выводить на траекторию к Луне полезную нагрузку массой 47 тонн.
В начале 1963 года НАСА окончательно выбрала схему пилотируемой экспедиции на Луну (основной корабль остаётся на орбите Луны, посадку же на неё совершает специальный лунный модуль) и дало ракете-носителю «Сатурн C-5» новое имя — «Сатурн-5».
Технические данные Схема ракеты-носителя «Сатурн-5». Зависимость высоты, скорости и перегрузки от времени на активном участке траектории ракеты «Сатурн-5» миссии «Аполлон-17». Вертикальными пунктирными линиями между разными цветами отмечены времена отделения первой и второй ступени.«Сатурн-5» состояла из трёх ступеней: S-IC — первая ступень, S-II — вторая и S-IVB — третья. Все три ступени использовали жидкий кислород как окислитель. Горючим в первой ступени был керосин, а во второй и третьей — жидкий водород
S-IC производилась компанией «Боинг». На ступени было установлено пять кислородно-керосиновых двигателей F-1, суммарная тяга которых была более 34 000 кН. Первая ступень работала около 160 секунд, разгоняла последующие ступени и полезную нагрузку до скорости около 2,7 км/с (в инерциальной системе отсчёта; 2,3 км/с относительно земли), и отделялась на высоте около 70 километров[8]. После разделения ступень поднималась до высоты около 100 км, затем падала в океан. Один из пяти двигателей был зафиксирован в центре ступени, четыре других симметрично расположены по краям под обтекателями и могли поворачиваться для управления вектором тяги. В полёте центральный двигатель выключался раньше, чтобы уменьшить перегрузки. Диаметр первой ступени 10 метров (без обтекателей и аэродинамических стабилизаторов), высота 42 метра.
S-II производилась компанией «Норт Америкэн». Ступень использовала пять кислородно-водородных двигателей J-2, общая тяга которых составляла около 5100 кН. Как и на первой ступени, один двигатель был в центре и на внешнем круге четыре остальных, которые могли поворачиваться для управления вектором тяги. Высота второй ступени 24,9 метра, диаметр 10 метров, как и у первой ступени. Вторая ступень работала приблизительно 6 минут, разгоняя ракету-носитель до скорости 6,84 км/с и выводя её на высоту 185 км[9].
S-IVB производилась компанией «Дуглас» (с 1967 года — компанией «Мак-Доннэл Дуглас»). На ступени был установлен один двигатель J-2, который использовал жидкий кислород в качестве окислителя и жидкий водород в качестве горючего (аналогично второй ступени S-II). Ступень развивала тягу более 1000 кН. Размеры ступени: высота 17,85 метра, диаметр 6,6 метра. Во время полётов на Луну ступень включалась дважды, первый раз на 2,5 минуты для довыведения «Аполлона» на околоземную орбиту и во второй раз — для вывода «Аполлона» на траекторию к Луне.
Особенностью предполётной отработки "Сатурна-5" стал беспрецедентный объём наземных испытаний ракетного комплекса. Один из руководителей Управления пилотируемых полётов НАСА Джордж Эдвин Миллер, ответственный по этому вопросу, сделал ставку на наземную стендовую отработку всех ракетных систем и в первую очередь ЖРД. Он наглядно и убедительно показал, что только чёткое разделение отработки на наземные и лётные этапы позволит уложиться в сроки полёта на Луну. Для этого были построены дорогостоящие стендовые сооружения, необходимые для проведения огневых испытаний как отдельных двигателей F-1 и J-2, так и целиком первых и вторых ступеней ракеты[10].
СборкаТранспортировка Гусеничный транспортёрДля перевозки ракет «Сатурн-5» к стартовой площадке использовались специальные гусеничные транспортёры (англ. crawler-transporter). В то время (1965—1969 годы; до появления в 1969 году шагающего экскаватора 4250-W) они являлись крупнейшими и наиболее тяжёлыми образцами наземной самоходной техники в мире. Эти транспортёры также оставались самыми большими и тяжёлыми гусеничными машинами в мире до 1978 года (когда появился экскаватор Bagger 288).
Схема лунной экспедицииСкайлэб Последний запуск «Сатурн-5», выводящий на низкую околоземную орбиту орбитальную станцию «Скайлэб»Орбитальная станция «Скайлэб» была изготовлена из неиспользованной второй ступени ракеты-носителя «Сатурн-1Б» — S-IVB. Первоначально планировалось, что ступень будет преобразована в орбитальную станцию уже непосредственно на околоземной орбите: после того как она вместе с наружным полезным грузом будет выведена на орбиту в качестве действующей ракетной ступени, освободившийся бак жидкого водорода прибывшие космонавты переоборудовали бы в жилой орбитальный модуль, правда без иллюминаторов. Однако после отмены (в 1970 году, вследствие резкого урезания перспективного бюджета НАСА) миссии «Аполлон-20», а затем и отмены (в том же году) полётов «Аполлонов −18 и −19» к Луне, НАСА отказалось от этого плана — теперь в её распоряжении оставалось три неиспользованных ракеты-носителя «Сатурн-5», которые могли вывести на орбиту полностью оснащённую орбитальную станцию без необходимости использования её в качестве ракетной ступени.
Орбитальная станция «Скайлэб» была запущена 14 мая 1973 года с помощью двухступенчатой модификации ракеты-носителя «Сатурн-5».
ЦенаС 1964 года по 1973-й из федерального бюджета США было выделено на программу «Сатурн-5» 6,5 миллиарда долларов. Максимум пришёлся на 1966 год — 1,2 миллиарда[11]. С учётом инфляции на программу «Сатурн-5» было за этот период потрачено 47,25 миллиарда долларов в ценах 2014 года[12]. Приблизительная стоимость одного запуска «Сатурн-5» составляла 1,19 миллиарда долларов в ценах 2014 года.
Одна из главных причин досрочного прекращения лунной программы США после трёх облётов Луны пилотируемыми кораблями (в том числе один — «Аполлон-13» — аварийный) и шести успешных высадок на Луну (первоначально планировались два облёта пилотируемыми кораблями и 10 высадок) была её высокая стоимость. Так, в 1966 году НАСА получила самый большой (если учитывать инфляцию) бюджет за свою историю — 4,5 миллиарда долларов (что составляло около 0,5 процента тогдашнего ВВП США).
Запуски Сатурна 5В 1967-73 годах произведено 13 пусков ракеты-носителя «Сатурн-5». Все признаны успешными[13].
Коллаж запусков ракеты-носителя «Сатурн-5» Военно-промышленное руководство СССР о Сатурн-5 ЦК КПСС Максимальный полезный груз, выводимый отечественной ракетой-носителем УР-500 на орбиту ИСЗ, составляет 20 т, в то время как США располагают ракетоносителем "Сатурн-5" с полезным грузом на орбите ИСЗ до 135 т. Наличие у США тяжелого носителя позволило создать уникальную орбитальную станцию "Скайлэб", масса которой вместе с кораблем составляет 91 тонну. Используя ракету-носитель "Сатурн-5", США реализовали программу лунных экспедиций "Аполлон" и добились в области пилотируемых полетов на Луну убедительного превосходства. Помимо престижных задач американская программа "Сатурн-Аполлон" имела сильный политический резонанс и значительно повысила научный и технический потенциал США Л. СМИРНОВ, С. АФАНАСЬЕВ, В. КУЛИКОВ, М. КЕЛДЫШ, В. ГЛУШКО. 4.11.1974 г Арх. №13216, л. 192-195— [14]
См. такжеПримечанияru-wiki.org
В СМИ всё чаще говорят о так называемом «лунном заговоре», конспирологической теории, которая утверждает, что полёт и высадка на Луну в рамках космической программы «Аполлон» были сфабрикованы. Является ли это политической спекуляцией, какие цели преследуют эти обсуждения — это немного другой вопрос.
