El primer cohete Saturno-5: reseña, características y curiosidades

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificación: 2023-12-17 10:24

Basado en los desarrollos de la primera década del siglo XXI, el cohete Saturno-5 (de fabricación estadounidense) es el más poderoso entre sus hermanos. Su estructura de tres etapas fue diseñada en los años sesenta del siglo pasado y estaba destinada a llevar a una persona a la superficie lunar. Todas las naves necesarias, a las que se les encomendó la misión de explorar el satélite natural de nuestro planeta, se le unirían.

Según el programa Apolo, el módulo lunar se adjuntó al cohete, se colocó dentro de su adaptador y se le adjuntó el cuerpo del orbitador. Tal esquema de lanzamiento único realizó dos cosas a la vez. Es cierto que también hubo un modelo de dos etapas, que se usó solo una vez durante el lanzamiento de la primera estación espacial de los Estados Unidos de América en órbita: Skylab.

Programa lunar: ¿mito o verdad?

Ha pasado casi medio siglo,pero las conversaciones sobre un programa lunar fabricado continúan sin cesar. Alguien está seguro de que enviar astronautas a la luna usando el cohete Saturno-5 es un engaño. Para tales personas, cualquier evidencia de los grandes logros de los estadounidenses es ajena y, según ellos, los videos se realizaron sin volar fuera del planeta Tierra.

A veces se rumorea que Saturno, hermosamente construido, es demasiado perfecto para ser real. Incluso si el programa Saturno tuvo lugar, ¿por qué los estadounidenses no lo continuaron, citando la pérdida de toda la documentación de diseño del cohete Saturn-5, y comenzaron a producir transbordadores que costaban muchas veces más? ¿Por qué fue necesario comenzar todo el flujo de trabajo para desarrollar un cohete similar desde cero? ¿Y cómo es posible que se pierda el mapa tecnológico para la producción del cohete Saturno-5? Después de todo, esto no es un grano de arena en una playa de arena.

En general, el cohete Saturn-5 es el primero de su tipo, diseñado no solo para llevar astronautas a la Luna, sino también para regresarlos a casa con éxito. Además, el aterrizaje con todo el equipo, incluido el módulo lunar con dos pasajeros vivos, tenía que ser muy suave y suave, de lo contrario habría sido su último vuelo. Se pudo separar parte de la masa desconectando el módulo lunar de la nave de mando, que, a su vez, permaneció en órbita lunar y esperó la finalización de todo el trabajo.

El cohete americano "Saturno-5" podría levantar y poner en órbita hasta 140toneladas de carga. Pero, por ejemplo, el cohete pesado "Proton" más utilizado puede transportar solo 22 toneladas en su "cuerpo". Impresionante diferencia, ¿no?

Como saben, se produjeron varios Saturnos y el último lanzó la estación espacial Skylab con un peso de 77 toneladas. Era tan grande que si el punto de referencia se perdía en el interior, el astronauta quedaba suspendido en el aire durante varios minutos, esperando el viento del sistema de ventilación. En realidad, solo Mir, que constaba de varios módulos, batió este récord. Pero es el cohete Saturno-5 el que sigue siendo el proyecto más ambicioso del mundo y la máquina espacial más poderosa, un récord que ningún otro vehículo de lanzamiento ha podido batir todavía.

Historia de Saturno V

Al comienzo de su vida, el barco enfrenta dificultades en forma de un lanzamiento fallido con la participación de un sistema no tripulado y mal ajustado. A esto le siguió la negativa a repetir la prueba no tripulada, pero todo terminó con un final "feliz", ya que de 1968 a 1973 hubo lanzamientos exitosos de diez programas espaciales Apolo y la mencionada estación espacial Skylab. Y luego, el vehículo de lanzamiento Saturn-5 se convierte en una exhibición de museo, y su producción y operación posterior se detienen por completo. Este período continúa hasta el día de hoy.

