Перейти до вмісту

Сатурн V

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
У Вікіпедії є статті про інші значення цього терміна: Сатурн.
Сатурн V
Перша ракета «Сатурн V» (AS-501) на стартовому майданчику, перед запуском «Аполлон-4». Фото НАСА
Перша ракета «Сатурн V» (AS-501) на стартовому майданчику, перед запуском «Аполлон-4». Фото НАСА
Перша ракета «Сатурн V» (AS-501) на стартовому майданчику, перед запуском «Аполлон-4». Фото НАСА
Призначення ракета-носій
Виробник Boeing (S-IC)
North American (S-II)
Douglas (S-IVB)
Країна США
Розміри
Висота 110,6 м
Діаметр 10,1 м
Маса 2 963 500 кг
Ступенів 3
Вантаж
Вантаж на
ННО 		100 000 кг
Споріднені ракети
Родина Сатурн-1, -1Б
Історія запусків
Статус Недіюча
Космодроми LC-39, Космічний центр Кеннеді
Всього запусків 13
Успішних 13
Невдалих 0
Перший запуск 9 листопада 1967
Останній запуск 14 травня 1973
Відомий вантаж КК «Аполлон»

«Сатурн V», також «Сатурн-5»[1] (англ. Saturn V) — американська ракета-носій, розроблена НАСА. Належала до класу надважких і залишається найбільш вантажопідіймальною зі створених людством ракет, які виводили корисний вантаж на орбіту[2]. Здійснювала польоти у 1967—1973 роках Була здатна вивести на низьку навколоземну орбіту 140 т, а на траєкторію до Місяця — 47 т корисного навантаження. Мала три ступені, працювала на рідкому паливі. На першому ступені встановлювалися п'ять киснево-гасових двигунів, на другому — п'ять двигунів, що працювали на рідких водні та кисні, на третьому ступені — один киснево-водневий двигун, такий же, як і на другому ступені.

«Сатурн V» був розрахований на пілотовані польоти. Ракета використовувалася для реалізації програми американських місячних місій[3]. З її допомогою була здійснена перша посадка людей на Місяць в липні 1969 року, а також для виведення на навколоземну орбіту станції «Скайлеб» (у двоступеневому варіанті)[4].

Станом на 2024 рік «Сатурн V» залишається єдиною ракетою-носієм, яка виводила людей за межі низької навколоземної орбіти (НОО)[5]. «Сатурн V» є рекордсменом з виведення корисного навантаження на низьку навколоземну орбіту — 141 136 кг (у цю масу входить паливо, необхідне для відправки Командно-службового модуля «Аполлон» і Місячного модуля на Місяць)[6][7].

«Сатурн V», найбільша серійна модель ракети сімейства «Сатурн», була розроблена під керівництвом видатного конструктора ракетно-космічної техніки Вернера фон Брауна в Центрі космічних польотів імені Маршалла в Гантсвіллі, штат Алабама[8][9]. Основними підрядниками будівництва ракети були компанії Boeing, North American Aviation, Douglas Aircraft Company та IBM. Було побудовано 15 придатних до польоту апаратів, ще три використовувалися для наземних випробувань. Загалом з Космічного центру Кеннеді було запущено 13 ракет «Сатурн V», дев'ять із яких доставили на Місяць 24 астронавти — від «Аполлона-8» (грудень 1968 року) до «Аполлона-17» (грудень 1972 року).

Історія

[ред. | ред. код]
Докладніше: Космічні перегони

Передумови

[ред. | ред. код]

У вересні 1945 року уряд США в рамках операції «Скріпка» (Paperclip)[10][11], санкціонованої тодішнім президентом США Гаррі Труменом[12], перевіз із Німеччини до США німецького ракетного технолога Вернера фон Брауна та понад 1500 німецьких ракетних інженерів і техніків. Фон Брауна, який брав участь у створенні німецької ракети «Фау-2» (V-2), передали до відділу ракетного проєктування армії США[13]. У період з 1945 по 1958 рік його робота полягала переважно в переданні американським інженерам ідей і методів, які лежали в основі розробки «Фау-2»[14]; крім того, він писав книги та статті для популярних журналів[15].

