El primer coet Saturn-5: ressenya, característiques i dades interessants

2024 Autora: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificació: 2023-12-17 10:21

Basat en els desenvolupaments de la primera dècada del segle XXI, el coet Saturn-5 (de fabricació nord-americana) és el més potent entre els seus germans. La seva estructura de tres etapes va ser dissenyada als anys seixanta del segle passat i estava pensada per portar una persona a la superfície lunar. Totes les naus necessàries, que tenien la missió d'explorar el satèl·lit natural del nostre planeta, s'hi havien d'adjuntar.

Segons el programa Apol·lo, el mòdul lunar estava connectat al coet, col·locat dins del seu adaptador, i el cos de l'òrbita s'hi va fixar. Aquest esquema d'un sol llançament va fer dues coses alhora. És cert que també hi havia un model de dues etapes, que només es va utilitzar una vegada durant el llançament de la primera estació espacial dels Estats Units d'Amèrica en òrbita: Skylab..

Programa lunar: mite o veritat?

Ha passat gairebé mig segle,però la conversa sobre un programa lunar fabricat continua sense parar. Algú està segur que enviar astronautes a la Lluna amb el coet Saturn-5 és un engany. Per a aquestes persones, qualsevol prova dels grans èxits dels nord-americans és aliena i, segons ells, els vídeos es van fer sense volar fora del planeta Terra.

De vegades es rumoreja que el Saturn ben construït és massa perfecte per ser real. Fins i tot si el programa Saturn es va dur a terme, per què els nord-americans no el van continuar, citant la pèrdua de tota la documentació de disseny del coet Saturn-5, i van començar a produir llançadores que costaven moltes vegades més? Per què va ser necessari iniciar tot el flux de treball per desenvolupar un coet similar des de zero? I com podria ser possible perdre el mapa tecnològic per a la producció del coet Saturn-5? Després de tot, això no és un gra de sorra en una platja de sorra.

En general, el coet Saturn-5 és el primer d'aquest tipus, dissenyat no només per portar astronautes a la Lluna, sinó també per tornar-los a casa amb èxit. A més, l'aterratge amb tot l'equipament, inclòs el mòdul lunar amb dos passatgers en viu, havia de ser molt suau i suau, sinó hauria estat el seu darrer vol. Una part de la massa es va poder separar desconnectant el mòdul lunar de la nau de comandament, que, al seu torn, va romandre en òrbita lunar i va esperar que s'acabés tot el treball.

El coet americà "Saturn-5" podria aixecar i posar en òrbita fins a 140tones de càrrega. Però, per exemple, el coet pesat més utilitzat "Proton" només pot transportar 22 tones al seu "cos". Impressionant diferència, no?

Com sabeu, es van produir diversos Saturn, i l'últim va llançar l'estació espacial Skylab amb un pes de 77 tones. Era tan gran que si es perdia el punt de referència a l'interior, l'astronauta es va quedar penjat a l'aire durant uns minuts, esperant el vent del sistema de ventilació. De fet, només Mir, que constava de diversos mòduls, va batre aquest rècord. Però és el coet Saturn-5 el que segueix sent el projecte més ambiciós del món i la màquina espacial més potent, un rècord que cap altre vehicle de llançament encara ha estat capaç de batre.

Història de Saturn V

Al principi de la seva vida, el vaixell s'enfronta a dificultats en forma d'un llançament fallit amb la participació d'un sistema no tripulat i mal ajustat. A continuació, es va negar a repetir la prova no tripulada, però tot va acabar amb un final "feliç", ja que des del 1968 fins al 1973 es van llançar amb èxit deu programes espacials Apollo i l'estació espacial Skylab abans esmentada. I aleshores el vehicle de llançament Saturn-5 es converteix en una exposició del museu, i la seva producció i el seu funcionament posterior s'atura completament. Aquest període continua fins avui.

Dats interessants

Els Estats Units van començar a desenvolupar el coet Saturn l'any 1962, i quatre anys després la primera provavol. Més precisament, la prova va fallar completament, ja que la segona etapa del coet, que s'havia de llançar en un lloc de prova prop de St. Louis, simplement va explotar i es va trencar en trossos. Segons els registres històrics, el vol no tripulat del coet es va retardar constantment a causa d'interminables avaries i deficiències, però a la tardor de 1967, els nord-americans encara van poder tenir èxit. No obstant això, a la segona etapa de prova del programa Apollo 6, l'intent de pilotatge no tripulat va tornar a fallar. Dels cinc motors disponibles a la primera etapa, només tres es van posar en funcionament, el motor de la tercera etapa no va arrencar gens i, després d'això, tota l'estructura es va trencar inesperadament per a tothom.

Malgrat això, deu dies després es va prendre una decisió sense precedents d'enviar el vehicle de llançament Saturn V sense tornar a provar a la Lluna. Al cap i a la fi, no us oblideu de la Guerra Freda amb l'URSS i de la carrera armamentística. Tothom tenia pressa i, fins i tot per por de conseqüències tràgiques irreparables, encara van decidir conquerir el satèl·lit natural de la Terra sense un tercer llançament de prova.