Часто говорят, что ракета «Сатурн-5» была слишком хороша для того, чтобы быть реальной. Если она существовала, зачем нужно было начинать программу шаттлов, которые в конечном итоге оказались дороже предшественника? Если она существовала, зачем сейчас вести с нуля разработку сверхтяжёлой ракеты SLS с похожими характеристиками? Как вообще можно утерять технологию производства?
«Сатурн-5» — ракета, созданная для обеспечения вывода пилотируемых космических кораблей «Аполлон» на траекторию полёта к Луне. Людей нужно было не только запустить, но и предусмотреть возможность безопасного возвращения. То есть нужно было обеспечить мягкое приземление на поверхность Луны двух человек с оборудованием и системами жизнеобеспечения, взлёт с Луны и возврат на Землю с теплозащитой при входе в атмосферу. Часть массы удалось сэкономить за счёт разделения лунного модуля, который садился на Луну, от командного, который оставался на орбите Луны.
Но ракета всё равно потребовалась огромная: «Сатурн-5» мог выводить на низкую околоземную орбиту 140 тонн. Для сравнения: часто используемая тяжёлая ракета «Протон» выводит 22 тонны. Последний из запущенных «Сатурнов-5» вывел на орбиту космическую станцию «Скайлэб» массой 77 тонн — только многомодульный «Мир» смог побить этот рекорд. «Скайлэб» был настолько огромным, что при потере точки опоры астронавт мог повиснуть и застрять в таком положении на несколько минут, пока система вентиляции не сдует к одной из стенок. «Сатурн-5» остаётся самой мощной ракетой в истории, её рекорд пока никто не смог побить.
Человечество смотрит вперёд и хочет новых достижений. Сегодня взгляд НАСА устремлён на Марс. И пусть Конгресс с неохотой даёт деньги, но ведётся разработка ракеты Space Launch System (SLS). Если грубо обрисовать её, то это трёхступенчатая ракета с двумя усиленными твердотопливными ускорителями с шаттлов. На её первой ступени установлены четыре двигателя шаттлов. В своей самой тяжёлой модификации SLS должна побить рекорд «Сатурна-5» — Block III сможет выводить 150 тонн на низкую околоземную орбиту.
Но это лишь самая тяжёлая из предложенных модификаций. Другие более реалистичны, они могут запустить 70 или 130 тонн. Если «Сатурн-5» могла выводить 140, то почему не использовать её? Для ответа на этот вопрос нужно обратиться к истории создания ракеты.
Пусть и неофициально, но в НАСА о Луне начали задумываться в 1960 году, ещё до речи Кеннеди. Название «Сатурн-5» намекает, что ракета была пятой моделью в семействе. Были другие варианты, даже тяжелее «Сатурна-5». Серия ракет «Нова» смогла бы выводить на низкую околоземную орбиту 300 тонн и выше, но навсегда осталась на чертёжной доске. В 1962 году программа разработки «Новы» была свёрнута из-за выбора схемы полёта с отдельным лунным модулем, что снижало требования по массе летательного аппарата.
Ракета обладала беспрецедентной сложностью. Стоял вопрос, кто будет её строить. Фон Браун выбрал разделение труда. Это позволяло ему выбирать лучших из лучших во всей промышленности. Он мог задействовать самых опытных людей из каждой из компаний. Скорость разработки действительно получилась высокой. Для подрядчиков решение означало крупные заказы, а не огромный заказ для кого-то одного. В итоге основная доля распределялась между тремя компаниями: «Боинг», North American Aviation и «Дуглас». Они производили три ступени, из которых состоит «Сатурн-5».
На S-IC установлены 5 двигателей Rocketdyne F-1, которые работают на жидком кислороде и керосине. Первая ступень производилась компанией «Боинг» на заводе Michoud Assembly Facility в Новом Орлеане в штате Луизиана. Прогон в аэродинамической трубе проходил в Сиэттле. Ступень была создана конструкторами из Космического центра Маршалла, ведущего центра НАСА.
За S-II отвечала North American Aviation. В движение ступень приводилась пятью двигателям J-2 от компании Rocketdyne на жидких водороде и кислороде. Сборка производилась в Сил-Бич в штате Калифорния. Douglas Aircraft Company строила третью ступень S-IVB в Хантингтон-Бич в Калифорнии. Как и на второй, здесь стоял двигатель J-2, но один. Он работал на тех же водороде и кислороде. Третья ступень умещалась в самолёт Pregnant Guppy, а две другие приходилось доставлять на мыс Канаверал по воде. Иногда они проводили по 70 дней в море.
Полётом трёх ступеней управлял инструментальный модуль конструкции Космического центра Маршалла и сборки IBM. Конструкторы решили разделить системы навигации корабля и ракеты по ряду причин. В их числе была надёжность. Решение спасло жизни: во время полёта «Аполлона-12» в ракету ударила молния. Компьютер «Аполлона» отключился, а «Сатурна-5» — нет.
Разделение труда оказалось палкой о двух концах. Всего в производстве ракеты было задействовано более 20 тыс. подрядчиков и субподрядчиков. Не все из них существуют и поныне. Сегодня North American Aviation ушла в прошлое как отдельная организация — компания была продана «Боингу» в 1996 году. Также «Боинг» владела Rocketdyne, но позже продала United Technologies Corporation, а последняя передала её Aerojet. Многие компании, которые участвовали в создании ракеты, не дожили до наших дней. Некоторые из оставшихся сменили структуру и несколько поколений сотрудников.
Но ликвидированные организации — это не единственная проблема. Даже если бы все компании всё ещё существовали, они вряд ли смогли бы начать производство. Каждый из подрядчиков держал собственную документацию по производству, которая могла быть утеряна. Даже если она не утеряна, она может храниться на каком-то из складов. На каком, знает человек, который уже там не работает или вообще умер.
За работой подрядчиков следили две группы в Космическом центре Маршалла. Отдел Research and Development Operations следил за целостностью структуры ракеты, а Industrial Operations перечислял денежные средства и принимал работу. Людей, которые знают, как сложить кусочки мозаики, уже нет.
Для «Сатурна-5» не было запланированного использования после «Аполлона». Многое не документировалось должным образом, оставаясь в личных записях инженеров. Сегодня эти кусочки бумаги гниют в чьём-нибудь подвале. Люди знают, где были те или иные документы, помнят важные мелочи, которые нигде не записаны. Ещё нужны операторы, которые будут управлять полётом ракеты. Если сегодня захочется запустить «Сатурн-5», то их нужно будет обучить заново.
Сама постановка вопроса «как были утеряны технологии» неправильна. Мы не живём в каких-то Тёмных веках. Мы не достигли некую эпоху невежества, в которую мы внезапно забыли принципы работы ракетных двигателей. Знания остались, их стало больше. Есть и способность делать ракеты. Почему бы сегодня не построить «Сатурн-5», если он такой мощный?