Цей підхід довелося змінити в 1957 році, коли Радянський Союз запустив «Супутник-1» — перший штучний супутник Землі, створений на базі міжконтинентальної балістичної ракети (МБР) Р-7, здатної доставити термоядерну боєголовку до території США[16][17][18]. Армія та уряд США почали докладати зусиль для того, щоб відправити американців у космос раніше за Радянський Союз. Для цього вони залучили команду фон Брауна, яка в 1956 році створила сімество ракет «Юпітер»[19][20]. У січні 1958 року ракета «Юнона-1[en]» запустила в космос перший американський супутник[21][22]. Фон Браун вбачав серію ракет «Юпітер» прототипом майбутнього сімейства ракет і називав її «немовля Сатурн»[23].

Розробка сімейства ракет «Сатурн»

[ред. | ред. код]
Докладніше: Сатурн (сімейство ракет-носіїв)

Ракети сімейства «Сатурн» конструювалися на основі сімейства ракет «Юпітер», і з огляду на це отримали назву на честь планети Сонячної системи, наступної за Юпітером, — Сатурна[24].

Між 1960 і 1962 роками в Центрі космічних польотів імені Маршалла (MSFC) розробляли сімейство ракет «Сатурн», придатних для польотів на навколоземну орбіту та пілотованого польоту на Місяць, — «Сатурн C-1», «Сатурн C-2[en]», «Сатурн C-3[en]», «Сатурн C-4[en]»)[25][26].

Проєкти ракет-носіїв C-2, C-3 і C-4 передбачалося використовувати для складання на навколоземній орбіті корабля для польоту на Місяць, після чого цей корабель мав вийти на траєкторію до Місяця, висадитися на ньому і злетіти з нього. Маса такого корабля на навколоземній орбіті повинна була становити близько 200 тонн.

«Сатурн C-2» мав виводити на низьку навколоземну орбіту корисне навантаження масою 21,5 тонни. За цим проєктом передбачалося зібрати корабель для польоту на Місяць за 15 пусків[27].

«Сатурн C-3» планувався для виконання зустрічі на навколоземній орбіті[en] (EOR) як частини місячної місії, причому для однієї посадки на Місяць потрібно було здійснити щонайменше два або навіть три запуски[28]. «Сатурн C-3» був триступеневою ракетою-носієм: перший був обладнаний двома двигунами F-1, другий — чотирма двигунами J-2, а третій ступінь являв собою другий ступінь ракети «Сатурн C-1» — S-IV[en]. «Сатурн C-3» повинен був виводити на низьку навколоземну орбіту корисне навантаження масою 36,3 тонни[29].

Однак у Центрі космічних польотів імені Маршалла запланували ще більшу ракету, C-4, перший ступінь якої мав бути обладнаний чотирма двигунами F-1, другий являв собою збільшений C-3, а третій — S-IVB, ступінь з одним двигуном J-2. Для виконання місячної місії із зустріччю на навколоземній орбіті достатньо було здійснити лише два запуски ракети C-4[30].

Сатурн C-4 також був триступеневою ракетою, перший ступінь повинен був мати чотири двигуни F-1, другий ступінь був таким же, що і на C-3, і третім ступенем був S-IVB, збільшений варіант ступеня S-IV. Сатурн C-4 повинен був виводити на низьку навколоземну орбіту корисне навантаження масою 99 тонн, і за цим проєктом місячний корабель повинен був бути зібраний за два запуски[31].

C-5

[ред. | ред. код]

10 січня 1962 року NASA опублікувало плани будівництва ракети-носія Сатурн C-5, на першому його ступені були встановлені п'ять двигунів F-1, на другому — п'ять двигунів J-2, і на третьому один J-2[32]. С-5 повинен був виводити на траєкторію до Місяця корисне навантаження масою 41 тонни.

На початку 1963 року НАСА остаточно вибрало тип експедиції (основний корабель залишається на орбіті, посадку здійснює місячний модуль) і дало ракеті-носієві Сатурн C-5 нове ім'я, Сатурн V.

Технічні дані

[ред. | ред. код]

Ступені

[ред. | ред. код]
Схема ракети-носія «Сатурн V».

