Die erste Saturn-5-Rakete: Rückblick, Eigenschaften und interessante Fakten

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-17 10:23

Basierend auf den Entwicklungen des ersten Jahrzehnts des 21. Jahrhunderts ist die Saturn-5-Rakete (in Amerika hergestellt) die stärkste unter ihren Brüdern. Seine dreistufige Struktur wurde in den sechziger Jahren des letzten Jahrhunderts entworfen und sollte eine Person zur Mondoberfläche bringen. Alle notwendigen Schiffe, die mit der Mission betraut waren, den natürlichen Satelliten unseres Planeten zu erforschen, sollten daran befestigt werden.

Gemäß dem Apollo-Programm wurde die Mondlandefähre an der Rakete befestigt, in ihrem Adapter platziert und der Körper des Orbiters daran befestigt. Ein solches Single-Launch-Schema führte zwei Dinge gleichzeitig aus. Zwar gab es auch ein zweistufiges Modell, das nur einmal beim Start der allerersten Raumstation der Vereinigten Staaten von Amerika in die Umlaufbahn - Skylab - verwendet wurde.

Mondprogramm: Mythos oder Wahrheit?

Es ist fast ein halbes Jahrhundert her,aber die Rede von einem fabrizierten Mondprogramm geht unvermindert weiter. Jemand ist sich sicher, dass es ein Scherz ist, Astronauten mit der Saturn-5-Rakete zum Mond zu schicken. Für solche Leute ist jeder Beweis für die großen Errungenschaften der Amerikaner fremd, und ihnen zufolge wurden die Videos gemacht, ohne den Planeten Erde zu verlassen.

Manchmal wird gemunkelt, dass der wunderschön konstruierte Saturn zu perfekt ist, um wahr zu sein. Selbst wenn das Saturn-Programm stattfand, warum haben die Amerikaner es nicht fortgesetzt, indem sie den Verlust aller Konstruktionsunterlagen für die Saturn-5-Rakete anführten, und begannen, Shuttles zu produzieren, die ein Vielfaches mehr kosteten? Warum war es notwendig, den gesamten Workflow zur Entwicklung einer ähnlichen Rakete von Grund auf neu zu beginnen? Und wie könnte es möglich sein, die technologische Karte für die Produktion der Saturn-5-Rakete zu verlieren? Schließlich ist dies kein Sandkorn an einem Sandstrand.

Im Allgemeinen ist die Saturn-5-Rakete die erste ihrer Art, die nicht nur dafür ausgelegt ist, Astronauten zum Mond zu bringen, sondern sie auch erfolgreich nach Hause zurückzubringen. Außerdem musste die Landung mit der gesamten Ausrüstung, einschließlich der Mondlandefähre mit zwei lebenden Passagieren, sehr sanft und sanft sein, sonst wäre es ihr letzter Flug gewesen. Ein Teil der Masse konnte abgetrennt werden, indem die Mondlandefähre vom Kommandoschiff getrennt wurde, das wiederum im Mondorbit verblieb und auf den Abschluss aller Arbeiten wartete.

Die amerikanische Rakete "Saturn-5" konnte bis zu 140 abheben und in die Umlaufbahn bringenTonnen Fracht. Aber zum Beispiel kann die am häufigsten verwendete schwere Rakete "Proton" nur 22 Tonnen auf ihrem "Körper" tragen. Beeindruckender Unterschied, nicht wahr?

Wie Sie wissen, wurden mehrere Saturns produziert, und der letzte startete die Raumstation Skylab mit einem Gewicht von 77 Tonnen. Es war so riesig, dass der Astronaut, wenn der Referenzpunkt im Inneren verloren ging, mehrere Minuten in der Luft hing und auf den Wind aus dem Belüftungssystem wartete. Tatsächlich brach nur Mir, die aus mehreren Modulen bestand, diesen Rekord. Aber es ist die Saturn-5-Rakete, die immer noch das ehrgeizigste Projekt der Welt und die leistungsstärkste Weltraummaschine ist, ein Rekord, den noch keine andere Trägerrakete schlagen konnte.

Geschichte von Saturn V

Das Schiff steht ganz am Anfang seines Lebens vor Schwierigkeiten in Form eines fehlgeschlagenen Starts unter Beteiligung eines unbemannten, schlecht eingestellten Systems. Es folgte die Weigerung, den unbemannten Test zu wiederholen, aber alles endete mit einem "Happy" End, da von 1968 bis 1973 zehn erfolgreiche Starts von Apollo-Raumfahrtprogrammen und der oben erwähnten Raumstation Skylab stattfanden. Und dann wird die Saturn-5-Trägerrakete zu einem Museumsexponat, und ihre Produktion und ihr weiterer Betrieb werden vollständig eingestellt. Diese Periode dauert bis heute an.