Datos interesantes

Estados Unidos comenzó a desarrollar el cohete Saturno en 1962, y cuatro años más tarde la primera pruebavuelo. Más precisamente, la prueba fracasó por completo, ya que la segunda etapa del cohete, que se lanzaría en un sitio de prueba cerca de St. Louis, simplemente explotó y se hizo añicos. Según los registros históricos, el vuelo no tripulado del cohete se retrasó constantemente debido a fallas y fallas interminables, pero en el otoño de 1967, los estadounidenses aún pudieron tener éxito. Sin embargo, en la segunda etapa de prueba del programa Apolo 6, el intento de pilotaje no tripulado fracasó nuevamente. De los cinco motores disponibles en la primera etapa, solo tres se pusieron en funcionamiento, el motor de la tercera etapa no arrancó en absoluto y, después de eso, toda la estructura se derrumbó inesperadamente para todos.

A pesar de esto, diez días después se tomó la decisión sin precedentes de enviar el vehículo de lanzamiento Saturno V sin volver a realizar la prueba a la Luna. Después de todo, no te olvides de la Guerra Fría con la URSS y la carrera armamentista. Todos tenían prisa y, aun temiendo consecuencias trágicas e irreparables, decidieron conquistar el satélite natural de la Tierra sin un tercer lanzamiento de prueba.

Arriba se dijo sobre la desaparición mística de la documentación técnica y las características del cohete Saturno-5, pero en realidad los estadounidenses refutan esta información y la llaman bicicleta. Esta historia apareció en 1996 en un libro científico sobre la historia de la formación de la astronáutica. En pocas palabras, la autora informó en sus líneas que la NASA simplemente perdió los planos. Pero según el empleado de la NASA Paul Shawcross, quien ocupó un puesto en la división deinspección interna, los dibujos realmente no quedaron, pero la experiencia y el "cerebro" de ingeniería permanecieron intactos: todos los datos se colocaron en pequeños trozos de película fotográfica - microfilm.

Especificaciones

¿Cuáles son las principales características técnicas del cohete Saturno-5? Comencemos con el hecho de que su altura alcanzó los 110 metros y su diámetro, diez, y con tales parámetros podría lanzar hasta 150 toneladas de carga al espacio, dejándolo en una órbita cercana a la Tierra.

En la versión clásica tiene tres pasos: en los dos primeros, cinco motores cada uno y en el tercero, uno. El combustible para la primera etapa estaba en forma de queroseno RP-1 con oxígeno líquido como comburente, y para la segunda y tercera etapa estaba en forma de hidrógeno líquido con oxígeno líquido como comburente. El empuje de lanzamiento de los motores del cohete Saturno-5 fue de 3.500 toneladas.

Diseño de cohete

La característica de diseño del cohete es una división transversal en tres etapas, es decir, cada etapa se superpone a la anterior. Los tanques de transporte estuvieron presentes en todas las etapas. Los escalones se conectaban mediante adaptadores especiales. La parte inferior se separó junto con el cuerpo de la primera etapa, y la parte anular superior se separó un par de decenas de segundos después del arranque de los motores de la segunda etapa. Aquí funcionó el "esquema en frío" de separación de etapas, es decir, hasta que desaparezca la anterior, los motores de la siguiente no podrán arrancar.

Además de los motores de arranque, había motores de combustible sólido de frenado en los escalonesvehículo de lanzamiento "Saturno-5". Su diseñador, Wernher von Braun, los utilizó para dotar a los escalones de la función de aterrizaje automático. También en el compartimiento de la tercera etapa había un bloque instrumental en el que se controlaba el cohete.

Diseño de la primera etapa

El mundialmente famoso Boeing se convirtió en su fabricante. De los tres, el primer escalón era el más alto, su longitud era de 42,5 metros. Tiempo de funcionamiento: unos 165 segundos. Si consideramos el escenario de abajo hacia arriba, entonces en su diseño puede encontrar directamente el compartimiento mismo con cinco motores, un tanque de combustible con queroseno, un compartimiento entre tanques, un tanque con un oxidante en forma de oxígeno líquido y un falda delantera.