Сатурн V складався з трьох ступенів: S-IC — перший ступінь, S-II — другий і S-IVB — третій. Всі три ступені використовували рідкий кисень як окисник. Паливом в першому ступені був гас, а у другому і третьому — рідкий водень

Перший ступінь, S-IC

[ред. | ред. код]
Докладніше: S-IC
Перший ступінь, використаний в місії Аполлон-8 в Цеху вертикальної збірки

S-IC вироблявся компанією Боїнг. На першому ступені було встановлено п'ять киснево-гасових двигунів F-1, сумарна тяга яких була понад 34 МН. Перший ступінь працював 2,5 хвилини, розганяв наступні ступені й корисне навантаження до швидкості 2,68 км / с і виводив їх на висоту 67 кілометрів[33]. Один з п'яти двигунів був зафіксований в центрі, чотири інших розташовані діаметрально і могли повертатися для управління вектором тяги. У польоті центральний двигун вимикався раніше, щоб зменшити тягу і перевантаження. Діаметр першого ступеня 10 метрів, висота 42 метри.

Другий ступінь, S-II

[ред. | ред. код]
Докладніше: S-II

S-II вироблявся компанією «North American Aviation». Ступінь використовував п'ять киснево-водневих двигунів J-2, загальна тяга яких становила 5115 кН. Як і на першому ступені, один двигун був в центрі та на зовнішньому колі чотири інших, які могли повертатися для управління вектором тяги. Висота другого ступеня 24,9 метра, діаметр 10 метрів, як і у першого ступеня. Тяга ступені була 5,1 МН (у вакуумі), і він до сьогодні є найпотужнішим ракетним ступенем на кріогенному паливі. Другий ступінь працював приблизно 6 хвилин, розганяючи ракету-носій до швидкості 6,84 км / с і виводячи її на висоту 185 км[34].

Третій ступінь, S-IVB

[ред. | ред. код]
Докладніше: S-IVB

S-IVB побудований компанією «Douglas Aircraft Company». На ступені був встановлений один двигун J-2, який використовував рідкий кисень і рідкий водень як окисник і пальне, як і другий ступінь S-II. Ступінь розвивав тягу близько 1 МН. Розміри ступені: висота 17,85 метра, діаметр 6,6 метра. Під час місячних місій ступінь вмикався двічі, перший раз на 2,5 хвилини для довиведення «Аполлона» на навколоземну орбіту і вдруге — для виведення «Аполлона» на траєкторію до Місяця.

Збірка

[ред. | ред. код]

Транспортування

[ред. | ред. код]

Для перевезення ракет Сатурн V до стартового майданчика використовувалися спеціальні гусеничні транспортери (англ. crawler-transporter). Свого часу вони були найбільшими зразками наземної самохідної техніки у світі.

Схема місячної експедиції

[ред. | ред. код]

Скайлеб

[ред. | ред. код]
Останній запуск Сатурна V, який виводить на низьку земну орбіту космічну станцію «Скайлеб»
Докладніше: Скайлеб

Космічна станція «Скайлеб» була виготовлена на землі, з невикористаного другого ступеня ракети-носія Сатурн IB, S-IVB. Спочатку планувалося, що станція буде перетворена з S-IVB в орбітальну станцію вже на орбіті: після того як останній ступінь буде виведено на орбіту як робочий ракетний ступінь, звільнений бак рідкого водню повинен був бути дооснащений і конструкція перетворилася б на орбітальний модуль. Однак внаслідок різкого урізання бюджету на початку 70-х років НАСА відмовилося від цих планів. Після скасування місій «Аполлон-19», «Аполлон-20», а потім і скасування «Аполлон-18», у розпорядженні НАСА залишилося кілька невикористаних ракет Сатурн V, які могли вивести на орбіту повністю оснащену орбітальну станцію без необхідності використання її як ступеня.

Космічна станція «Скайлеб» була запущена 14 травня 1973 року з допомогою двоступеневої модифікації ракети-носія Сатурн V — Сатурн INT-21.