Més amunt es deia sobre la desaparició mística de la documentació tècnica i les característiques del coet Saturn-5, però de fet els nord-americans refuten aquesta informació i l'anomenen bicicleta. Aquesta història va aparèixer l'any 1996 en un llibre científic sobre la història de la formació de l'astronàutica. En poques paraules, l'autora va informar a les seves línies que la NASA simplement va perdre els plànols. Però segons l'empleat de la NASA Paul Shawcross, que ocupava un lloc a la divisió deInspecció interna, els dibuixos realment no van romandre, però l'experiència i el "cervell" de l'enginyeria van romandre intactes: totes les dades es van col·locar en petits trossos de pel·lícula fotogràfica: microfilm.

Especificacions

Quines són les principals característiques tècniques del coet Saturn-5? Comencem pel fet que la seva alçada va arribar als 110 metres i el seu diàmetre - deu, i amb aquests paràmetres podria llançar fins a 150 tones de càrrega a l'espai, deixant-la en òrbita propera a la Terra.

En la versió clàssica, té tres passos: en els dos primers, cinc motors cadascun i en el tercer, un. El combustible per a la primera etapa va ser en forma de querosè RP-1 amb oxigen líquid com a oxidant, i per a la segona i tercera etapa va ser en forma d'hidrogen líquid amb oxigen líquid com a oxidant. L'empenta de llançament dels motors del coet Saturn-5 va ser de 3.500 tones.

Disseny de coets

La característica de disseny del coet és una divisió transversal en tres etapes, és a dir, cada etapa se superposa a l'anterior. Els tancs de transport estaven presents en totes les etapes. Els esglaons es van connectar mitjançant adaptadors especials. La part inferior es va separar juntament amb el cos de la primera etapa, i la part anular superior es va separar un parell de desenes de segons després de l'arrencada dels motors de la segona etapa. L'"esquema en fred" de separació d'etapes funcionava aquí, és a dir, fins que no desaparegui l'anterior, els motors de la següent no podran arrencar.

A més dels motors d'arrencada, hi havia motors de propulsor sòlid de frens als graonsvehicle de llançament "Saturn-5". El seu dissenyador, Wernher von Braun, els va utilitzar per dotar els esglaons de la funció d'autoaterratge. També al compartiment de la tercera etapa hi havia un bloc instrumental en el qual es controlava el coet.

Disseny de la primera etapa

El mundialment famós Boeing es va convertir en el seu fabricant. De tots tres, va ser el primer graó que era el més alt, la seva llargada era de 42,5 metres. Temps de funcionament: uns 165 segons. Si considerem l'escenari des de baix cap amunt, en el seu disseny podeu trobar directament el compartiment en si amb cinc motors, un dipòsit de combustible amb querosè, un compartiment entre tancs, un dipòsit amb un oxidant en forma d'oxigen líquid i un faldilla davantera.

Al compartiment del motor hi havia els motors Saturn-V més grans: F-1, fabricats per l'empresa nord-americana Rocketdyne. El propi sistema de propulsió consistia directament en l'estructura de potència, unitats estabilitzadores i protecció tèrmica. Un dels motors estava fixat al centre en una posició fixa, i els altres quatre estaven suspesos sobre cardans. A més, es van instal·lar carenats a les centrals elèctriques laterals per tal de protegir els motors de les càrregues aerodinàmiques.

Al compartiment de combustible hi havia cinc tubs que conduïen l'oxidant al combustible principal, que ja es subministrava ja fet amb deu canonades als motors. La faldilla tenia la funció de connectar el primer i el segon graó. Quan es van fer els vols del quart i sisè Apol·lo,es van connectar càmeres a l'estructura per controlar el funcionament de la central elèctrica, la separació d'etapes i el control de l'oxigen líquid.

Disseny de la segona etapa

El seu fabricant va ser l'empresa, avui part del holding "Boeing" - nord-americà. La longitud de l'estructura era una mica més de 24 metres i el temps de funcionament era de quatre-cents segons. Els components de la segona etapa es van dividir en un adaptador superior, dipòsits de combustible, un compartiment amb motors J-2 i un adaptador inferior que el connectava a la primera etapa. L'adaptador superior estava equipat amb quatre motors de propulsió sòlid addicionals dissenyats per a la mateixa desacceleració que en el cas de la primera etapa. Es van posar en marxa després de la separació de la tercera etapa. El compartiment de la central també tenia un motor central i quatre de perifèrics.

Disseny de la tercera etapa

La tercera estructura, de gairebé divuit metres, la va fer McDonnel Douglas. El seu propòsit era llançar l'òrbita i baixar el mòdul lunar a la superfície de la Lluna. La tercera etapa es va produir en dues sèries: 200 i 500. Aquesta última tenia un sòlid avantatge en un augment del subministrament d'heli en cas de reinici del motor.

La tercera etapa constava de dos adaptadors: superior i inferior, un compartiment amb combustible i una central elèctrica. El sistema que regula el subministrament de combustible als motors està equipat amb sensors que mesuren el balanç de combustible, transmeten directament les dades a l'ordinador de bord. ells mateixosels motors es podrien utilitzar tant en mode continu com en mode pols. Per cert, l'estació espacial americana Skylab es va crear a partir d'aquesta tercera etapa.

