La première fusée Saturn-5 : avis, caractéristiques et faits intéressants

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 10:27

Basée sur les développements de la première décennie du 21e siècle, la fusée Saturn-5 (de fabrication américaine) est la plus puissante de ses sœurs. Sa structure en trois étapes a été conçue dans les années soixante du siècle dernier et était destinée à livrer une personne à la surface lunaire. Tous les navires nécessaires, chargés d'explorer le satellite naturel de notre planète, devaient y être rattachés.

Selon le programme Apollo, le module lunaire était attaché à la fusée, placé à l'intérieur de son adaptateur, et le corps de l'orbiteur y était attaché. Un tel système de lancement unique effectuait deux choses à la fois. Certes, il y avait aussi un modèle à deux étages, qui n'a été utilisé qu'une seule fois lors du lancement de la toute première station spatiale des États-Unis d'Amérique en orbite - Skylab.

Programme lunaire: mythe ou vérité ?

Cela fait presque un demi-siècle,mais les discussions sur un programme lunaire fabriqué se poursuivent sans relâche. Quelqu'un est sûr que l'envoi d'astronautes sur la Lune à l'aide de la fusée Saturn-5 est un canular. Pour ces personnes, toute preuve des grandes réalisations des Américains est étrangère et, selon eux, les vidéos ont été réalisées sans voler en dehors de la planète Terre.

Parfois, la rumeur court que la magnifique Saturne est trop parfaite pour être réelle. Même si le programme Saturn a eu lieu, pourquoi les Américains ne l'ont-ils pas poursuivi, invoquant la perte de toute la documentation de conception de la fusée Saturn-5, et ont-ils commencé à produire des navettes coûtant bien plus cher ? Pourquoi était-il nécessaire de démarrer tout le workflow de développement d'une fusée similaire à partir de zéro ? Et comment pourrait-il être possible de perdre la carte technologique pour la production de la fusée Saturn-5 ? Après tout, ce n'est pas un grain de sable sur une plage de sable.

En général, la fusée Saturn-5 est la première du genre, conçue non seulement pour envoyer des astronautes sur la Lune, mais aussi pour les ramener chez eux avec succès. De plus, l'atterrissage avec tout l'équipement, y compris le module lunaire avec deux passagers vivants, devait être très doux et doux, sinon cela aurait été leur dernier vol. Une partie de la masse a pu être séparée en déconnectant le module lunaire du vaisseau de commandement, qui, à son tour, est resté en orbite lunaire et a attendu l'achèvement de tous les travaux.

La fusée américaine "Saturn-5" pourrait soulever et mettre en orbite jusqu'à 140tonnes de marchandises. Mais, par exemple, la fusée lourde "Proton" la plus utilisée ne peut transporter que 22 tonnes sur son "corps". Différence impressionnante, n'est-ce pas ?

Comme vous le savez, plusieurs Saturn ont été produites, et la dernière a lancé la station spatiale Skylab pesant 77 tonnes. Il était si énorme que si le point de référence était perdu à l'intérieur, l'astronaute restait suspendu en l'air pendant plusieurs minutes, attendant le vent du système de ventilation. En fait, seul Mir, composé de plusieurs modules, a battu ce record. Mais c'est la fusée Saturn-5 qui reste le projet le plus ambitieux au monde et la machine spatiale la plus puissante, un record qu'aucun autre lanceur n'a encore été capable de battre.

Histoire de Saturne V

Au tout début de sa vie, le navire fait face à des difficultés sous la forme d'un lancement raté avec la participation d'un système sans pilote et mal réglé. Cela a été suivi d'un refus de répéter le test sans pilote, mais tout s'est terminé par une fin "heureuse", puisque de 1968 à 1973, il y a eu des lancements réussis de dix programmes spatiaux Apollo et de la station spatiale Skylab susmentionnée. Et puis le lanceur Saturn-5 devient une exposition de musée, et sa production et son fonctionnement ultérieur sont complètement arrêtés. Cette période se poursuit à ce jour.

