Сатурн V — ракета-носител на програмата Аполо: характеристики и история

Сатурн V — легендарната ракета-носител на програмата Аполо: технически характеристики, исторически мисии, мощност и ключовата роля в постигането на първото кацане на Луната.

Сатурн V е тежка американска ракета-носител, използвана от НАСА в космическата програма "Аполо". Тя изведе хората на Луната — най-известното постижение е полетът на "Аполо 11" през 1969 г. Проектиранa под ръководството на германския инженер и учен Вернер фон Браун, Сатурн V остава най-мощната ракета-носител, която някога е летяла. В рамките на семейството ракети "Сатурн" (включително Saturn I и Saturn IB) са пратени в космоса общо 32 апарата; от конструкцията "Сатурн V" са произведени 15 екземпляра, от които 13 са изстреляни, а две останаха неизползвани на земята. Първите два пуска на Сатурн V бяха без екипаж (непилотирани тестове), а първият пилотиран полет с тази ракета беше Аполо 8 — облитане около Луната на 21 декември 1968 г.

Кратка история и предназначение

Сатурн V е разработена през 1960-те години като част от усилията на САЩ да изпълнят целта за кацане на човек на Луната. Ракетата беше използвана основно за мисии към Луната (Транс-Лунна Инжекция, TLI), както и за изстрелване на космическата станция Скайлaб в орбита (един полет). Първият успешен старт на Сатурн V бе непилотираният полет Аполо 4 през ноември 1967 г., а последният старт с тази конструкция бе през май 1973 г. за изстрелване на станцията Skylab.

Конструкция и степени

Ракетата се състои от три основни степени, обозначени като S-IC (първа степен), S-II (втора степен) и S-IVB (трета степен):

• S-IC (първа степен) — оборудвана с пет двигателя F-1, които работят на комбинация от керосин (RP-1) и течен кислород (LOX). Първата степен осигурява основната тяга при излитане и работи около 168 секунди (приблизително 2 минути и 48 секунди), издигайки ракетата до височина около 60–70 km и няколко десетки километра надолу по трасето.
• S-II (втора степен) — има пет двигателя J-2, които използват течен водород (LH2) и течен кислород. Втората степен продължава ускорението и работи няколко минути, за да достигне по-високи слоеве на атмосферата и почти орбитална скорост.
• S-IVB (трета степен) — оборудвана с един двигател J-2. Третата степен първоначално гори няколко минути, за да постави полезния товар в околоземна орбита (LEO), а след това може да бъде запалена повторно, за да извърши Транс-Лунна Инжекция (TLI) и да изпрати апаратите към Луната.

Технически характеристики и възможности

• Обща височина: приблизително 111 метра.
• Пълна стартова маса: около 2 903 020 килограма (според някои източници ~2,8–3,0 милиона кг).
• Тяга на първа степен (пет F-1): приблизително 33,8 MN (≈7,6 милиона lbf) при излитане — F-1 е най-мощният еднокамерeн течен ракетен двигател, използван някога в полет.
• Двигателите J-2 на втора и трета степен работят с гориво течен водород/течен кислород и осигуряват необходимата тяга за достигане и промяна на орбиталната скорост.
• Полезен товар към транс-лунна траектория (TLI): в началото около 44 600 kg, при по-късни конфигурации и оптимизации — до около 46 800 kg.

Фази на полета

При типичен полет първата степен изгаря почти три минути и осигурява основната част от енергията за излитане. Втората степен допълва ускорението и работи няколко минути, като на края на нейното горене скоростта на кораба достига десетки хиляди километри в час (приблизително ~25 000 km/h по време на прехода към висока атмосфера и орбитални скорости). Третата степен (S-IVB) гори първоначално за около 2–3 минути, за да постави апарата в околоземна орбита (например на височина ~191 km), след което при мисии към Луната тя се запалва отново за около 6 минути, за да достигне скоростта, необходима за изпращане към Луната (приблизително 40 000 km/h за транс-лунна скорост).

Мисии и наследство

Сатурн V е използвана за серията пилотирани мисии Аполо, включително историческите кацания на Луната (Аполо 11, 12, 14–17) и за изстрелване на космическата станция Skylab. Ракетата е символ на технологичното съревнование и инженерните постижения на 60-те и 70-те години. Нейният успех показа възможностите за големи носители с течни горива и сложни многостепенни решения, които повлияха на развитието на ракетостроенето в следващите десетилетия.

Запазени образци и историческа стойност

Днес части от Сатурн V и цели машини са запазени и изложени в музеи в САЩ, където служат като експонати, документиращи ерата на лунните програми. Технологиите и опитът, натрупани при разработката и експлоатацията на Сатурн V, продължават да влияят върху проекти на тежки ракети-носители и сегашни усилия за пилотно изследване на далечни цели в Слънчевата система.

Бележка: В текста са запазени оригиналните вътрешни връзки към термините "ракета-носител", "НАСА", "програмата 'Аполо'", "Аполо 11", "Луната", "германския", "инженер", "учен", "керосин", "стартовата площадка" и "горните слоеве на атмосферата" — те остават непроменени от първоначалния материал.

Въпроси и отговори

В: Как се наричаше космическата програма, която използваше Saturn V?

В: Кой е проектирал голяма част от ракетата?

В: Колко ракети "Сатурн" са изпратени в космоса?

В: Колко висока е ракетата "Сатурн V"?

Въпрос: Какво гориво са изгаряли двигателите на първата степен?

В: Колко време отне на двигателите на първата степен да издигнат "Аполо" от Земята?

Търсене по буква