První raketa Saturn-5: recenze, charakteristiky a zajímavá fakta

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-17 10:22

Na základě vývoje v první dekádě 21. století je raketa Saturn-5 (americké výroby) nejvýkonnější mezi svými bratry. Jeho třístupňová struktura byla navržena v šedesátých letech minulého století a měla dopravit člověka na měsíční povrch. K němu měly být připojeny všechny potřebné lodě, které byly pověřeny průzkumem přirozené družice naší planety.

Podle programu Apollo byl lunární modul připojen k raketě, umístěn uvnitř jejího adaptéru a tělo orbiteru bylo k němu připojeno. Takové schéma s jedním spuštěním provádělo dvě věci najednou. Pravda, existoval i dvoustupňový model, který byl použit pouze jednou při startu vůbec první vesmírné stanice Spojených států amerických na oběžnou dráhu - Skylab.

Lunární program: mýtus nebo pravda?

Je to téměř půl století,ale řeči o vykonstruovaném lunárním programu pokračují v nezmenšené míře. Někdo si je jistý, že vyslání astronautů na Měsíc pomocí rakety Saturn-5 je podvod. Pro takové lidi je jakýkoli důkaz o velkých úspěších Američanů cizí a podle nich byla videa natočena bez létání mimo planetu Zemi.

Někdy se říká, že nádherně zkonstruovaný Saturn je příliš dokonalý na to, aby byl skutečný. I kdyby k programu Saturn skutečně došlo, proč v něm Američané nepokračovali s odkazem na ztrátu veškeré konstrukční dokumentace pro raketu Saturn-5 a nezačali vyrábět raketoplány, které stály mnohonásobně více? Proč bylo nutné začít celý pracovní postup vývoje podobné rakety od nuly? A jak by bylo možné přijít o technologickou mapu pro výrobu rakety Saturn-5? Koneckonců, tohle není zrnko písku na písečné pláži.

Raketa Saturn-5 je obecně první svého druhu, určená nejen k dopravování astronautů na Měsíc, ale také k jejich úspěšnému návratu domů. Navíc přistání s veškerým vybavením, včetně lunárního modulu se dvěma živými pasažéry, muselo být velmi hladké a měkké, jinak by to byl jejich poslední let. Část hmoty se podařilo oddělit odpojením lunárního modulu od velitelské lodi, která naopak zůstala na oběžné dráze Měsíce a čekala na dokončení všech prací.

Americká raketa "Saturn-5" by se mohla zvednout a dostat na oběžnou dráhu až 140tun nákladu. Ale například nejpoužívanější těžká raketa „Proton“unese na svém „těle“pouhých 22 tun. Působivý rozdíl, že?

Jak víte, bylo vyrobeno několik Saturnů a ten poslední vypustil vesmírnou stanici Skylab o hmotnosti 77 tun. Byl tak obrovský, že pokud se referenční bod ztratil uvnitř, astronaut visel několik minut ve vzduchu a čekal na vítr z ventilačního systému. Ve skutečnosti tento rekord překonal pouze Mir, který se skládal z několika modulů. Ale je to raketa Saturn-5, která je stále nejambicióznějším projektem na světě a nejvýkonnějším vesmírným strojem, rekord, který zatím žádná jiná nosná raketa nedokázala překonat.

Historie Saturnu V

Na samém začátku svého života loď čelí potížím v podobě neúspěšného startu za účasti bezpilotního, špatně nastaveného systému. Následovalo odmítnutí opakování bezpilotního testu, ale vše skončilo „šťastným“koncem, neboť v letech 1968 až 1973 došlo k úspěšným startům deseti vesmírných programů Apollo a výše zmíněné vesmírné stanice Skylab. A pak se z nosné rakety Saturn-5 stává muzejní exponát a její výroba a další provoz je zcela zastaven. Toto období trvá dodnes.

Zajímavá fakta

Spojené státy začaly vyvíjet raketu Saturn již v roce 1962 a o čtyři roky později první testlet. Přesněji řečeno, test zcela selhal, protože druhý stupeň rakety, který měl být vypuštěn na zkušebním místě poblíž St. Louis, jednoduše explodoval a roztříštil se na kusy. Podle historických záznamů se bezpilotní let rakety neustále oddaloval kvůli nekonečným poruchám a nedostatkům, ale na podzim roku 1967 se Američanům přesto podařilo uspět. Ve druhé zkušební fázi programu Apollo 6 však pokus o bezpilotní pilotování opět selhal. Z pěti dostupných motorů prvního stupně byly uvedeny do provozu pouze tři, motor třetího stupně vůbec nenaskočil a poté se všem nečekaně rozpadla celá konstrukce.

Navzdory tomu došlo o deset dní později k bezprecedentnímu rozhodnutí poslat nosnou raketu Saturn V bez opětovného testování na Měsíc. Ostatně nezapomeňte na studenou válku se SSSR a závody ve zbrojení. Všichni spěchali, a přestože se obávali nenapravitelných tragických následků, rozhodli se dobýt přirozenou družici Země bez třetího zkušebního startu.