Faits intéressants

Les États-Unis ont commencé à développer la fusée Saturn en 1962, et quatre ans plus tard, le premier testvoyage en avion. Plus précisément, le test a complètement échoué, puisque le deuxième étage de la fusée, qui devait être lancé sur un site d'essai près de Saint-Louis, a tout simplement explosé et s'est brisé en morceaux. Selon les archives historiques, le vol sans pilote de la fusée était constamment retardé en raison de pannes et de lacunes sans fin, mais à l'automne 1967, les Américains étaient toujours en mesure de réussir. Cependant, lors de la deuxième étape de test du programme Apollo 6, la tentative de pilotage sans pilote a de nouveau échoué. Sur les cinq moteurs disponibles dans la première étape, seuls trois ont été mis en service, le moteur de la troisième étape n'a pas démarré du tout, et après cela, toute la structure s'est effondrée de manière inattendue pour tout le monde.

Malgré cela, dix jours plus tard, une décision sans précédent a été prise d'envoyer le lanceur Saturn V sans retester sur la Lune. Après tout, n'oubliez pas la guerre froide avec l'URSS et la course aux armements. Tout le monde était pressé et, craignant même des conséquences tragiques irréparables, ils ont quand même décidé de conquérir le satellite naturel de la Terre sans un troisième lancement d'essai.

Ci-dessus, il a été question de la disparition mystique de la documentation technique et des caractéristiques de la fusée Saturn-5, mais en fait, les Américains réfutent cette information et l'appellent un vélo. Cette histoire est apparue en 1996 dans un livre scientifique sur l'histoire de la formation de l'astronautique. En termes simples, l'auteur a rapporté dans ses lignes que la NASA avait tout simplement perdu les plans. Mais selon l'employé de la NASA, Paul Shawcross, qui a occupé un poste dans la division pendantinspection interne, les dessins ne sont vraiment pas restés, mais l'expérience et le "cerveau" d'ingénierie sont restés intacts: toutes les données ont été placées dans de petits morceaux de film photographique - microfilm.

Spécifications

Quelles sont les principales caractéristiques techniques de la fusée Saturn-5 ? Commençons par le fait que sa hauteur atteignait 110 mètres et son diamètre - dix, et avec de tels paramètres, il pouvait lancer jusqu'à 150 tonnes de fret dans l'espace, le laissant en orbite proche de la Terre.

Dans la version classique, il comporte trois étapes: dans les deux premiers, cinq moteurs chacun et dans le troisième, un. Le carburant pour le premier étage était sous forme de kérosène RP-1 avec de l'oxygène liquide comme oxydant, et pour les deuxième et troisième étages, il était sous forme d'hydrogène liquide avec de l'oxygène liquide comme oxydant. La poussée de lancement des moteurs de la fusée Saturn-5 était de 3 500 tonnes.

Conception de fusée

La caractéristique de conception de la fusée est une division transversale en trois étapes, c'est-à-dire que chaque étape est superposée à la précédente. Des chars de transport étaient présents à toutes les étapes. Les marches étaient reliées au moyen d'adaptateurs spéciaux. La partie inférieure a été séparée avec le corps du premier étage et la partie annulaire supérieure a été séparée quelques dizaines de secondes après le démarrage des moteurs du deuxième étage. Le "schéma à froid" de la séparation des étages a fonctionné ici, c'est-à-dire que jusqu'à ce que le précédent disparaisse, les moteurs du suivant ne pourront pas démarrer.

En plus des moteurs de démarrage, il y avait des freins à propergol solide sur les marcheslanceur "Saturn-5". Son concepteur, Wernher von Braun, les a utilisés pour doter les marches de la fonction d'auto-atterrissage. Toujours dans le compartiment du troisième étage, il y avait un bloc instrumental dans lequel la fusée était contrôlée.

Conception du premier étage

Le célèbre Boeing est devenu son fabricant. Des trois, c'était la première marche qui était la plus haute, sa longueur était de 42,5 mètres. Temps de fonctionnement - environ 165 secondes. Si nous considérons l'étage de bas en haut, alors dans sa conception, vous pouvez directement trouver le compartiment lui-même avec cinq moteurs, un réservoir de carburant avec du kérosène, un compartiment inter-réservoirs, un réservoir avec un comburant sous forme d'oxygène liquide et un jupe avant.