Почему для разработки новой модели автомобиля или самолёта нужно несколько лет? Все технологии их постройки уже известны. От друг друга они отличаются лишь незначительными улучшениями, пусть иногда и есть полностью новые разработки. Даже модификации уже существующей базовой модели занимают значительные промежутки времени. Так происходит, потому что это — очень сложные устройства с множеством деталей, которые производятся несколькими различными компаниями.
Ракета-носитель для высадки хрупкого человека на другое небесное тело требует ещё большей точности отдельных деталей. Её допуски, допустимые различия размеров, меньше, чем для какого-нибудь автомобиля. Поэтому при создании и постройке такого устройства тысячи часов тратятся на испытания и доработки. Нужна сложная техническая экспертиза. В её результате команда разработчиков приобретает уникальный опыт, которого нет ни у кого другого в мире. Опыт работы над «Сатурном-5» должен быть у любого, кто хочет повторить «Сатурн-5». Но людей нет.
Управление работой ракеты отражено в технической документации, которая является результатом моделирования и испытаний. Допустим, документация откуда-то появится. Ракета «Сатурн-5» состоит из более 3 миллионов деталей. Сам корабль «Аполлон» и лунный модуль добавляют ещё несколько миллионов. Сборка и управление подобными аппаратами — сложные процессы, масштаб запутанности которых едва поддаётся человеческому сознанию. Любые изменения в конструкции тоже потребуют изменений и переписывания этой бумаги с инструкциями.
А изменения потребуются. По окончании программы «Аполлон» заводы, которые выпускали детали для ракет, либо были закрыты, либо начали выпускать что-то ещё. Сборочные линии были разобраны, шаблоны и формы были уничтожены за ненадобностью. Инженеры, рабочие-механики, учёные и операторы управления полётом занялись другой работой. Со временем устарели материалы, некоторые из них уже не производят.
Устаревшие материалы можно заменить. (Или можно воссоздать половину промышленности США образца начала шестидесятых.) Замена материалов поменяет массу, напряжения, давления и взаимодействия между деталями. Изменятся неисправности и возможности летательного аппарата. Можно провести техническую экспертизу. Несколько лет уйдёт на повторное проведение испытаний и моделирование. Можно сформировать новые методики действий и операции по управлению, написать новую документацию. Можно обучить людей. Но всё это означает фактическое создание ракеты с нуля.
Рассматривалась возможность использовать двигатели F-1 первой ступени в будущей ракете SLS на боковых ускорителях. Разумеется, их не хотели копировать полностью. Современные средства разработки и системы автоматизированного проектирования обладают большей мощностью и простотой процесса для конструктора. За пятьдесят лет было создано много нового, поэтому сегодня можно сделать более эффективные узлы. Можно начать улучшать отдельные части. Именно на это и был направлен проект F-1B: один из двигателей F-1 разобрали и прогнали 3D-сканером.
Текущий проект SLS использует двигатели и твердотопливые ускорители шаттлов — от F-1B отказались. Конгресс США предъявляет свои требования к подрядчикам программы SLS, и они куда жёстче, чем в эпоху лунной гонки. За это проект в шутку прозвали Senate Launch System.
«Сатурн-5» оказался слишком дорогой ракетой. Стоимость запуска в 1969 году составляла 3,19 млрд долларов с учётом инфляции. На смену пришла программа Space Shuttle, целью которой ставилось удешевление стоимости пуска до 118 долларов за фунт (≈1520 $ за килограмм в сегодняшних деньгах). Из-за неожиданной сложности всех операций, смены конструкции и раздутия бюджета шаттлы никогда не достигли этой цели, став в разы дороже. Доставить человека на Марс должна SLS, стоимость которой тоже не радует.
По материалам блога Эми Шира Тейтель и ответа Роберта Фроста.
www.pravda-tv.ru
| Сатурн-5 | |
| Первая ракета «Сатурн-5» (AS-501) на стартовой площадке, перед запуском «Аполлон-4». Фото НАСА | |
| Страна | США |
| Семейство | Сатурн |
| Назначение | ракета-носитель |
| Изготовитель | Boeing (S-IC)North American (S-II)Douglas (S-IVB) |
| Количество ступеней | 3 |
| Длина | 110,6 м |
| Диаметр | 10,1 м |
| Стартовая масса | 2965 т при запуске Аполлона-16[1] |
| Масса полезной нагрузки | |
| — на НОО | ~140т (связка корабля Аполлон и третьей ступени носителя с остатком топлива) Третья ступень являлась полезной нагрузкой, т.к. выводила корабль к Луне. |
| — на траекторию к Луне | 65,5 т (46,8 - корабль «Аполлон» + 18,7 - 3-я ступень с остатками топлива). |
| Состояние | программа закрыта |
| Места запуска | стартовый комплекс LC-39, Космический центр им. Джона Ф. Кеннеди |
| Число запусков | 13 |
| — успешных | 13 |
| — неудачных | 0 |
| Первый запуск | 9 ноября 1967 |
| Последний запуск | 14 мая 1973 |
| Стартовая масса | 2290 тонн |
| Маршевые двигатели | 5 × F-1 |
| Тяга | 34 343 кН (суммарная у земли) |
| Удельный импульс | 263 c (2580 Н·с/кг) |
| Время работы | 165 с |
| Горючее | керосин |
| Окислитель | жидкий кислород |
| Стартовая масса | 496,2 тонн |
| Маршевые двигатели | 5 × J-2 |
| Тяга | 5096 кН (суммарная в вакууме) |
| Удельный импульс | 421 с (4130 Н·с/кг) |
| Время работы | 360 с |
| Горючее | жидкий водород |
| Окислитель | жидкий кислород |
| Стартовая масса | 123 тонны |
| Маршевый двигатель | J-2 |
| Тяга | 1019,2 кН (в вакууме) |
| Удельный импульс | 421 с (4130 Н·с/кг) |
| Время работы | 165 + 335 с (2 включения) |
| Горючее | жидкий водород |
| Окислитель | жидкий кислород |
Сатурн-5 (англ. Saturn V) — американская ракета-носитель. Использовалась для реализации пилотируемой посадки на Луну и подготовке к ней по программе «Аполлон», а также в двухступенчатом варианте для выведения на околоземную орбиту орбитальной станции «Скайлэб». Главный конструктор Вернер фон Браун.
Ракета «Сатурн-5» остаётся самой грузоподъемной, наиболее мощной, самой тяжёлой и самой большой из созданных на данный момент человечеством ракет, выводивших полезную нагрузку на орбиту[2][3]. Ракета могла вывести на низкую околоземную орбиту 141 т (эта масса включает в себя корабль «Аполлон» и массу последней ступени с остатками топлива для разгона к Луне), и на траекторию к Луне 47 т полезного груза (65,5 т вместе с 3-й ступенью носителя). Полная масса, выведенная на орбиту при запуске станции Скайлэб, составила 147,36 тонн, в том числе станция Скайлэб с головным обтекателем — 88,5 т и вторая ступень с остатком топлива и не отделившимся переходником.
Ракета-носитель выполнена по трёхступенчатой схеме, с последовательным расположением ступеней.