Interessante Fakten

Die Vereinigten Staaten begannen bereits 1962 mit der Entwicklung der Saturn-Rakete und vier Jahre später mit dem ersten TestFlug. Genauer gesagt ist der Test völlig fehlgeschlagen, da die zweite Stufe der Rakete, die auf einem Testgelände in der Nähe von St. Louis gestartet werden sollte, einfach explodierte und in Stücke zersplitterte. Historischen Aufzeichnungen zufolge verzögerte sich der unbemannte Flug der Rakete aufgrund endloser Pannen und Mängel ständig, aber im Herbst 1967 konnten die Amerikaner noch erfolgreich sein. Bei der zweiten Testphase des Apollo-6-Programms scheiterte der Versuch der unbemannten Pilotierung jedoch erneut. Von den fünf verfügbaren Triebwerken der ersten Stufe wurden nur drei in Betrieb genommen, das Triebwerk der dritten Stufe sprang überhaupt nicht an, und danach brach für alle unerwartet das ganze Gebilde auseinander.

Trotzdem wurde zehn Tage später eine beispiellose Entscheidung getroffen, die Trägerrakete Saturn V ohne erneute Tests zum Mond zu schicken. Vergessen Sie schließlich nicht den K alten Krieg mit der UdSSR und das Wettrüsten. Alle hatten es eilig und beschlossen trotz der Angst vor irreparablen tragischen Folgen, den natürlichen Satelliten der Erde ohne einen dritten Teststart zu erobern.

Oben wurde über das mystische Verschwinden der technischen Unterlagen und Eigenschaften der Saturn-5-Rakete gesprochen, aber tatsächlich widerlegen die Amerikaner diese Informationen und nennen es ein Fahrrad. Diese Geschichte erschien bereits 1996 in einem wissenschaftlichen Buch über die Entstehungsgeschichte der Raumfahrt. Einfach ausgedrückt, die Autorin berichtete in ihren Zeilen, dass die NASA die Blaupausen einfach verloren habe. Aber laut NASA-Mitarbeiter Paul Shawcross, der eine Position in der Abteilung fürBei der internen Inspektion blieben die Zeichnungen wirklich nicht erh alten, aber die Erfahrung und das technische „Gehirn“blieben intakt: Alle Daten wurden in kleinen Stücken fotografischen Films – Mikrofilm – abgelegt.

Spezifikationen

Was sind die wichtigsten technischen Merkmale der Saturn-5-Rakete? Beginnen wir mit der Tatsache, dass seine Höhe 110 Meter und sein Durchmesser zehn erreicht hat, und mit solchen Parametern könnte er bis zu 150 Tonnen Fracht in den Weltraum bringen und ihn in einer erdnahen Umlaufbahn belassen.

In der klassischen Version hat es drei Stufen: in den ersten beiden jeweils fünf Motoren und in der dritten eine. Der Brennstoff für die erste Stufe war in Form von RP-1-Kerosin mit flüssigem Sauerstoff als Oxidationsmittel und für die zweite und dritte Stufe in Form von flüssigem Wasserstoff mit flüssigem Sauerstoff als Oxidationsmittel. Der Startschub für die Triebwerke der Saturn-5-Rakete betrug 3.500 Tonnen.

Raketendesign

Das Konstruktionsmerkmal der Rakete ist eine Querteilung in drei Stufen, dh jede Stufe ist der vorherigen überlagert. Transportpanzer waren auf allen Etappen anwesend. Die Stufen wurden mit speziellen Adaptern verbunden. Der untere Teil wurde zusammen mit dem Körper der ersten Stufe getrennt, und der obere ringförmige Teil wurde einige zehn Sekunden nach dem Start der Triebwerke der zweiten Stufe getrennt. Das "k alte Schema" der Stufentrennung hat hier funktioniert, dh bis die vorherige verschwindet, können die Motoren der nächsten nicht starten.

Zusätzlich zu den Startmotoren gab es Brems-Festtreibstoffmotoren auf den StufenTrägerrakete "Saturn-5". Ihr Konstrukteur, Wernher von Braun, nutzte sie, um die Treppe mit der Funktion der Selbstlandung auszustatten. Auch im Abteil der dritten Stufe befand sich ein Instrumentenblock, in dem die Rakete gesteuert wurde.