Dans le compartiment moteur se trouvaient les plus gros moteurs Saturn-V - F-1, fabriqués par la société américaine Rocketdyne. Le système de propulsion lui-même se composait directement de la structure de puissance, des unités de stabilisation et de la protection thermique. L'un des moteurs était fixé au centre dans une position fixe et les quatre autres étaient suspendus à des cardans. De plus, des carénages ont été installés sur les centrales latérales afin de protéger les moteurs des charges aérodynamiques.

Dans le compartiment à carburant, il y avait cinq tuyaux conduisant le comburant au carburant principal, qui était déjà fourni prêt à l'emploi à l'aide de dix conduites vers les moteurs. La jupe avait pour fonction de relier les première et deuxième marches. Lors des vols des quatrième et sixième Apollos,des caméras ont été fixées à la structure pour surveiller le fonctionnement de la centrale électrique, la séparation des étages et le contrôle de l'oxygène liquide.

Conception de la deuxième étape

Son fabricant était la société, qui fait aujourd'hui partie de la holding "Boeing" - nord-américaine. La longueur de la structure était d'un peu plus de 24 mètres et le temps de fonctionnement était de quatre cents secondes. Les composants du deuxième étage étaient divisés en un adaptateur supérieur, des réservoirs de carburant, un compartiment avec des moteurs J-2 et un adaptateur inférieur le reliant au premier étage. L'adaptateur supérieur était équipé de quatre moteurs à propergol solide supplémentaires conçus pour la même décélération que dans le cas du premier étage. Ils ont été lancés après la séparation du troisième étage. Le compartiment de la centrale comportait également un moteur central et quatre moteurs périphériques.

Conception de la troisième étape

La troisième structure de près de dix-huit mètres a été réalisée par McDonnel Douglas. Son but était de lancer l'orbiteur et d'abaisser le module lunaire à la surface de la lune. Le troisième étage a été produit en deux séries - 200 et 500. Ce dernier avait un solide avantage dans une alimentation accrue en hélium en cas de redémarrage du moteur.

La troisième étape consistait en deux adaptateurs - supérieur et inférieur, un compartiment avec du carburant et une centrale électrique. Le système qui régule l'alimentation en carburant des moteurs est équipé de capteurs qui mesurent le bilan de carburant, ils transmettent directement les données à l'ordinateur de bord. eux-mêmesles moteurs pouvaient être utilisés aussi bien en mode continu qu'en mode impulsionnel. Soit dit en passant, la station spatiale américaine Skylab a été créée sur la base de cette troisième étape.

Bloc d'outils

Tous les systèmes électroniques étaient logés dans une boîte à outils d'un peu moins d'un mètre de haut et d'environ 6,6 mètres de diamètre. Elle se superpose à la troisième étape. À l'intérieur de l'anneau se trouvaient des blocs qui contrôlaient le lancement de la fusée, son orientation dans l'espace, ainsi que son vol le long d'une trajectoire donnée. Il y avait aussi des appareils de navigation et de système d'urgence.

Le système de contrôle était représenté par un ordinateur de bord et une plate-forme inertielle. L'ensemble de l'unité de contrôle disposait d'un système de contrôle et de thermorégulation de la température. Absolument toute la fusée était parsemée de capteurs qui détectent tout dysfonctionnement. Ils ont soumis les données trouvées sur l'état d'urgence de l'un ou l'autre objet électronique au panneau de contrôle dans la cabine des astronautes.

Préparer le lancement

L'ensemble du contrôle pré-vol de la fusée Saturn-5 et du vaisseau spatial Apollo a été effectué par une commission spéciale de cinq cents personnes. Des milliers de travailleurs ont participé au lancement et à la formation à Cap Canaveral. L'assemblage vertical avait lieu au Centre spatial, situé à cinq kilomètres du site de lancement.