Вартість

[ред. | ред. код]

З 1964 року по 1973, з бюджету США було виділено 6,5 мільярда доларів на Сатурн V, максимум в 1966, 1,2 мільярда[35]. З урахуванням інфляції на Сатурн V було витрачено 32-45 мільярдів доларів у цінах 2007 року[36]. Приблизна вартість одного запуску Сатурна V становила 2,4-3,5 мільярда доларів в цінах 2007 року.

Одна з головних причин скасування програми «Аполлон» після 6 вдалих пілотованих польотів на Місяць була її висока вартість. У 1966 році NASA отримала найбільший бюджет за свою історію — 4,5 мільярда доларів з урахуванням інфляції, що становило близько 0,5 відсотка ВВП США.

Запуски Сатурна 5

[ред. | ред. код]
Колаж запусків ракети-носія «Сатурн-5»
Серійний номер Корисне навантаження Дата старту Опис
SA-501
Аполлон-4 9 листопада 1967 Перший випробувальний політ
SA-502
Аполлон-6 4 квітня 1968 Другий випробувальний політ
SA-503
Аполлон-8 21 грудня 1968 Перший пілотований випробувальний політ з основним блоком КА «Аполлон». Обліт Місяця.
SA-504
Аполлон-9 3 березня 1969 Навколоземна орбіта. Випробування місячного модуля.
SA-505
Аполлон-10 18 травня 1969 Місячна орбіта. Випробування місячного модуля.
SA-506
Аполлон-11 16 липня 1969 Перший пілотований політ з посадкою на Місяці.
SA-507
Аполлон-12 14 листопада 1969 Примісячення близько Сервейора 3 (Surveyor 3).
SA-508
Аполлон-13 11 квітня 1970 Аварія в польоті. Команда врятована.
SA-509
Аполлон-14 31 січня 1971 Примісячення близько Фра Мауро (Fra Mauro).
SA-510
Аполлон-15 26 липня 1971 Перший місячний Ровер (місяцехід).
SA-511
Аполлон-16 16 квітня 1972 Примісячення у кратера Декарта (Descartes)
SA-512
Аполлон-17 6 грудня 1972 Перший і єдиний нічний старт. Останній місячний політ програми «Апполон».
SA-513
Скайлеб 1 14 травня 1973 Двоступінчаста модифікація (Saturn INT-21). На орбіту виведено станція «Скайлеб»
SA-514
Виготовлена ​​для «Аполлонів-18/19», але ніколи не використовувалася.
SA-515
Виготовлена ​​як резерв для «Скайлеб», але ніколи не використовувалася.

Див. також

[ред. | ред. код]