Výše bylo řečeno o mystickém zmizení technické dokumentace a charakteristik rakety Saturn-5, ale ve skutečnosti Američané tuto informaci vyvracejí a nazývají ji kolo. Tento příběh se objevil již v roce 1996 ve vědecké knize o historii formování kosmonautiky. Jednoduše řečeno, autorka ve svých řádcích uvedla, že NASA prostě ztratila plány. Ale podle zaměstnance NASA Paula Shawcrosse, který zastával pozici v divizi provnitřní inspekce, kresby opravdu nezůstaly, ale zkušenosti a inženýrský „mozek“zůstaly nedotčeny: všechna data byla umístěna na malé kousky fotografického filmu - mikrofilmu.

Specifikace

Jaké jsou hlavní technické vlastnosti rakety Saturn-5? Začněme tím, že jeho výška dosahovala 110 metrů a jeho průměr - deset a s takovými parametry by mohl vynést do vesmíru až 150 tun nákladu a ponechat jej na oběžné dráze blízko Země.

V klasické verzi má tři kroky: v prvních dvou po pěti motorech a ve třetím jeden. Palivo pro první stupeň bylo ve formě petroleje RP-1 s kapalným kyslíkem jako okysličovadlem a pro druhý a třetí stupeň ve formě kapalného vodíku s kapalným kyslíkem jako okysličovadlem. Startovací tah motorů rakety Saturn-5 byl 3500 tun.

Design rakety

Konstrukčním rysem rakety je příčné rozdělení do tří stupňů, to znamená, že každý stupeň se překrývá s předchozím. Ve všech fázích byly přítomny přepravní tanky. Stupně byly připojeny pomocí speciálních adaptérů. Spodní část byla oddělena spolu s karoserií prvního stupně a horní prstencová část byla oddělena několik desítek sekund po nastartování motorů druhého stupně. Fungovalo zde „studené schéma“oddělení stupňů, to znamená, že dokud nezmizí předchozí, nebudou moci nastartovat motory na dalším.

Kromě startovacích motorů byly na schodech brzdové motory na tuhá palivanosná raketa "Saturn-5". Jeho konstruktér Wernher von Braun je využil k tomu, aby schůdky vybavil funkcí samopřistání. Také v prostoru třetího stupně byl přístrojový blok, ve kterém byla raketa řízena.

Návrh první fáze

Jeho výrobcem se stal světoznámý Boeing. Ze všech tří to byl první schod, který byl nejvyšší, jeho délka byla 42,5 metru. Doba provozu - asi 165 sekund. Pokud vezmeme v úvahu stupeň zdola nahoru, pak v jeho designu přímo najdete samotný prostor s pěti motory, palivovou nádrží s petrolejem, mezinádržovým prostorem, nádrží s okysličovadlem ve formě kapalného kyslíku a přední sukně.

V motorovém prostoru byly největší motory Saturn-V - F-1, vyráběné americkou společností Rocketdyne. Samotný pohonný systém se skládal přímo z energetické konstrukce, stabilizačních jednotek a tepelné ochrany. Jeden z motorů byl upevněn ve středu v pevné poloze a další čtyři byly zavěšeny na kardanových závěsech. Na boční elektrárny byly také instalovány aerodynamické kryty, aby byly motory chráněny před aerodynamickým zatížením.

V palivovém prostoru bylo pět trubek vedoucích okysličovadlo k hlavnímu palivu, které bylo dodáváno již hotové pomocí deseti potrubí k motorům. Sukně měla funkci spojení prvního a druhého stupně. Když byly provedeny lety čtvrtého a šestého Apolla,ke konstrukci byly připevněny kamery, které monitorovaly provoz elektrárny, separaci stupňů a kontrolu kapalného kyslíku.

Návrh druhé etapy

Jeho výrobcem byla společnost, dnes součást holdingu "Boeing" - North American. Délka konstrukce byla o něco více než 24 metrů a provozní doba byla čtyři sta sekund. Komponenty druhého stupně byly rozděleny na horní adaptér, palivové nádrže, prostor s motory J-2 a spodní adaptér spojující jej s prvním stupněm. Vrcholový adaptér byl vybaven čtyřmi přídavnými motory na tuhá paliva navrženými pro stejné zpomalení jako v případě prvního stupně. Byly spuštěny po oddělení třetího stupně. Prostor elektrárny měl také jeden centrální motor a čtyři periferní.

Návrh třetí fáze

Třetí, téměř osmnáctimetrovou konstrukci vyrobil McDonnel Douglas. Jeho účelem bylo vypustit orbiter a spustit lunární modul na povrch Měsíce. Třetí stupeň se vyráběl ve dvou sériích - 200 a 500. Ten měl solidní výhodu ve zvýšené dodávce helia v případě restartu motoru.