На первой ступени устанавливались пять кислородно-керосиновых ЖРД F-1, которые по сей день остаются самыми мощными однокамерными ракетными двигателями из когда-либо летавших.
На второй устанавливались пять двигателей, работающих на топливной паре жидкий водород-жидкий кислород, на третьей ступени — один водородно-кислородный ЖРД, аналогичный использованному на второй ступени.
С 1960 по начало 1962 гг. в Центре космических полетов им. Джорджа Маршалла НАСА рассматривались проекты ракет-носителей серии «Сатурн C» (Сатурн C-1, C-2, C-3, C-4) для осуществления (кроме «Сатурн C-1», предназначенной только для полётов на околоземную орбиту; проект «Сатурн C-1» был реализован впоследствии в ракете-носителе «Сатурн-1») пилотируемого полёта на Луну.
Ракеты-носители, разрабатывавшиеся по проектам C-2, C-3 и C-4, предполагалось использовать для сборки на орбите Земли лунного корабля, после чего он должен был выйти на траекторию к Луне, прилуниться и взлететь с Луны. Масса такого корабля на околоземной орбите должна была составлять, по разным проектам, от примерно 140 до более чем 300 тонн.
«» должна была выводить на низкую околоземную орбиту полезную нагрузку массой в 21,5 тонны, по этому проекту предполагалось собрать корабль для полёта на Луну за пятнадцать пусков[4].
По проекту «» предусматривалось создание трёхступенчатой ракеты-носителя, на первой ступени которой должны были быть установлены два двигателя F-1, на второй — четыре двигателя J-2, а третья ступень представляла собой вторую ступень ракеты-носителя «Сатурн-1» — . «» должна была выводить на низкую околоземную орбиту полезную нагрузку массой 36,3 тонны, и по этому проекту лунный корабль должен был быть собран за четыре или пять пусков[5].
«» также должна была быть трёхступенчатой ракетой, первая ступень которой должна была иметь четыре двигателя F-1, вторая ступень была той же, что и на C-3, и третьей ступенью была S-IVB — увеличенный вариант ступени . «» должна была выводить на низкую околоземную орбиту полезную нагрузку массой 99 тонн и по этому проекту лунный корабль должен был быть собран за два запуска[6].
10 января 1962 года НАСА опубликовала планы строительства ракеты-носителя «Сатурн C-5». На первой её ступени должны были быть установлены пять двигателей F-1, на второй ступени — пять двигателей J-2, и на третьей — один J-2[7]. С-5 должна была выводить на траекторию к Луне полезную нагрузку массой 47 тонн.
В начале 1963 года НАСА окончательно выбрала схему пилотируемой экспедиции на Луну (основной корабль остаётся на орбите Луны, посадку же на неё совершает специальный лунный модуль) и дало ракете-носителю «Сатурн C-5» новое имя — «Сатурн-5».
«Сатурн-5» состояла из трёх ступеней: S-IC — первая ступень, S-II — вторая и S-IVB — третья. Все три ступени использовали жидкий кислород как окислитель. Горючим в первой ступени был керосин, а во второй и третьей — жидкий водород
S-IC производилась компанией «Боинг». На ступени было установлено пять кислородно-керосиновых двигателей F-1, суммарная тяга которых была более 34 000 кН. Первая ступень работала около 160 секунд, разгоняла последующие ступени и полезную нагрузку до скорости около 2,7 км/с (в инерциальной системе отсчета; 2,3 км/с относительно земли), и отделялась на высоте около 70 километров[8]. После разделения ступень поднималась до высоты около 100 км, затем падала в океан. Один из пяти двигателей был зафиксирован в центре ступени, четыре других симметрично расположены по краям под обтекателями и могли поворачиваться для управления вектором тяги. В полёте центральный двигатель выключался раньше, чтобы уменьшить перегрузки. Диаметр первой ступени 10 метров (без обтекателей и аэродинамических стабилизаторов), высота 42 метра.
S-II производилась компанией «Норт Америкэн». Ступень использовала пять кислородно-водородных двигателей J-2, общая тяга которых составляла около 5100 кН. Как и на первой ступени, один двигатель был в центре и на внешнем круге четыре остальных, которые могли поворачиваться для управления вектором тяги. Высота второй ступени 24,9 метра, диаметр 10 метров, как и у первой ступени. Вторая ступень работала приблизительно 6 минут, разгоняя ракету-носитель до скорости 6,84 км/с и выводя её на высоту 185 км[9].
S-IVB производилась компанией «Дуглас» (с 1967 г. — компанией «Мак-Доннэл Дуглас»). На ступени был установлен один двигатель J-2, который использовал жидкий кислород в качестве окислителя и жидкий водород в качестве горючего (аналогично второй ступени S-II). Ступень развивала тягу более 1000 кН. Размеры ступени: высота 17,85 метра, диаметр 6,6 метра. Во время полётов на Луну ступень включалась дважды, первый раз на 2,5 минуты для довыведения «Аполлона» на околоземную орбиту и во второй раз — для вывода «Аполлона» на траекторию к Луне.
Для перевозки ракет «Сатурн-5» к стартовой площадке использовались специальные гусеничные транспортёры (англ. crawler-transporter). В то время (1965—1969 годы; до появления в 1969 году шагающего экскаватора 4250-W) они являлись крупнейшими и наиболее тяжёлыми образцами наземной самоходной техники в мире. Эти транспортёры также оставались самыми большими и тяжелыми гусеничными машинами в мире до 1978 года (когда появился экскаватор Bagger 288).
Орбитальная станция «Скайлэб» была изготовлена из неиспользованной второй ступени ракеты-носителя «Сатурн-1Б» — S-IVB. Первоначально планировалось, что ступень будет преобразована в орбитальную станцию уже непосредственно на околоземной орбите: после того как она вместе с наружным полезным грузом будет выведена на орбиту в качестве действующей ракетной ступени, освободившийся бак жидкого водорода прибывшие космонавты переоборудовали бы в жилой орбитальный модуль, правда без иллюминаторов. Однако после отмены (в 1970 году, вследствие резкого урезания перспективного бюджета НАСА) миссии «Аполлон-20», а затем и отмены (в том же году) полётов «Аполлонов −18 и −19» к Луне, НАСА отказалось от этого плана — теперь в её распоряжении оставалось три неиспользованных ракеты-носителя «Сатурн-5», которые могли вывести на орбиту полностью оснащённую орбитальную станцию без необходимости использования её в качестве ракетной ступени.
Орбитальная станция «Скайлэб» была запущена 14 мая 1973 года с помощью двухступенчатой модификации ракеты-носителя «Сатурн-5».
С 1964 года по 1973-й из федерального бюджета США было выделено на программу «Сатурн-5» 6,5 миллиарда долларов. Максимум пришелся на 1966 год — 1,2 миллиарда[10]. С учетом инфляции на программу «Сатурн-5» было за этот период потрачено 47.25 миллиардов долларов в ценах 2014 года[11]. Приблизительная стоимость одного запуска «Сатурн-5» составляла 1,19 миллиарда долларов в ценах 2014 года.