Примітки

[ред. | ред. код]
  1. ↑ Британія готується увірватися в "космічну гонку" після 50-річної перерви. www.unian.ua (укр.). Процитовано 26 січня 2025.
  2. ↑ Радянська ракета-носій Н-1 мала тягу від 45 до 50 МН, майже в 1,5 рази більше, ніж «Сатурн V», але всі 4 проведених запуски були невдалими, корисне навантаження не було виведенр на орбіту ні в одному з пусків.
  3. ↑ First Saturn V Rollout Began an Era of Exploration - NASA (амер.). 20 серпня 2012. Процитовано 26 січня 2025.
  4. ↑ Skylab - NASA (амер.). Процитовано 26 січня 2025.
  5. ↑ https://ntrs.nasa.gov/api/citations/20200002830/downloads/20200002830.pdf
  6. ↑ https://www.asme.org/topics-resources/content/5-most-powerful-space-launch-systems
  7. ↑ https://orbitaltoday.com/2022/09/05/starship-vs-saturn-v-choosing-a-winner/
  8. ↑ Wernher von Braun - NASA (амер.). Процитовано 26 січня 2025.
  9. ↑ https://www.nasa.gov/wp-content/uploads/2023/06/stages-to-saturn-sp-4206.pdf
  10. ↑ Records of the Secretary of Defense (RG 330). National Archives (англ.). 15 серпня 2016. Процитовано 2 лютого 2025.
  11. ↑ Operation Paperclip : the secret intelligence program to bring Nazi scientists to America | WorldCat.org. search.worldcat.org (англ.). Процитовано 2 лютого 2025.
  12. ↑ https://bioethicsarchive.georgetown.edu/achre/commeet/meet14/brief14/tab_d/br14d2.html
  13. ↑ https://web.archive.org/web/20200903001106/https://www.pbs.org/wgbh/americanexperience/features/chasing-moon-wernher-von-braun-and-nazis/
  14. ↑ Wernher von Braun. earthobservatory.nasa.gov (англ.). 2 травня 2001. Процитовано 2 лютого 2025.
  15. ↑ Wernher von Braun - NASA (амер.). Процитовано 2 лютого 2025.
  16. ↑ Soviet robots in the solar system : mission technologies and discoveries | WorldCat.org. search.worldcat.org (англ.). Процитовано 2 лютого 2025.
  17. ↑ The Dawn of the Space Age — Central Intelligence Agency. web.archive.org. 28 вересня 2013. Процитовано 2 лютого 2025.
  18. ↑ Bilstein, Roger E.; Lucas, William R. (1980). Stages to Saturn: A Technological History of the Apollo/Saturn Launch Vehicle. Washington, DC: U.S. National Aeronautics and Space Administration. ISBN 0-16-048909-1. OCLC 36332191.
  19. ↑ JUPITER C FACT SHEET | Spaceline (амер.). Процитовано 2 лютого 2025.
  20. ↑ Reach for the Stars - TIME. web.archive.org. 21 грудня 2007. Процитовано 2 лютого 2025.
  21. ↑ Juno-1. Gunter's Space Page (англ.). Процитовано 2 лютого 2025.
  22. ↑ https://www.nasa.gov/wp-content/uploads/2018/01/explorer_i_boehm_document.pdf?emrc=0e3d66
  23. ↑ Bilstein, Roger E. (1999-08). Stages to Saturn: A Technological History of the Apollo/Saturn Launch Vehicle (англ.). DIANE Publishing. ISBN 978-0-7881-8186-3.
  24. ↑ Cortright, E. M. (1 січня 1975). Apollo Expeditions to the Moon (англ.). Процитовано 3 лютого 2025.
  25. ↑ http://astronautix.com/data/satvint.pdf
  26. ↑ Dunar, Andrew J.; Waring, Stephen P. (1999). Power to Explore: A History of Marshall Space Flight Center, 1960-1990 (англ.). National Aeronautics and Space Administration, NASA History Office, Office of Policy and Plans. ISBN 978-0-16-058992-8.
  27. ↑ / lvs/saturnc2.htm Сатурн C-2 в Encyclopedia Astronautica
  28. ↑ Moonport: A History of Apollo Launch Facilities and Operations. web.archive.org. 14 липня 2019. Процитовано 3 лютого 2025.
  29. ↑ Saturn C-3. www.astronautix.com. Процитовано 3 лютого 2025.
  30. ↑ Erickson, Lance K. (2010). Space Flight: History, Technology, and Operations (англ.). Rowman & Littlefield. ISBN 978-0-86587-419-0.
  31. ↑ Сатурн C-3 в Encyclopedia Astronautica
  32. ↑ Bilstein, Roger E. (1999). ? id = JnoZTbVLx0MC Stages to Saturn: A Technological History of the Apollo / Saturn Launch. DIANE Publishing. с. 59—61. Процитовано 4 лютого 2008. {{cite book}}: Пропущено вертикальну риску в: |url= (довідка)
  33. ↑ Saturn V News Reference: First Stage Fact Sheet
  34. ↑ Saturn V News Reference: Second Stage Fact Sheet
  35. ↑ Apollo Program Budget Appropriations. NASA. Архів оригіналу за 9 лютого 2012. Процитовано 16 січня 2008.
  36. ↑ The Inflation Calculator <! — -Bot-generated title ->. Архів оригіналу за 18 липня 2011. Процитовано 6 квітня 2011.

Література

[ред. | ред. код]

Посилання

[ред. | ред. код]

Сайти NASA

[ред. | ред. код]

Інші сайти

[ред. | ред. код]

Симулятори

[ред. | ред. код]
Отримано з https://uk.wikipedia.org/w/index.php?title=Сатурн_V&oldid=44540139