Saturn IB

amerikai hordozórakéta

A Saturn IB amerikai hordozórakéta, a Saturn rakétacsalád egyik tagja, a Saturn I hordozórakéta korszerűsített változata volt, amelyet a NASA használt, kizárólag űrhajózási célra. Az űrrakéta a Saturn I kísérleti hordozóeszköz továbbfejlesztésével – az első S-I jelű első fokozat korszerűbb, S–IB változatra és az S–IV jelzésű második fokozatnak egy erősebb változatára, az S-IVB-re való cseréjével – jött létre és az Apollo űrhajó, valamint a holdkomp Föld körüli pályára juttatását tűzték ki célul az Apollo-program azon tesztrepülésein, amelyek nem a Holdhoz indultak.

A Saturn IB rakéta Cape Canaveral-en az AS–202 tesztrepülés startja előtt

A Saturn IB-t az Apollo program után a Skylab-programban is felhasználták, a legénységeket szállította az űrállomáshoz, legutolsó repülését pedig az Apollo-Szojuz-programban teljesítette, amikor a nemzetközi repülés amerikai személyzetét juttatta Föld körüli pályára.

Felépítése szerkesztés

A Saturn IB egy kétfokozatú, folyékony hajtóanyaggal működő hordozórakéta volt, amely első fokozatában kerozint és folyékony oxigént használt, míg második fokozatot hidrogén és oxigén hajtotta. A tetején helyezkedett el a hasznos tömeg, az Apollo űrhajó (vagy két esetben a holdkomp).

S-IB szerkesztés

 
Az S-I fokozat egy korai példánya a hajtóművek felől

A hordozóeszköz első fokozata az előd Saturn I rakéta S-I fokozatának továbbfejlesztésével kialakított, nyolc hajtóműves fokozat volt. Wernher von Braun fejlesztései között a Saturn rakétacsalád egyfajta második generációs eszköz volt, amelyben a korábbi egyhajtóműves technikát felváltotta a több rakétahajtómű egy szerkezetbe foglalásával létrehozott nagyobb tolóerejű "cluster" (csokor) technika. Az S-IB fokozat lényegében annyiban különbözött a korábbi S-I-től, hogy a beépített H-1 rakétahajtómű tolóerejét sikerült von Braunnak 890 kN-ról 912 kN-ra emelni.

Az S-IB kerozin és folyékony oxigén keverésével üzemelt. Szerkezete gyakorlatilag a régi Redstone és Jupiter rakéták tartályainak egy rendszerbe integrálásával jött létre (nyolc Redstone tartály közül négy tárolta az oxigént, négy a kerozint; a nyolc tartály fogta közre a fokozat hossztengelyébe szerelt Jupiter tartályt, a fő oxigéntankot). A fokozat külső palástján, a farokrészen nyolc, a légköri repülés közbeni stabilitást szolgáló vezérsík volt felszerelve. A rakétahajtóműveket két egymásban levő négyzet alakjában helyezték el, négyet kívül, négyet pedig 45 fokban elforgatva belül. A külső hajtóművek fúvókái irányíthatóak voltak, ezek végezték a kormányzást.

Műszaki adatok
  • Magasság: 25,5 m
  • Átmérő: 6,6 m
  • Hajtóművek: 8 db H-1 rakétahajtómű
  • Tolóerő: 7,1 MN
  • Hajtóanyag: RP–1 típusú kerozin 155 m³
  • Oxidálóanyag: cseppfolyós oxigén 250 m³
  • Égésidő: 2,5 perc
  • Kiégési magasság: 68 km

S-IVB szerkesztés

Az S-IVB is a Saturn I-ben használt technika leszármazottja volt, a végül éles küldetésre nem használt tesztrakéta S-IV fokozatának továbbfejlesztéséből származott, ám azzal ellentétben hat helyett egyetlen hajtómű hajtotta. Lényegében pont ez a tény hívta életre a Saturn IB koncepciót, ki kellett próbálni az új J-2 hajtóművet, amely felváltotta az előd S-IV Centaur hajtóműveit.

Az S-IVB-be épített egyetlen J-2-es hajtómű a hatalmas reakcióerejű hidrogén-oxigén reakciót használta meghajtásul és egymaga több mint kétszer annyi tolóerőt biztosított (890 kN), mint a 6 db Centaur az elődben (400 kN). Ezzel az erőteljesebb fokozattal realitássá vált a tervezett holdűrhajó (illetve az annak megfelelő tömeg) Föld körüli pályára állítása. Ezzel a Saturn IB komoly esélyessé lépett elő a holdexpedíciókhoz Wernher von Braun által kidolgozott Föld körüli pályán végrehajtott randevú (EOR) koncepcióhoz. A cseppfolyósra hűtött hidrogén és oxigén egy-egy tartályt kapott, amely azonban egy egységként foglalta el a fokozat belső terét. Az egyetlen hajtómű harangja természetesen mozgatható volt és ez végezte a kormányzást is.