Design der ersten Stufe

Die weltberühmte Boeing wurde ihr Hersteller. Von allen dreien war die erste Stufe die höchste, ihre Länge betrug 42,5 Meter. Betriebszeit - ca. 165 Sekunden. Wenn wir die Stufe von unten nach oben betrachten, finden Sie in ihrem Design direkt das Fach selbst mit fünf Motoren, einem Kraftstofftank mit Kerosin, einem Zwischentankfach, einem Tank mit einem Oxidationsmittel in Form von flüssigem Sauerstoff und einem Frontschürze.

Im Motorraum befanden sich die größten Saturn-V-Motoren - F-1, hergestellt von der amerikanischen Firma Rocketdyne. Das Antriebssystem selbst bestand direkt aus der Antriebsstruktur, den Stabilisierungseinheiten und dem Wärmeschutz. Einer der Motoren war in der Mitte an einer festen Position befestigt, und die anderen vier waren kardanisch aufgehängt. Außerdem wurden Verkleidungen an den Seitentriebwerken angebracht, um die Triebwerke vor aerodynamischen Belastungen zu schützen.

Im Treibstoffraum führten fünf Rohre den Oxidator zum Haupttreibstoff, der bereits fertig konfektioniert über zehn Rohrleitungen zu den Triebwerken geführt wurde. Der Rock hatte die Funktion, die erste und zweite Stufe zu verbinden. Als die Flüge des vierten und sechsten Apollos durchgeführt wurden,Kameras wurden an der Struktur angebracht, um den Betrieb des Kraftwerks, die Stufentrennung und die Kontrolle des flüssigen Sauerstoffs zu überwachen.

Design der zweiten Stufe

Hersteller war die heute zur Holding gehörende Firma "Boeing" - North American. Die Länge der Struktur betrug etwas mehr als 24 Meter und die Betriebszeit vierhundert Sekunden. Die Komponenten der zweiten Stufe wurden in einen oberen Adapter, Kraftstofftanks, ein Fach mit J-2-Motoren und einen unteren Adapter unterteilt, der ihn mit der ersten Stufe verbindet. Der obere Adapter war mit vier zusätzlichen Feststoffmotoren ausgestattet, die für die gleiche Verzögerung wie bei der ersten Stufe ausgelegt waren. Sie wurden nach der Trennung der dritten Stufe gestartet. Der Kraftwerksraum hatte auch einen zentralen Motor und vier periphere.

Design der dritten Stufe

Die dritte, fast achtzehn Meter hohe Struktur wurde von McDonnel Douglas gebaut. Sein Zweck war es, den Orbiter zu starten und das Mondmodul auf die Mondoberfläche zu senken. Die dritte Stufe wurde in zwei Serien hergestellt - 200 und 500. Letztere hatte einen soliden Vorteil in einer erhöhten Heliumversorgung im Falle eines Neustarts des Motors.

Die dritte Stufe bestand aus zwei Adaptern - oben und unten, einem Fach mit Treibstoff und einem Kraftwerk. Das System, das die Kraftstoffzufuhr zu den Motoren regelt, ist mit Sensoren ausgestattet, die die Kraftstoffbilanz messen, sie übertragen Daten direkt an den Bordcomputer. sichdie Motoren könnten sowohl im Dauerbetrieb als auch im Impulsbetrieb eingesetzt werden. Auf Basis dieser dritten Stufe entstand übrigens die amerikanische Raumstation Skylab.

Werkzeugblock

Alle elektronischen Systeme waren in einem knapp einen Meter hohen Werkzeugkasten mit einem Durchmesser von etwa 6,6 Metern untergebracht. Es ist dem dritten Schritt überlagert. Innerhalb des Rings befanden sich Blöcke, die den Start der Rakete, ihre Ausrichtung im Weltraum sowie den Flug entlang einer bestimmten Flugbahn kontrollierten. Es gab auch Navigations- und Notfallgeräte.

Das Steuersystem wurde durch einen Bordcomputer und eine Trägheitsplattform dargestellt. Die gesamte Steuereinheit verfügte über ein Temperaturkontroll- und Thermoregulierungssystem. Absolut die gesamte Rakete war mit Sensoren übersät, die Fehlfunktionen erkennen. Sie übermittelten die gefundenen Daten über den Notzustand des einen oder anderen elektronischen Objekts an das Bedienfeld in der Kabine der Astronauten.

Start vorbereiten

Die gesamte Vorflugkontrolle der Saturn-5-Rakete und des Apollo-Raumfahrzeugs wurde von einer Sonderkommission aus fünfhundert Personen durchgeführt. Tausende von Arbeitern nahmen am Start und Training in Cape Canaveral teil. Die vertikale Montage fand im Space Center statt, fünf Kilometer vom Startplatz entfernt.