En el compartimiento del motor estaban los motores Saturn-V más grandes - F-1, fabricados por la compañía estadounidense Rocketdyne. El sistema de propulsión en sí consistía directamente en la estructura de potencia, las unidades estabilizadoras y la protección térmica. Uno de los motores estaba fijado en el centro en una posición fija, y los otros cuatro estaban suspendidos sobre cardanes. Además, se instalaron carenados en las centrales eléctricas laterales para proteger los motores de las cargas aerodinámicas.

En el compartimento de combustible había cinco tuberías que conducían el comburente al combustible principal, que ya se suministraba listo mediante diez tuberías a los motores. La falda tenía la función de conectar el primer y segundo peldaño. Cuando se realizaron los vuelos del cuarto y sexto Apolo,Se colocaron cámaras en la estructura para monitorear el funcionamiento de la central, separación de etapas y control de oxígeno líquido.

Diseño de la segunda etapa

Su fabricante era la empresa, hoy parte del holding "Boeing" - norteamericano. La longitud de la estructura era de poco más de 24 metros y el tiempo de funcionamiento era de cuatrocientos segundos. Los componentes de la segunda etapa se dividieron en un adaptador superior, tanques de combustible, un compartimiento con motores J-2 y un adaptador inferior que lo conectaba a la primera etapa. El adaptador superior estaba equipado con cuatro motores de combustible sólido adicionales diseñados para la misma desaceleración que en el caso de la primera etapa. Fueron lanzados tras la separación de la tercera etapa. El compartimento de la central también tenía un motor central y cuatro periféricos.

Diseño de la tercera etapa

La tercera estructura, de casi dieciocho metros, fue realizada por McDonnel Douglas. Su propósito era lanzar el orbitador y bajar el módulo lunar a la superficie de la luna. La tercera etapa se produjo en dos series: 200 y 500. Esta última tenía una sólida ventaja en un mayor suministro de helio en caso de que se reiniciara el motor.

La tercera etapa constaba de dos adaptadores: superior e inferior, un compartimento con combustible y una planta de energía. El sistema que regula el suministro de combustible a los motores está equipado con sensores que miden el balance de combustible, transmiten datos directamente a la computadora de a bordo. ellos mismoslos motores se pueden utilizar tanto en modo continuo como en modo pulsado. Por cierto, la estación espacial estadounidense Skylab se creó sobre la base de esta tercera etapa.

Bloque de herramientas

Todos los sistemas electrónicos estaban alojados en una caja de herramientas de poco menos de un metro de altura y unos 6,6 metros de diámetro. Se superpone al tercer paso. Dentro del anillo había bloques que controlaban el lanzamiento del cohete, su orientación en el espacio, así como el vuelo a lo largo de una trayectoria determinada. También había dispositivos de navegación y sistemas de emergencia.

El sistema de control estaba representado por una computadora de a bordo y una plataforma inercial. Toda la unidad de control disponía de un sistema de control de temperatura y termorregulación. Absolutamente todo el cohete estaba lleno de sensores que detectan cualquier mal funcionamiento. Enviaron los datos encontrados sobre el estado de emergencia de uno u otro objeto electrónico al panel de control en la cabina de los astronautas.

Preparando el lanzamiento

Toda la verificación previa al vuelo del cohete Saturno-5 y la nave espacial Apolo fue realizada por una comisión especial de quinientas personas. Miles de trabajadores participaron en el lanzamiento y capacitación en Cabo Cañaveral. El montaje vertical se estaba llevando a cabo en el Centro Espacial, ubicado a cinco kilómetros del sitio de lanzamiento.