Třetí stupeň se skládal ze dvou adaptérů – horního a spodního, komory s palivem a elektrocentrály. Systém regulující přívod paliva do motorů je vybaven senzory, které měří bilanci paliva, přímo přenášely data do palubního počítače. oni samimotory lze používat jak v kontinuálním režimu, tak v pulzním režimu. Mimochodem, na základě této třetí etapy vznikla americká vesmírná stanice Skylab.

Blok nástrojů

Všechny elektronické systémy byly umístěny v krabici na nářadí, která byla necelý metr vysoká a měla průměr asi 6,6 metru. Překrývá se na třetím kroku. Uvnitř prstence byly bloky, které ovládaly start rakety, její orientaci v prostoru a také let po dané trajektorii. Nechyběly ani navigační a nouzové systémy.

Řídicí systém představoval palubní počítač a inerciální platforma. Celá řídící jednotka měla systém regulace teploty a termoregulace. Absolutně celá raketa byla poseta senzory, které detekují případné poruchy. Nalezené údaje o nouzovém stavu toho či onoho elektronického objektu předali ovládacímu panelu v kabině astronautů.

Příprava na spuštění

Celou předletovou kontrolu rakety Saturn-5 a kosmické lodi Apollo provedla speciální komise pěti set lidí. Spuštění a školení na Cape Canaveral se zúčastnily tisíce pracovníků. Vertikální montáž probíhala ve vesmírném středisku, které se nachází pět kilometrů od místa startu.

Přibližně deset týdnů před odletem byly všechny části rakety dopraveny na místo startu. Na takto těžké předměty se používala pásová vozidla. Když byly všechny části rakety spojeny dohromady avšechny elektrické spotřebiče byly připojeny, byla zkontrolována komunikace, včetně rádiového systému - palubního i pozemního.

Dále začaly imobilizované testy řízení střel, proběhla letová simulace. Prověřili jsme provoz kosmodromu a řídícího střediska mise v Houstonu. A poslední zkušební práce již byly provedeny s přímým doplňováním paliva do nádrží až do období spuštění prvního stupně.

Zahájit provoz

Předstartovní čas začíná šest dní před startem rakety do vesmíru. Toto je standardní postup, který byl proveden se Saturnem-5. Během tohoto období bylo provedeno několik přestávek, aby se předešlo poruchám a následnému zpoždění odjezdu. Konečné odpočítávání začalo 28 hodin před startem.

Naplnění první fáze trvalo dvanáct hodin. Navíc se lil pouze petrolej a čtyři hodiny před startem se do nádrží přiváděl kapalný kyslík. Před doplněním paliva prošly všechny nádrže ochlazovací procedurou. Do nádrží druhého stupně se okysličovadlo dodávalo nejprve čtyřicet procent, do nádrží třetího pak stovka. Dále byly nádoby druhého provedení naplněny až do konce a teprve poté se okysličovadlo dostalo do prvního. Díky takto zajímavému postupu se pracovníci přesvědčili, že nedochází k úniku kyslíku z nádrží druhého stupně. Celková doba dodání kryogenního paliva během tankování byla 4,5 hodiny.

Po přípravě všech systémů byla raketa přepnuta do automatického režimu. Z pěti motorů prvního stupně se nejprve spustil centrální pevný a až poté obvodové podle opačného schématu. Další vpo dobu pěti sekund byla raketa pozastavena a poté jemně opustila držáky, které ji uvolnily, a odchýlila se do stran.

Počítač umístěný v přístrojové jednotce řídil sklon a náklon rakety. Všechny klopné manévry skončily po 31 sekundách letu, ale program pokračoval v pulzování, dokud nebyl první stupeň zcela odpojen.

Dynamický tlak začal v sedmdesáté vteřině. Periferní motory pracovaly až do konce paliva v nádržích a prostřední se vypínal dalších 131 sekund po startu, aby nedocházelo k velkému přetížení těla střely. K oddělení prvního stupně došlo ve výšce asi 65 kilometrů nad zemským povrchem a rychlost rakety v tomto okamžiku již byla 2,3 kilometru za sekundu.

Ale po oddělení se jeviště okamžitě nespadlo. Podle konstrukčních prvků pokračoval ve stoupání do sta kilometrů a teprve poté se dostal do vod Atlantského oceánu ve vzdálenosti 560 kilometrů od místa startu.

Spuštění motorů druhého stupně začalo sekundu po odpojení prvního stupně. Všech pět elektráren bylo spuštěno současně a po 23 sekundách byl resetován spodní adaptér druhého stupně. Posádka poté vzala věci do svých rukou pomocí palubního počítače. K oddělení druhého stupně došlo ve výšce 190 kilometrů nad zemským povrchem a práce se přenesly na hlavní motor. Měli to na starosti astronauti. Apo startu kosmické lodi na oběžnou dráhu Měsíce se při ručním vypnutí motoru po osmdesáti minutách oddělil třetí stupeň od řízeného modulu. „Saturn-5“tak dokázal dopravit astronauty na Měsíc a umožnit Američanům stát se prvními dobyvateli přirozené družice Země.