Etwa zehn Wochen vor dem Abflug wurden alle Teile der Rakete zum Startplatz transportiert. Für solche schweren Gegenstände wurden Kettenfahrzeuge verwendet. Als alle Teile der Rakete miteinander verbunden waren undAlle Elektrogeräte wurden angeschlossen, die Kommunikation wurde überprüft, einschließlich des Funksystems - sowohl an Bord als auch am Boden.

Ferner begannen immobilisierte Tests der Raketensteuerung, eine Flugsimulation fand statt. Wir haben den Betrieb des Weltraumbahnhofs und des Missionskontrollzentrums in Houston überprüft. Und die letzten Testarbeiten wurden bereits mit direkter Betankung der Tanks bis zum Start der ersten Stufe durchgeführt.

Betrieb starten

Die Vorstartzeit beginnt sechs Tage vor dem Start der Rakete ins All. Dies ist ein Standardverfahren, das mit dem Saturn-5 durchgeführt wurde. In dieser Zeit wurden mehrere Pausen eingelegt, um Ausfälle und eine spätere Abfahrtsverzögerung zu vermeiden. Der letzte Countdown begann 28 Stunden vor dem Start.

Das Befüllen der ersten Stufe dauerte zwölf Stunden. Außerdem wurde nur Kerosin eingefüllt und die Tanks vier Stunden vor dem Start mit flüssigem Sauerstoff versorgt. Vor der Betankung durchliefen alle Tanks einen Kühlvorgang. Das Oxidationsmittel wurde zuerst zu vierzig Prozent den Tanks der zweiten Stufe zugeführt, dann zu hundert Prozent den Tanks der dritten Stufe. Als nächstes wurden die Behälter des zweiten Designs bis zum Ende gefüllt, und erst dann gelangte das Oxidationsmittel in den ersten. Dank eines so interessanten Verfahrens waren die Arbeiter davon überzeugt, dass kein Sauerstoff aus den Tanks der zweiten Stufe ausgetreten war. Die Gesamtlieferzeit für kryogenen Kraftstoff während des Auftankens betrug 4,5 Stunden.

Nachdem alle Systeme vorbereitet waren, wurde die Rakete in den Automatikmodus gesch altet. Von den fünf Motoren der ersten Stufe wurde zuerst der zentrale feste gestartet und erst dann die peripheren nach dem umgekehrten Schema. Als nächstes reinFünf Sekunden lang war die Rakete in der Warteschleife und verließ dann sanft die H alterungen, die sie freigaben, wobei sie zu den Seiten abwich.

Der Computer, der sich in der Instrumenteneinheit befand, steuerte das Nicken und Rollen der Rakete. Alle Nickmanöver endeten nach 31 Flugsekunden, aber das Programm pulsierte weiter, bis die erste Stufe vollständig getrennt war.

Der dynamische Druck begann in der siebzigsten Sekunde. Periphere Motoren arbeiteten bis zum Ende des Treibstoffs in den Tanks, und der mittlere sch altete weitere 131 Sekunden nach dem Start ab, um große Überlastungen des Raketenkörpers zu verhindern. Die Trennung der ersten Stufe erfolgte etwa 65 Kilometer über der Erdoberfläche, und die Geschwindigkeit der Rakete betrug zu diesem Zeitpunkt bereits 2,3 Kilometer pro Sekunde.

Aber beim Trennen fiel die Bühne nicht sofort herunter. Gemäß den Konstruktionsmerkmalen stieg es weiter auf hundert Kilometer und ging erst dann in einer Entfernung von 560 Kilometern vom Startplatz in die Gewässer des Atlantischen Ozeans ein.

Der Start der Triebwerke der zweiten Stufe begann eine Sekunde nach dem Abdocken der ersten Stufe. Alle fünf Kraftwerke wurden gleichzeitig gestartet und nach 23 Sekunden wurde der untere Adapter der zweiten Stufe zurückgesetzt. Danach nahm die Crew die Sache am Bordcomputer selbst in die Hand. Die Trennung der zweiten Stufe erfolgte in einer Höhe von 190 Kilometern über der Erdoberfläche, und die Arbeit wurde auf die Hauptmaschine übertragen. Astronauten waren dafür verantwortlich. UndNach dem Start des Raumfahrzeugs in die Mondumlaufbahn trennte sich die dritte Stufe vom gesteuerten Modul, als der Motor nach achtzig Minuten manuell abgestellt wurde. So konnte "Saturn-5" Astronauten zum Mond bringen und die Amerikaner zu den ersten Eroberern des natürlichen Erdtrabanten machen.