Bloc d'eines

Tots els sistemes electrònics estaven allotjats en una caixa d'eines que tenia poc menys d'un metre d'alçada i uns 6,6 metres de diàmetre. Es superposa al tercer pas. Dins de l'anell hi havia blocs que controlaven el llançament del coet, la seva orientació a l'espai, així com el vol al llarg d'una trajectòria determinada. També hi havia dispositius de navegació i sistemes d'emergència.

El sistema de control estava representat per un ordinador de bord i una plataforma inercial. Tota la unitat de control tenia un sistema de control de temperatura i termoregulació. Absolutament, tot el coet estava ple de sensors que detecten qualsevol mal funcionament. Van enviar les dades trobades sobre l'estat d'emergència d'un o altre objecte electrònic al tauler de control de la cabina dels astronautes.

Preparant-se per al llançament

Tot el control previ al vol del coet Saturn-5 i de la nau espacial Apol·lo va ser dut a terme per una comissió especial de cinc-centes persones. Milers de treballadors van participar en el llançament i la formació a Cap Cañaveral. El muntatge vertical es va dur a terme al Centre Espacial, situat a cinc quilòmetres del lloc de llançament.

Aproximadament deu setmanes abans de la sortida, totes les parts del coet van ser transportades al lloc de llançament. S'utilitzaven vehicles amb oruga per a objectes tan pesants. Quan totes les parts del coet estaven connectades entre si ies van connectar tots els aparells elèctrics, es van comprovar les comunicacions, inclòs el sistema de ràdio, tant a bord com a terra.

A més, van començar les proves immobilitzades de control de míssils, es va fer una simulació de vol. Hem comprovat el funcionament de l'espaiport i del centre de control de la missió a Houston. I el darrer treball de prova ja es va realitzar amb el reabastament directe dels dipòsits fins al període que va suposar la posada en marxa de la primera etapa.

Inicia operacions

El temps previ al llançament comença sis dies abans del llançament del coet a l'espai. Aquest és un procediment estàndard que es va dur a terme amb el Saturn-5. Durant aquest període, es van realitzar diverses pauses per evitar avaries i un posterior retard en la sortida. El compte enrere final va començar 28 hores abans del llançament.

Omplir la primera etapa va durar dotze hores. A més, només es va abocar querosè i es va subministrar oxigen líquid als tancs quatre hores abans del llançament. Abans de repostar, tots els tancs van passar per un procediment de refredament. L'oxidant es va subministrar primer als tancs de la segona etapa en un quaranta per cent, després als dipòsits de la tercera en un centenar. A continuació, els contenidors del segon disseny es van omplir fins al final i només aleshores l'oxidant va entrar al primer. Gràcies a un procediment tan interessant, els treballadors estaven convençuts que no hi havia fuites d'oxigen dels dipòsits de la segona etapa. El temps total de lliurament de combustible criogènic durant l'avituallament va ser de 4,5 hores.

Després de preparar tots els sistemes, el coet es va canviar al mode automàtic. Dels cinc motors de la primera etapa, primer es va posar en marxa el central fix, i només després els perifèrics segons l'esquema contrari. A continuació endurant cinc segons, el coet va estar en espera i després va sortir suaument dels suports que el van deixar anar, desviant-se cap als costats.

L'ordinador, situat a la unitat instrumental, controlava el to i el balanceig del coet. Totes les maniobres de pas van acabar amb 31 segons de vol, però el programa va continuar pulsant fins que la primera etapa es va desconnectar completament.

La pressió dinàmica va començar al setanta segon. Els motors perifèrics van funcionar fins al final del combustible als dipòsits, i el central es va apagar 131 segons més després de l'enlairament per tal d'evitar grans sobrecàrregues al cos del míssil. La separació de la primera etapa es va produir a uns 65 quilòmetres per sobre de la superfície terrestre i la velocitat del coet en aquest moment ja era de 2,3 quilòmetres per segon.

Però separant-se, l'escenari no va caure immediatament. Segons les característiques del disseny, va continuar pujant fins a cent quilòmetres i només després va entrar a les aigües de l'oceà Atlàntic a una distància de 560 quilòmetres del lloc de llançament.

L'arrencada dels motors de la segona etapa va començar un segon després de desacoblar la primera etapa. Les cinc centrals elèctriques es van posar en marxa simultàniament i, després de 23 segons, es va restablir l'adaptador inferior de la segona etapa. Després d'això, la tripulació es va fer càrrec de l'assumpte mitjançant l'ordinador de bord. La separació de la segona etapa va tenir lloc a una altitud de 190 quilòmetres per sobre de la superfície terrestre i el treball es va traslladar al motor principal. Els astronautes se'n van encarregar. Idesprés del llançament de la nau espacial a l'òrbita lunar, la tercera etapa es va separar del mòdul controlat quan el motor es va apagar manualment després de vuitanta minuts. Així, "Saturn-5" va poder portar astronautes a la Lluna i permetre als nord-americans convertir-se en els primers conqueridors del satèl·lit natural de la Terra.