Műszaki adatok
  • Magasság: 17,8 m
  • Átmérő: 6,6 m
  • Hajtómű(vek): 1 db J-2 rakétahajtómű
  • Tolóerő: 890 kN
  • Hajtóanyag: cseppfolyós hidrogén (242 m³)
  • Oxidálóanyag: cseppfolyós oxigén (76 m³)
  • Égésidő: kb. 7 perc
  • Kiégési magasság (kizárólag a Saturn IB-nél): Föld körüli pálya

IU (Instrument Unit) szerkesztés

Az Instrument Unit (műszeregység) az űrszerelvény pályán tartásáért felelős eszközök, elsősorban az IBM számítógép elhelyezésére szolgált. Ez egy henger alakú szekció volt, amely az S-IVB fokozat tetején kapott helyet. A henger palástján belül helyezték el a számítógépet, illetve a tehetetlenségi navigációs rendszer giroszkópjait, a henger belseje teljesen üres volt, ez fogadta be a felette elhelyezkedő Apollo űrhajó műszaki egységének hajtóműharangját.

Az IU végezte a navigációs rendszer által érzékelt mozgások alapján a hajó helyzetének meghatározását és a pályára álláshoz szükséges pályakorrekciós manőverek kormányparancsait.

Műszaki adatok
  • Átmérő: 6,6 m
  • Magasság: 0,914 m
  • Starttömeg: 1996 kg

Mentőrakéta szerkesztés

A hordozóeszköz hasznos terhe két startot kivéve az Apollo űrhajó volt és az embereket szállító űrhajó fő biztonsági rendszere egy, az űrkabin csúcsára szerelt mentőtorony és a benne levő négy hajtóműves mentőrakéta volt, amely start közbeni vészhelyzet esetén távolította volna el a rakétától a kabint.

Műszaki adatok
  • Magasság: 10,2 m
  • Átmérő: 0,66 m
  • Tömeg: 4170 kg
  • Tolóerő: 689 kN

Fejlesztése szerkesztés

A rakéta fejlesztése Wernher von Braun vezetésével történt az alabamabeli Huntsville-ben, ám lényegében több csoport több fejlesztőlaborban végzett munkájának eredménye. Von Braun az ABMA számára kezdett a Saturn I fejlesztésébe, amelyet az egy generációval korábbi Jupiter rakéta nagyobb tolóerejű változatának szántak, atomrobbanófejek hordozására. Az atomtöltetek korszerűvé válása a tömegük drasztikus csökkenését vonta maga után, így a rakéta feleslegesé vált, mire elkészült, de kapóra jött a hirtelen prioritássá vált űrprogramokhoz.

A Saturn I első fokozatát von Braun műhelyében fejlesztették, a második fokozat azonban Abe Silverstein csoportjának eredménye, ebben működött a világ első hidrogén-oxigén hajtású rakétahajtóműve. Ám a fejlődés itt nem állt meg, és Silverstein újabb áttörést hajtott végre, alig két év alatt egy nagyságrenddel nagyobb tolóerejű hajtóművet fejlesztett ki, a J-2 rakétahajtóművet. A nagyobb tolóerejű hajtóművet beépítették a Saturn I második fokozatába, az S-IV fokozatba a hat darab Centaur helyére. Az így létrehozott fokozat az S-IVB nevet kapta. Ez a fokozat volt a Saturn IB létrejöttének kulcsa és ezzel jutott a NASA először olyan eszközhöz, amely képes volt egy nagyobb űrhajó Föld körüli pályára juttatására.

Abe Silverstein munkája mellett a huntsville-i műhelyben is sikerült eredményt elérni az első fokozattal, az első széria H-1 hajtóműveinek tolóerejét 890 kN-ról 912 kN-ra növelni. Így az első fokozat közel 700 tonnás és a második fokozat 100 tonnás tolóerejével hozzávetőleg 15 tonna hasznos tömeget lehetett Föld körüli pályára állítani.