Одна из главных причин досрочного прекращения лунной программы США после трёх облётов Луны пилотируемыми кораблями (в том числе один — «Аполлон-13» — аварийный) и шести успешных высадок на Луну (первоначально планировались два облёта пилотируемыми кораблями и 10 высадок) была её высокая стоимость. Так, в 1966 году НАСА получила самый большой (если учитывать инфляцию) бюджет за свою историю — 4,5 миллиарда долларов (что составляло около 0,5 процента тогдашнего ВВП США).
В 1967-73 гг произведено 13 пусков ракеты-носителя «Сатурн-5». Все признаны успешными[12].
Коллаж запусков ракеты-носителя «Сатурн-5»encyclopaedia.bid
В СМИ всё чаще говорят о так называемом «лунном заговоре», конспирологической теории, которая утверждает, что полёт и высадка на Луну в рамках космической программы «Аполлон» были сфабрикованы. Является ли это политической спекуляцией, какие цели преследуют эти обсуждения — это немного другой вопрос. Иногда незамутнённые потоки сознания выплёскиваются и на «Гиктаймс».
Часто говорят, что ракета «Сатурн-5» была слишком хороша для того, чтобы быть реальной. Если она существовала, зачем нужно было начинать программу шаттлов, которые в конечном итоге оказались дороже предшественника- Если она существовала, зачем сейчас вести с нуля разработку сверхтяжёлой ракеты SLS с похожими характеристиками- Как вообще можно утерять технологию производства-
«Сатурн-5» — ракета, созданная для обеспечения вывода пилотируемых космических кораблей «Аполлон» на траекторию полёта к Луне. Людей нужно было не только запустить, но и предусмотреть возможность безопасного возвращения. То есть нужно было обеспечить мягкое приземление на поверхность Луны двух человек с оборудованием и системами жизнеобеспечения, взлёт с Луны и возврат на Землю с теплозащитой при входе в атмосферу. Часть массы удалось сэкономить за счёт разделения лунного модуля, который садился на Луну, от командного, который оставался на орбите Луны.
Но ракета всё равно потребовалась огромная: «Сатурн-5» мог выводить на низкую околоземную орбиту 140 тонн. Для сравнения: часто используемая тяжёлая ракета «Протон» выводит 22 тонны. Последний из запущенных «Сатурнов-5» вывел на орбиту космическую станцию «Скайлэб» массой 77 тонн — только многомодульный «Мир» смог побить этот рекорд. «Скайлэб» был настолько огромным, что при потере точки опоры астронавт мог повиснуть и застрять в таком положении на несколько минут, пока система вентиляции не сдует к одной из стенок. «Сатурн-5» остаётся самой мощной ракетой в истории, её рекорд пока никто не смог побить.
Человечество смотрит вперёд и хочет новых достижений. Сегодня взгляд НАСА устремлён на Марс. И пусть Конгресс с неохотой даёт деньги, но ведётся разработка ракеты Space Launch System (SLS). Если грубо обрисовать её, то это трёхступенчатая ракета с двумя усиленными твердотопливными ускорителями с шаттлов. На её первой ступени установлены четыре двигателя шаттлов. В своей самой тяжёлой модификации SLS должна побить рекорд «Сатурна-5» — Block III сможет выводить 150 тонн на низкую околоземную орбиту.
Но это лишь самая тяжёлая из предложенных модификаций. Другие более реалистичны, они могут запустить 70 или 130 тонн. Если «Сатурн-5» могла выводить 140, то почему не использовать её- Для ответа на этот вопрос нужно обратиться к истории создания ракеты
Пусть и неофициально, но в НАСА о Луне начали задумываться в 1960 году, ещё до речи Кеннеди. Название «Сатурн-5» намекает, что ракета была пятой моделью в семействе. Были другие варианты, даже тяжелее «Сатурна-5». Серия ракет «Нова» смогла бы выводить на низкую околоземную орбиту 300 тонн и выше, но навсегда осталась на чертёжной доске. В 1962 году программа разработки «Новы» была свёрнута из-за выбора схемы полёта с отдельным лунным модулем, что снижало требования по массе летательного аппарата.
Ракета обладала беспрецедентной сложностью. Стоял вопрос, кто будет её строить. Фон Браун выбрал разделение труда. Это позволяло ему выбирать лучших из лучших во всей промышленности. Он мог задействовать самых опытных людей из каждой из компаний. Скорость разработки действительно получилась высокой. Для подрядчиков решение означало крупные заказы, а не огромный заказ для кого-то одного. В итоге основная доля распределялась между тремя компаниями: «Боинг», North American Aviation и «Дуглас». Они производили три ступени, из которых состоит «Сатурн-5».
На S-IC установлены 5 двигателей Rocketdyne F-1, которые работают на жидком кислороде и керосине. Первая ступень производилась компанией «Боинг» на заводе Michoud Assembly Facility в Новом Орлеане в штате Луизиана. Прогон в аэродинамической трубе проходил в Сиэттле. Ступень была создана конструкторами из Космического центра Маршалла, ведущего центра НАСА.
За S-II отвечала North American Aviation. В движение ступень приводилась пятью двигателям J-2 от компании Rocketdyne на жидких водороде и кислороде. Сборка производилась в Сил-Бич в штате Калифорния. Douglas Aircraft Company строила третью ступень S-IVB в Хантингтон-Бич в Калифорнии. Как и на второй, здесь стоял двигатель J-2, но один. Он работал на тех же водороде и кислороде. Третья ступень умещалась в самолёт Pregnant Guppy, а две другие приходилось доставлять на мыс Канаверал по воде. Иногда они проводили по 70 дней в море.
Полётом трёх ступеней управлял инструментальный модуль конструкции Космического центра Маршалла и сборки IBM. Конструкторы решили разделить системы навигации корабля и ракеты по ряду причин. В их числе была надёжность. Решение спасло жизни: во время полёта «Аполлона-12» в ракету ударила молния. Компьютер «Аполлона» отключился, а «Сатурна-5» — нет.
Разделение труда оказалось палкой о двух концах. Всего в производстве ракеты было задействовано более 20 тыс. подрядчиков и субподрядчиков. Не все из них существуют и поныне. Сегодня North American Aviation ушла в прошлое как отдельная организация — компания была продана «Боингу» в 1996 году. Также «Боинг» владела Rocketdyne, но позже продала United Technologies Corporation, а последняя передала её Aerojet. Многие компании, которые участвовали в создании ракеты, не дожили до наших дней. Некоторые из оставшихся сменили структуру и несколько поколений сотрудников.
Но ликвидированные организации — это не единственная проблема. Даже если бы все компании всё ещё существовали, они вряд ли смогли бы начать производство. Каждый из подрядчиков держал собственную документацию по производству, которая могла быть утеряна. Даже если она не утеряна, она может храниться на каком-то из складов. На каком, знает человек, который уже там не работает или вообще умер.
За работой подрядчиков следили две группы в Космическом центре Маршалла. Отдел Research and Development Operations следил за целостностью структуры ракеты, а Industrial Operations перечислял денежные средства и принимал работу. Людей, которые знают, как сложить кусочки мозаики, уже нет.
Для «Сатурна-5» не было запланированного использования после «Аполлона». Многое не документировалось должным образом, оставаясь в личных записях инженеров. Сегодня эти кусочки бумаги гниют в чьём-нибудь подвале. Люди знают, где были те или иные документы, помнят важные мелочи, которые нигде не записаны. Ещё нужны операторы, которые будут управлять полётом ракеты. Если сегодня захочется запустить «Сатурн-5», то их нужно будет обучить заново.