Environ dix semaines avant le départ, toutes les pièces de la fusée ont été transportées vers le site de lancement. Des véhicules à chenilles ont été utilisés pour ces objets lourds. Lorsque toutes les parties de la fusée ont été connectées ensemble ettous les appareils électriques ont été connectés, les communications ont été vérifiées, y compris le système radio - à bord et au sol.

De plus, des tests immobilisés de contrôle de missile ont commencé, une simulation de vol a eu lieu. Nous avons vérifié le fonctionnement du port spatial et du centre de contrôle de mission à Houston. Et le dernier travail d'essai a déjà été effectué avec ravitaillement direct des réservoirs jusqu'à la période de lancement du premier étage.

Démarrer les opérations

Le temps de pré-lancement commence six jours avant le lancement de la fusée dans l'espace. Il s'agit d'une procédure standard qui a été effectuée avec le Saturn-5. Au cours de cette période, plusieurs pauses ont été effectuées pour éviter les pannes et un retard ultérieur au départ. Le compte à rebours final a commencé 28 heures avant le lancement.

Remplir la première étape a pris douze heures. De plus, seul du kérosène a été versé et de l'oxygène liquide a été fourni aux réservoirs quatre heures avant le lancement. Avant le ravitaillement, tous les réservoirs ont subi une procédure de refroidissement. Le comburant a d'abord été fourni aux réservoirs du deuxième étage par quarante pour cent, puis aux réservoirs du troisième par cent. Ensuite, les conteneurs de la deuxième conception ont été remplis jusqu'au bout, et ce n'est qu'alors que l'oxydant est entré dans le premier. Grâce à une procédure aussi intéressante, les ouvriers étaient convaincus qu'il n'y avait pas de fuite d'oxygène des réservoirs du deuxième étage. Le temps total de livraison de carburant cryogénique pendant le ravitaillement était de 4,5 heures.

Après avoir préparé tous les systèmes, la fusée est passée en mode automatique. Des cinq moteurs du premier étage, le fixe central a été lancé en premier, puis seulement les périphériques selon le schéma inverse. Suivant danspendant cinq secondes, la fusée est restée en attente, puis est sortie doucement des supports qui l'ont libérée, déviant sur les côtés.

L'ordinateur, situé dans l'unité instrumentale, contrôlait le tangage et le roulis de la fusée. Toutes les manœuvres de tangage se sont terminées à 31 secondes de vol, mais le programme a continué à pulser jusqu'à ce que le premier étage soit complètement déconnecté.

La pression dynamique a commencé à la soixante-dixième seconde. Les moteurs périphériques ont fonctionné jusqu'à la fin du carburant dans les réservoirs, et celui du milieu s'est éteint encore 131 secondes après le décollage afin d'éviter de fortes surcharges sur le corps du missile. La séparation du premier étage a eu lieu à environ 65 kilomètres au-dessus de la surface de la Terre, et la vitesse de la fusée à ce moment était déjà de 2,3 kilomètres par seconde.

Mais en se séparant, la scène ne s'est pas immédiatement effondrée. Selon les caractéristiques de conception, il a continué à grimper jusqu'à une centaine de kilomètres et n'est ensuite entré dans les eaux de l'océan Atlantique qu'à une distance de 560 kilomètres du site de lancement.

Le démarrage des moteurs de la deuxième étape a commencé une seconde après le désamarrage de la première étape. Les cinq centrales ont été lancées simultanément et après 23 secondes, l'adaptateur inférieur du deuxième étage a été réinitialisé. Après cela, l'équipage a pris les choses en main grâce à l'ordinateur de bord. La séparation du deuxième étage a eu lieu à une altitude de 190 kilomètres au-dessus de la surface de la Terre et le travail a été transféré au moteur principal. Des astronautes en étaient chargés. Etaprès le lancement du vaisseau spatial en orbite lunaire, le troisième étage s'est séparé du module contrôlé lorsque le moteur a été éteint manuellement après quatre-vingts minutes. Ainsi, "Saturn-5" a pu envoyer des astronautes sur la Lune et permettre aux Américains de devenir les premiers conquérants du satellite naturel de la Terre.