A Saturn IB startjai szerkesztés


Sorozatszám Repülés Startdátum Megjegyzés
AS–201 AS–201 1966. február 26. Az első tesztrepülés, az Apollo Parancsnoki és Műszaki Egység próbarepülése parabolapályán.
AS–203 AS–203 1966. július 5. A második tesztrepülés. Az S-IVB fokozat tesztje, 4 Föld körüli keringéssel.
AS–202 AS–202 1966. augusztus 25. A harmadik tesztrepülés, az Apollo Parancsnoki és Műszaki Egység második próbarepülése.
AS–204 Apollo–5 1968. január 22. A holdkomp első, automata üzemmódban történt próbarepülése. A hordozóeszköz a korábban tragédiát szenvedett Apollo–1 küldetéshez végül fel nem használt rakéta volt.
AS–205 Apollo–7 1968. október 11. Az Apollo űrhajó első, emberekkel végzett tesztrepülése. Személyzet: Schirra, Eisle, Cunningham. Az űrhajó 163 keringést végzett. A start a cape canaveral-i 34-es indítóállásból történt.
AS–206 Skylab–2 1973. május 25. Az első Skylab küldetés. Személyzet: Conrad, Kerwin, Weitz. A repülésnél először használták a rakétához a Saturn V 39B indítóállványát (a holdrakéta indítótornyát használva, amelyhez egy adapter kellett, ami áthidalta a két rakéta méretbeli különbségeit).
AS–207 Skylab–3 1973. július 28. A második Skylab repülés. Személyzet: Bean, Garriott, Lousma.
AS–208 Skylab–4 1973. november 16. A harmadik és utolsó Skylab repülés. Személyzet: Carr, Gibson, Pogue.
AS–210 ASTP 1975. július 15. A közös amerikai–szovjet repülés, egyben Saturn IB és az Apollo űrhajó legutolsó repülése. Személyzet: Stafford, Slayton, Brand.
 
A Saturn I startjainak képei időrendben

A hordozóeszköz startjai többféle logikai részre tagolhatóak. Ha a hasznos tömeg oldaláról tekintjük a küldetéseket, akkor két alkalommal a holdkompot vitte tesztrepülésre a rakéta, az összes többi felszállás az Apollo űrhajóval történt. Ha a küldetéseket tekintjük, akkor háromszor Skylab legénységeket szállított, míg egyszer az Apollo–Szojuz-program amerikai űrhajósait vitte Föld körüli pályára, a többi repülés a Apollo-program keretében történt. Más megfontolások szerint négy automata és öt ember vezette űrhajót vitt az űrbe. Végül az utolsó felosztás szerint a felbocsátások először az L34-es indítóállványról történtek, majd az L37-esről, végül az Apollo-programot követően áttették az indításokat az L39-re (ez utóbbi esetben egy rácsszerkezetes adapterrel kellett kiegészíteni az indítóállványt, mivel az a Saturn V magasságára lett méretezve.

A Saturn IB startjaival kapcsolatban meg kell említeni az Apollo–1 tragédiáját. Az Apollo–1 űrhajósai 1967. január 27-én az Apollo űrhajó első repülése előtt két héttel a rakéta egyik létfontosságú tesztjét végezték – azt vizsgálva, hogy a rakéta megfelelően működik-e majd a start során, gyakorlatilag egyfajta technikai főpróbát tartottak –, amikor űrhajójuk kigyulladt és ők meghaltak. A tragédia az egész holdprogramot visszavetette. Később a balesetben szerepet nem játszó, gyakorlatilag tökéletes AS–204 jelű Saturn IB-t egy tesztrepüléshez felhasználták. A Saturn IB soha semmiféle balesetet nem okozott az alkalmazása során.

Fel nem használt Saturn IB rakéták szerkesztés


Szériaszám Repülés Megjegyzés
AS-209 Skylab Mentőegység Skylab A mentőexpedíciókhoz fenntartott rakéta. Végül sohasem repült. Jelenleg a Kennedy Űrközpontban kiállítási tárgy egy Apollo űrhajó makettel (az első fokozat hajtóművét egy másolatra cserélték 1993-1994 során, mivel az eredetit tönkretette a korrózió).
AS-211 Nem repült soha Az első fokozatát működőképes állapotban tartották és kiállítási tárgy az Alabama Welcome Centerben Ardmore-ban. A második fokozat, az S-IVB, a Skylab makettjével került kiállításra Huntsville-ben az U.S. Space and Rocket Centerben.
AS-212 Nem repült soha A második fokozatát, az S-IVB-t a Skylab űrállomáshoz használták fel.
AS-213 Nem repült soha Csak az első fokozata épült meg és az is felhasználatlan maradt.
AS-214 Nem repült soha Csak az első fokozata épült meg és az is felhasználatlan maradt.

További információk szerkesztés

Magyar oldalak szerkesztés

Külföldi oldalak szerkesztés

A Wikimédia Commons tartalmaz Apollo-program témájú médiaállományokat.