Сама постановка вопроса «как были утеряны технологии» неправильна. Мы не живём в каких-то Тёмных веках. Мы не достигли некую эпоху невежества, в которую мы внезапно забыли принципы работы ракетных двигателей. Знания остались, их стало больше. Есть и способность делать ракеты. Почему бы сегодня не построить «Сатурн-5», если он такой мощный-
Почему для разработки новой модели автомобиля или самолёта нужно несколько лет- Все технологии их постройки уже известны. От друг друга они отличаются лишь незначительными улучшениями, пусть иногда и есть полностью новые разработки. Даже модификации уже существующей базовой модели занимают значительные промежутки времени. Так происходит, потому что это — очень сложные устройства с множеством деталей, которые производятся несколькими различными компаниями.
Ракета-носитель для высадки хрупкого человека на другое небесное тело требует ещё большей точности отдельных деталей. Её допуски, допустимые различия размеров, меньше, чем для какого-нибудь автомобиля. Поэтому при создании и постройке такого устройства тысячи часов тратятся на испытания и доработки. Нужна сложная техническая экспертиза. В её результате команда разработчиков приобретает уникальный опыт, которого нет ни у кого другого в мире. Опыт работы над «Сатурном-5» должен быть у любого, кто хочет повторить «Сатурн-5». Но людей нет.
Управление работой ракеты отражено в технической документации, которая является результатом моделирования и испытаний. Допустим, документация откуда-то появится. Ракета «Сатурн-5» состоит из более 3 миллионов деталей. Сам корабль «Аполлон» и лунный модуль добавляют ещё несколько миллионов. Сборка и управление подобными аппаратами — сложные процессы, масштаб запутанности которых едва поддаётся человеческому сознанию. Любые изменения в конструкции тоже потребуют изменений и переписывания этой бумаги с инструкциями.
А изменения потребуются. По окончании программы «Аполлон» заводы, которые выпускали детали для ракет, либо были закрыты, либо начали выпускать что-то ещё. Сборочные линии были разобраны, шаблоны и формы были уничтожены за ненадобностью. Инженеры, рабочие-механики, учёные и операторы управления полётом занялись другой работой. Со временем устарели материалы, некоторые из них уже не производят.
Устаревшие материалы можно заменить. (Или можно воссоздать половину промышленности США образца начала шестидесятых.) Замена материалов поменяет массу, напряжения, давления и взаимодействия между деталями. Изменятся неисправности и возможности летательного аппарата. Можно провести техническую экспертизу. Несколько лет уйдёт на повторное проведение испытаний и моделирование. Можно сформировать новые методики действий и операции по управлению, написать новую документацию. Можно обучить людей. Но всё это означает фактическое создание ракеты с нуля.
Рассматривалась возможность использовать двигатели F-1 первой ступени в будущей ракете SLS на боковых ускорителях. Разумеется, их не хотели копировать полностью. Современные средства разработки и системы автоматизированного проектирования обладают большей мощностью и простотой процесса для конструктора. За пятьдесят лет было создано много нового, поэтому сегодня можно сделать более эффективные узлы. Можно начать улучшать отдельные части. Именно на это и был направлен проект F-1B: один из двигателей F-1 разобрали и прогнали 3D-сканером.+
Текущий проект SLS использует двигатели и твердотопливые ускорители шаттлов — от F-1B отказались. Конгресс США предъявляет свои требования к подрядчикам программы SLS, и они куда жёстче, чем в эпоху лунной гонки. За это проект в шутку прозвали Senate Launch System.
«Сатурн-5» оказался слишком дорогой ракетой. Стоимость запуска в 1969 году составляла 3,19 млрд долларов с учётом инфляции. На смену пришла программа Space Shuttle, целью которой ставилось удешевление стоимости пуска до 118 долларов за фунт (≈1520 $ за килограмм в сегодняшних деньгах). Из-за неожиданной сложности всех операций, смены конструкции и раздутия бюджета шаттлы никогда не достигли этой цели, став в разы дороже. Доставить человека на Марс должна SLS, стоимость которой тоже не радует.
Newsland.ru
maxpark.com
Сатурн-5 (англ. Saturn V) — американская ракета-носитель. Ракета «Сатурн-5» остаётся самой грузоподьемной, наиболее мощной, самой тяжелой и самой большой из созданных на данный момент человечеством ракет, выводивших полезную нагрузку на орбиту[1] — детище выдающегося конструктора ракетной техники Вернера фон Брауна, она могла вывести на низкую околоземную орбиту 141 т и на траекторию к Луне 47 т полезного груза (65,5 т вместе с 3-й ступенью носителя). «Сатурн-5» использовалась для реализации программы американских лунных миссий (в том числе с её помощью была осуществлена первая высадка человека на Луну 20 июля 1969 года), а также (в двухступенчатом варианте) для выведения на околоземную орбиту орбитальной станции «Скайлэб»
Ракета-носитель выполнена по трёхступенчатой схеме, с последовательным расположением ступеней. На первой ступени устанавливались пять кислородно-керосиновых ЖРД F-1, которые по сей день остаются самыми мощными однокамерными ракетными двигателями из когда-либо летавших. На второй, устанавливались пять двигателей работающих на топливной паре жидкий водород-жидкий кислород, на третьей ступени — один водородно-кислородный ЖРД, аналогичный использованному на второй ступени.
С 1960 по начало 1962 гг. в Центре космических полетов им. Джорджа Маршалла НАСА рассматривались проекты ракет-носителей серии «Сатурн C» (Сатурн C-1, C-2, C-3, C-4) для осуществления (кроме «Сатурн C-1», предназначенной только для полетов на околоземную орбиту; проект «Сатурн C-1» был реализован впоследствии в ракете-носителе «Сатурн-1») пилотируемого полета на Луну.
Ракеты-носители, разрабатывавшиемя по проектам C-2, C-3 и C-4, предполагалось использовать для сборки на орбите Земли лунного корабля, после чего он должен был выйти на траекторию к Луне, прилуниться и взлететь с Луны. Масса такого корабля на околоземной орбите должна была составлять, по разным проектам, от примерно 140 до более чем 300 тонн.
«Сатурн С-2» должена была выводить на низкую околоземную орбиту полезную нагрузку массой в 21,5 тонны, по этому проекту предполагалось собрать корабль для полета на Луну за пятнадцать пусков[2].
По проекту «Сатурн C-3» предусатривалось создание трёхступенчатой ракеты-носителя, на первой ступени которой должны были быть установлены два двигателя F-1, на второй — четыре двигателя J-2, а третья ступень представляла собой вторую ступень ракеты-носителя «Сатурн-1» — S-IV. «Сатурн C-3» должна была выводить на низкую околоземную орбиту полезную нагрузку массой 36,3 тонны и по этому проекту лунный корабль должен был быть собран за четыре или пять пусков[3].
«Сатурн C-4» также должна была быть трёхступенчатой ракетой, первая ступень которой должна была иметь четыре двигателя F-1, вторая ступень была той же, что и на C-3, и третьей ступенью была S-IVB — увеличенный вариант ступени S-IV. «Сатурн C-4» должна была выводить на низкую околоземную орбиту полезную нагрузку массой 99 тонн и по этому проекту лунный корабль должен был быть собран за два запуска[4].