Aproximadamente diez semanas antes de la salida, todas las partes del cohete fueron transportadas al sitio de lanzamiento. Los vehículos con orugas se utilizaron para objetos tan pesados. Cuando todas las partes del cohete estuvieron conectadas entre sí yse conectaron todos los aparatos eléctricos, se comprobaron las comunicaciones, incluido el sistema de radio, tanto a bordo como a tierra.

Además, comenzaron las pruebas inmovilizadas de control de misiles, se llevó a cabo una simulación de vuelo. Verificamos el funcionamiento del puerto espacial y el centro de control de la misión en Houston. Y ya se realizó el último trabajo de prueba con repostaje directo de los tanques hasta el período de puesta en marcha de la primera etapa.

Iniciar operaciones

El tiempo de prelanzamiento comienza seis días antes del lanzamiento del cohete al espacio. Este es un procedimiento estándar que se llevó a cabo con el Saturn-5. Durante este periodo se realizaron varias pausas para evitar averías y un posterior retraso en la salida. La cuenta regresiva final comenzó 28 horas antes del lanzamiento.

Llenar la primera etapa tomó doce horas. Además, solo se vertió queroseno y se suministró oxígeno líquido a los tanques cuatro horas antes del lanzamiento. Antes de repostar, todos los tanques pasaron por un procedimiento de enfriamiento. El oxidante se suministró primero a los tanques de la segunda etapa en un cuarenta por ciento, luego a los tanques de la tercera en un cien. Luego, los contenedores del segundo diseño se llenaron hasta el final, y solo entonces el oxidante entró en el primero. Gracias a tan interesante procedimiento, los trabajadores se convencieron de que no había fugas de oxígeno de los tanques de la segunda etapa. El tiempo total de suministro de combustible criogénico durante el reabastecimiento fue de 4,5 horas.

Después de preparar todos los sistemas, el cohete se cambió al modo automático. De los cinco motores de la primera etapa, se puso en marcha primero el central fijo, y solo después los periféricos según el esquema contrario. siguiente endurante cinco segundos, el cohete estuvo en espera y luego salió suavemente de los soportes que lo soltaron, desviándose hacia los lados.

La computadora, ubicada en la unidad instrumental, controlaba el cabeceo y balanceo del cohete. Todas las maniobras de cabeceo terminaron a los 31 segundos de vuelo, pero el programa continuó pulsando hasta que la primera etapa se desconectó por completo.

La presión dinámica comenzó en el septuagésimo segundo. Los motores periféricos funcionaron hasta el final del combustible en los tanques, y el medio se apagó otros 131 segundos después del despegue para evitar grandes sobrecargas en el cuerpo del misil. La separación de la primera etapa tuvo lugar a unos 65 kilómetros sobre la superficie terrestre, y la velocidad del cohete en ese momento ya era de 2,3 kilómetros por segundo.

Pero al separarse, el escenario no se vino abajo inmediatamente. De acuerdo con las características del diseño, continuó ascendiendo hasta cien kilómetros y solo luego se adentró en las aguas del Océano Atlántico a una distancia de 560 kilómetros del lugar de lanzamiento.

El arranque de los motores de la segunda etapa comenzó un segundo después de que se desacoplara la primera etapa. Las cinco plantas de energía se pusieron en marcha simultáneamente y, después de 23 segundos, se reinició el adaptador inferior de la segunda etapa. Después de eso, la tripulación tomó el asunto en sus propias manos utilizando la computadora de a bordo. La separación de la segunda etapa tuvo lugar a una altitud de 190 kilómetros sobre la superficie terrestre y el trabajo se transfirió al motor principal. Los astronautas estaban a cargo de ello. Ydespués del lanzamiento de la nave espacial a la órbita lunar, la tercera etapa se separó del módulo controlado cuando el motor se apagó manualmente después de ochenta minutos. Por lo tanto, "Saturn-5" pudo llevar astronautas a la luna y permitió que los estadounidenses se convirtieran en los primeros conquistadores del satélite natural de la Tierra.