10 января 1962 года НАСА опубликовала планы строительства ракеты-носителя «Сатурн C-5». На первой ее ступени должны были быть установлены пять двигателей F-1, на второй ступени — пять двигателей J-2, и на третьей — один J-2[5]. С-5 должна была выводить на траекторию к Луне полезную нагрузку массой 47 тонн.
В начале 1963 года НАСА окончательно выбрала схему пилотируемой экспедиции на Луну (основной корабль остаётся на орбите Луны, посадку же на нее совершает специальный лунный модуль) и дало ракете-носителю «Сатурн C-5» новое имя — «Сатурн-5».
«Сатурн-5» состояла из трёх ступеней: S-IC — первая ступень, S-II — вторая и S-IVB — третья. Все три ступени использовали жидкий кислород как окислитель. Горючим в первой ступени был керосин, а во второй и третьей — жидкий водород
S-IC производилась компанией «Боинг». На ступени было установлено пять кислородно-керосиновых двигателей F-1, суммарная тяга которых была более 34000 кН. Первая ступень работала 2,5 минуты, разгоняла последующие ступени и полезную нагрузку до скорости 2,68 км/с и выводила их на высоту 68 километров[6]. Один из пяти двигателей был зафиксирован в центре, четыре других расположены диаметрально и могли поворачиваться для управления вектором тяги. В полете центральный двигатель выключался раньше, чтобы уменьшить перегрузки. Диаметр первой ступени 10 метров, высота 42 метра.
S-II производилась компанией «Норт Америкэн». Ступень использовала пять кислородно-водородных двигателей J-2, общая тяга которых составляла около 5100 кН. Как и на первой ступени, один двигатель был в центре и на внешнем круге четыре остальных, которые могли поворачиваться для управления вектором тяги. Высота второй ступени 24,9 метра, диаметр 10 метров, как и у первой ступени. Она и по сей день является самой мощной ракетной ступенью на криогенном горючем. Вторая ступень работала приблизительно 6 минут, разгоняя ракету-носитель до скорости 6,84 км/с и выводя её на высоту 185 км[7].
S-IVB производилась компанией «Дуглас» (с 1967 г. — компанией «Мак-Доннэл Дуглас»). На ступени был установлен один двигатель J-2, который использовал жидкий кислород и жидкий водород, как окислитель и горючее соответственно (аналогично второй ступени S-II). Ступень развивала тягу более 1000 кН. Размеры ступени: высота 17,85 метра, диаметр 6,6 метра. Во время полётов на Луну ступень включалась дважды, первый раз на 2,5 минуты для довыведения «Аполлона» на околоземную орбиту и во второй раз — для вывода «Аполлона» на траекторию к Луне.
Для перевозки ракет «Сатурн-5» к стартовой площадке использовались специальные гусеничные транспортёры (англ. crawler-transporter). В то время (1965—1969 гг.; до появления в 1969 г. шагающего экскаватора 4250-W) они являлись крупнейшими и наиболее тяжелыми образцами наземной самоходной техники в мире. Эти транспортеры также оставались самыми большими и тяжелыми гусеничными машинами в мире до 1978 г. (когда появился экскаватор Bagger 288).
Орбитальная станция «Скайлэб» была изготовлена из неиспользованной второй ступени ракеты-носителя «Сатурн-1Б» — S-IVB. Первоначально планировалось, что ступень будет преобразована в орбитальную станцию уже непосредственно на околоземной орбите: после того как она будет выведена на орбиту в качестве действующей ракетной ступени, освободившийся бак жидкого водорода должен был быть дооснащён и конструкция превратилась бы в орбитальный модуль. Однако после отмены (в 1970 г., вследствие резкого урезания перспективного бюджета НАСА) миссии «Аполлон-20», а затем и отмены (в том же году) полетов «Аполлонов −18 и −19» к Луне, НАСА отказалось от этого плана — теперь в ее распоряжении оставалось три неиспользованных ракеты-носителя «Сатурн-5», которые могли вывести на орбиту полностью оснащенную орбитальную станцию без необходимости использования ее в качестве ракетной ступени.
Орбитальная станция «Скайлэб» была запущена 14 мая 1973 года с помощью двухступенчатой модификации ракеты-носителя «Сатурн-5».
С 1964 года по 1973-й из федерального бюджета США было выделено на программу «Сатурн-5» 6,5 миллиарда долларов. Максимум пришелся на 1966 год — 1,2 миллиарда[8]. С учетом инфляции на программу «Сатурн-5» было за этот период потрачено 32-45 миллиардов долларов в ценах 2007 года[9]. Приблизительная стоимость одного запуска «Сатурн-5» составляла 2,4-3,5 миллиарда долларов в ценах 2007 года.
Одна из главных причин досрочного прекращения лунной программы США после трех облетов Луны пилотируемыми кораблями (в том числе один — «Аполлон-13» — аварийный) и 6-ти успешных высадок на Луну (первоначально планировались два облета пилотируемыми кораблями и 10 высадок) была её высокая стоимость. Так, в 1966 году НАСА получила самый большой (если учитывать инфляцию) бюджет за свою историю — 4,5 миллиарда долларов (что составляло около 0,5 процента тогдашнего ВВП США).
В 1967-73 гг произведено 13 пусков ракеты-носителя «Сатурн-5». Все признаны успешными[10].
Коллаж запусков ракеты-носителя «Сатурн-5»dic.academic.ru
«Сату́рн V» (англ. Saturn V) — американская ракета-носитель.
Ракета «Сатурн V» остаётся наиболее мощной из созданных на данный момент человечеством. Детище выдающегося конструктора ракетно-космической техники Вернера фон Брауна, она могла вывести на низкую околоземную орбиту 140т и на траекторию к Луне 47 тонн полезного груза. «Сатурн V» использовалась для реализации американских лунных миссий (в том числе с её помощью была осуществлена первая посадка на Луну в июле 1969 года), а также для выведения на околоземную орбиту станции «Скайлэб» (в двухступенчатом варианте). Ракета-носитель трёхступенчатая, на первой ступени устанавливались пять кислородно-керосиновых двигателей, на второй — пять двигателей, работающих на жидких водороде и кислороде, на третьей ступени — один кислородно-водородный двигатель, такой же, как и на второй ступени.С 1960 до 1962 в центре космических полетов им. Маршалла рассматривались проекты ракет-носителей серии Сатурн C (Сатурн C-1, C-2, C-3, C-4), для осуществления пилотируемого полета на Луну. Проект Сатурн C-1 был реализован ракетой-носителем Сатурн I.
Проекты ракет-носителей C-2, C-3 и C-4 предолагалось использовать для сборки на орбите Земли лунного корабля, после чего лунный корабль должен выйти на траекторию к Луне, высадится на Луне и взлететь с нее. Масса такого корабля на земной орбите должна была составлять около 200 тонн.
Сатурн С-2 должен был выводить на низкую околоземную орбиту полезную нагрузку массой в 21.5 тонн, по этому проекту предполагалось собрать корабль для полета на Луну за пятнадцать пусков[1].
По проекту Сатурн C-3 был трехступенчатой ракетой-носителем, на первой ступени были установлены два двигателя F-1, на второй четыре двигателя J-2, и третья ступень — вторая ступень ракеты носителя Сатурн I, S-IV. Сатурн C-3 должен был выводить на низкую околоземную орбиту массой 36,3 тонн, и по этому проекту лунный корабль должен был быть собран за четыре или пять пусков[2].
Сатурн C-4, так же был трехступенчатой ракетой, первая ступень должна была иметь четыре двигателя F-1, ту же вторую ступень, что и на C-3, и третьей ступенью была [3].
10 января 1962 года NASA опубликовало планы строительства ракеты-носителя Сатурн C-5, на первой его ступени были установлены пять двигателей F-1, на второй ступени - пять двигателей J-2, и на третьей один J-2.[4] С-5 должен был выводить на траекторию к Луне полезную нагрузку массой 41 тонны.
В начале 1963 года НАСА окончательно выбрало тип миссии (основной корабль остается на орбите, посадку совершает лунный модуль) и дало ракете-носителю Сатурн C-5 новое имя, Сатурн V.
Схема ракеты-носителя «Сатурн V».
Сатурн V состояла из трех ступеней, S-IC, первая ступень, S-II вторая ступень и S-IVB третья. Все три ступени использовали жидкий кислород как окислитель. Топливом в первой ступени был керосин, а во второй и третьей жидкий водород
S-IC производилась компанией Боинг. На ней было установлено пять кислородно-керосиновых двигателей F-1, суммарная тяга которых была приблизительно 33,4 МН. Первая ступень работала 2,5 минуты, разгоняла последующие ступени и полезную нагрузку до скорости 2,68 км/сек и выводила их на высоту 61 километр.[5] Один из пяти двигателей был зафиксирован в центре, четыре других расположены диаметрально и могли поворачиваться, чтобы контролировать вектор тяги. В полете центральный двигатель выключался раньше, чтобы уменьшить тягу и перегрузки. Диаметр первой ступени 10 метров, высота 42 метра.
Последний запуск Сатурна V, выводящий на низкую земную орбиту космическую станцию «Скайлэб»
Космическая станция «Скайлэб» была изготовлена на земле из неиспользованной второй ступени ракеты носителя Сатурн IB,
Космическая станция «Скайлэб» была запущена 14 мая 1973 года с помощью двухступенчатой модификации ракеты-носителя Сатурн V — Сатурн INT-21.
С 1964 года по 1973, из бюджета США было выделенно 6.5 миллиардов долларов на Сатурн V, максимум в 1966, 1.2 миллиарда.[7] С учетом инфляции на Сатурн V было потраченно 32-45 миллиардов долларов в ценах 2007 года.[8] Приблизительная стоимость одного запуска Сатурна V составляла 2.4-3.5 миллиарда долларов в ценах 2007 года.
Одна из главных причин отмены программы Аполлон после 6 успешных пилотируемых полетов на Луну была её высокая стоимость. В 1966 году NASA получила самый большой бюджет за свою историю - 4.5 миллиарда долларов с учетом инфляции, что составляло около 0.5 процента ВВП США.
Сатурн-5 запускался в дневное и ночное время, при благоприятных и не благоприятных погодных условиях, как показано на коллаже снимков запусков.
| SA-501 | Аполлон 4 | 9 Ноября, 1967 | Первый испытательный полёт |
| SA-502 | Аполлон 6 | 4 Апреля, 1968 | Второй испытательный полёт |
| SA-503 | Аполлон 8 | 21 Декабря, 1968 | Первый пилотируемый испытательный полёт Сатурна-5 с лунным орбитальным модулем. |
| SA-504 | Аполлон 9 | 3 Марта, 1969 | Земная орбита. Испытания лунного модуля. |
| SA-505 | Аполлон 10 | 18 Мая, 1969 | Лунная орбита. Испытания лунного модуля. |
| SA-506 | Аполлон 11 | 16 Июля, 1969 | Первый пилотируемый полёт с посадкой на Луне. |
| SA-507 | Аполлон 12 | 14 Ноября, 1969 | Прилунение около Сервейора 3 (Surveyor 3). |
| SA-508 | Аполлон 13 | 11 Апреля, 1970 | Полет прерван. Команда спасена. |
| SA-509 | Аполлон 14 | 31 Января, 1971 | Прилунение около Фра Мауро (Fra Mauro). |
| SA-510 | Аполлон 15 | 26 Июля, 1971 | Первый лунный Ровер (луноход). |
| SA-511 | Аполлон 16 | 16 Апреля, 1972 | Прилунение у кратера Декарта (Descartes) |
| SA-512 | Аполлон 17 | 6 Декабря, 1972 | Первый и единственный ночной старт. Последний лунный полет Апполона. |
| SA-513 | Скайлэб 1 | 14 Мая, 1973 | Двухступенчатая модификация (Saturn INT-21). На орбиту выведена станция «Скайлэб» |
| SA-514 | Изготовлена для Аполлонов 18/19, но никогда не использовалась. | ||
| SA-515 | Изготовлена в качестве резерва для Скайлэб, но никогда не использовалась. | ||
Wikimedia Foundation. 2010.
Сатурн-1 (ракета-носитель) — Сатурн I Первый старт ракеты носителя «Сатурн I» на 27 октября 1961. Общие сведения … Википедия
Ракета-носитель — Союз с пилотируемым космическим кораблем (СССР). РАКЕТА НОСИТЕЛЬ, многоступенчатая ракета для выведения в космос искусственного спутника Земли, космических кораблей, автоматических межпланетных станций и другого полезного груза. До 90% массы… … Иллюстрированный энциклопедический словарь
РАКЕТА-НОСИТЕЛЬ — РАКЕТА НОСИТЕЛЬ, многоступенчатая ракета для выведения в космос искусственного спутника Земли, космических кораблей, автоматических межпланетных станций и другого полезного груза. До 90% массы ракеты носителя составляет топливо. Максимальная… … Современная энциклопедия
Ракета-носитель — Запуск ракеты носителя «Протон К» с модулем «Звезда» для международной космической станции Ракета носитель (РН, также ракета космического назначения, РКН) аппарат, дейс … Википедия
РАКЕТА-НОСИТЕЛЬ — (РН) многоступенчатая (2 5 ступеней) ракета для выведения в космос ИСЗ, КК, межпланетных КА, орбит. станций и других полезных грузов. В зависимости от энергетич. характеристик и способности выводить на низкую околоземную орбиту полезный груз… … Большой энциклопедический политехнический словарь
Сатурн (ракета-носитель) — «Сатурн» (англ. Saturn) серия американских ракет носителей. Включает ракеты «Сатурн I», «Сатурн IB» и «Сатурн V». Разработка этих ракет велась в рамках программы «Аполлон» … Википедия
Ракета-носитель — многоступенчатая (2 4 ступени) баллистическая Ракета для выведения в космос искусственных спутников Земли, автоматических межпланетных станций, космических кораблей, орбитальных станций и др. полезных грузов. В зависимости от… … Большая советская энциклопедия
Дельта IV (ракета-носитель) — Дельта IV Старт РН Дельта IV Медиум со спутником DSCS III B6 Общие сведения … Википедия
Дельта-4 (ракета-носитель) — Дельта IV Старт РН Дельта IV Медиум со спутником DSCS III B6 Общие сведения … Википедия
N-I (ракета-носитель) — N 1 Общие сведения Страна … Википедия
dic.academic.ru
