Saturn V
Toto je článok o nosnej rakete. O mesiaci Saturnu s týmto označením pozri Rhea (mesiac).Saturn V (nazývaná aj Raketa na Mesiac) bola americká viacstupňová nosná raketa, používaná v programe Apollo a Skylab. Preslávila sa ako raketa, vďaka ktorej sa ľudské posádky dostali na Mesiac. Bola to najväčšia raketa typu Saturn, aj keď NASA mala pripravené návrhy aj väčších a silnejších rakiet (ako napríklad raketa Nova). Doteraz je najväčšou a najvýkonnejšou raketou sveta, ktorá bola kedy v aktívnej službe (aj keď sa v súčasnosti už testuje väčšia a výkonnejšia raketa Superheavy Starship).
| Základné údaje | ||
|---|---|---|
| Funkcia | nosná raketa pre ľudskú posádku na nízku obežnú dráhu a Mesiac | |
| Výrobca | Boeing (S-IC) North American (S-II) Douglas (S-IVB) | |
| Krajina pôvodu | Spojené štáty | |
| Výška | 111 m | |
| Priemer | 10 m | |
| Hmotnosť | 3 038 500 kg (vzletová) 27 000 kg (prázdna) | |
| Počet stupňov | 3 (2 pre Skylab) | |
| Nosnosť | ||
| Náklad na LEO | 118 000 kg | |
| Náklad na lunárnu orbitu | 47 000 kg | |
| História letov | ||
| Stav | nepoužívaná | |
| Štartovacia rampa | LC-39, Kennedyho vesmírne stredisko | |
| Počet štartov | 12 | |
| Úspešné štarty | 11 | |
| Zlyhania | 0 | |
| Čiastočné zlyhanie | 1 | |
| Prvý štart | 9. november 1967 | |
| Posledný štart | 7. december 1972 | |
| Prvý stupeň – S-IC | ||
| Dĺžka | 42 m | |
| Max. priemer | 10 m | |
| Motory | 5 Rocketdyne F-1 | |
| Ťah | 34,02 MN | |
| Doba funkcie | 150 sekúnd | |
| Palivo | RP-1/tekutý kyslík | |
| Druhý stupeň – S-II | ||
| Dĺžka | 24,9 m | |
| Max. priemer | 10 m | |
| Motory | 5 Rocketdyne J-2 | |
| Ťah | 5 MN | |
| Doba funkcie | 360 sekúnd | |
| Palivo | tekutý vodík/tekutý kyslík | |
| Tretí stupeň - S-IVB | ||
| Dĺžka | 17,8 m | |
| Max. priemer | 6,6 m | |
| Motory | 1 Rocketdyne J-2 | |
| Ťah | 1 MN | |
| Doba funkcie | 165 + 335 sekúnd (2 zážihy) | |
| Palivo | tekutý vodík/tekutý kyslík | |
Saturn V bola navrhnutá a vyvinutá v Marshall Space Flight Center tímom nemeckých raketových vedcov pod vedením Wernhera von Brauna, ktorý počas druhej svetovej vojny pracoval na nemeckom programe raketových striel V2. Hlavnými dodávateľmi boli firmy Boeing, North American Aviation, Douglas Aircraft a IBM.
Od 1967 do 1973 NASA vypustila trinásť rakiet Saturn V bez toho, aby stratila čo len jednu (aj keď Apollo 6 a Apollo 13 mali poruchy motorov, palubné počítače to dokázali eliminovať tým, že zostávajúce motory nechali bežať dlhšie). Hlavnou úlohou týchto rakiet bolo vyniesť kozmickú loď Apollo, ktorá potom dopravila astronautov NASA na Mesiac. Táto raketa tiež vyniesla vesmírnu stanicu Skylab a boli plánované aj ako hlavné nosné rakety pre neskôr zrušený program kozmických sond na Mars, Voyager. Tento projekt bol v roku 1976 nahradený programom Viking.
Pozadie
upraviťZačiatkom 60. rokov 20. storočia Sovietsky zväz v kozmických pretekoch jasne viedol nad Spojenými štátmi. V roku 1957 Sovieti vypustili Sputnik 1, prvú umelú družicu a 12. apríla 1961 sa Jurij Gagarin stal prvým človekom, ktorý cestoval do vesmíru.
25. mája 1961 prezident USA Kennedy oznámil, že Amerika sa pokúsi do konca dekády pristáť na Mesiaci. V tom čase jedinou skúsenosťou Spojených štátov s pilotovanými kozmickými loďami bol 15 minútový suborbitálny let lode Freedom 7 s astronautom Alanom Shepardom. Žiadna raketa na svete by v tom čase nebola schopná vyniesť naraz celú kozmickú loď na Mesiac. Raketa Saturn I bola síce vo vývoji, ale ešte neletela. Aj tak by kvôli jej malej veľkosti bolo nutných viacero štartov na vynesenie všetkých súčastí lunárnej kozmickej lode.
Na začiatku plánovacieho procesu NASA uvažovala o troch hlavných spôsoboch letu na Mesiac: Spojenie na zemskej orbite, Priamy let a Spojenie na lunárnej orbite. Ako prvý NASA zavrhla návrh na spojenie na orbite Mesiaca (s odôvodnením, že takéto spojenie by malo prebehnúť najprv na zemskej orbite). Nakoniec sa rozhodlo, že spojenie na zemskej orbite je najrýchlejší a najľahší spôsob ako dosiahnuť cieľ, ktorý vytýčil prezident Kennedy.
Vývoj
upraviťOd C-1 po C-4
upraviťOd 1960 do 1962 Marshall Space Flight Center (MSFC) vyvíjalo rakety, ktoré sa dali použiť pre rôzne misie. Začínalo s modelom C-1, ktorý sa neskôr vyvinul do modelu Saturn I. Vo svojej prvej verzii ako Saturn I mala dva stupne a bola určená na testy makiet lodí Apollo na obežnej dráhe Zeme. Prvý stupeň bol poháňaný ôsmimi motormi H-1 (ťah 8 x 835 kN), ktoré spaľovali kvapalný kyslík a letecký benzín. Druhý stupeň S-IV mal šesť motorov RL-10 (ťah 6 x 67 kN), ktoré spaľovali kvapalný kyslík a vodík. Nosnosť bola 9 100 kg. Saturn IB vznikol výmenou druhého stupňa za stupeň S-IVB, ktorý mal iba jeden kyslíkovo-vodíkový motor J-2 (ťah 1 000 kN). Prvý stupeň mal zosilnený ťah na 8 x 912 kN, nosnosť vzrástla na 14 000 kg. Vývoj rakety C-2 sa nedostal ďaleko predtým, ako ho MSFC zrušila v prospech vývoja modelu C-3, kde použila dva motory F-1 na prvom stupni, štyri motory J-2 na druhom stupni a na stupni S-IV šesť motorov RL-10. NASA plánovala použiť túto raketu ako súčasť konceptu spojenia na zemskej orbite, keď by potrebovala najmenej štyri až päť štartov pre jednu misiu.
Ale MSFC plánovalo postaviť ešte väčšiu raketu C-4. Tá by použila stupeň S-IVB s jedným motorom J-2. Na jej prvom stupni by boli štyri motory F-1. Druhý stupeň mala byť zväčšená verzia druhého stupňa rakety C-3. Táto raketa by potrebovala iba dva štarty pre jednu misiu.
C-5
upraviťDňa 10. januára 1962 NASA oznámila plán postaviť raketu C-5. Tá mala mať päť motorov F-1 na prvom stupni, päť motorov J-2 na druhom stupni a tretí stupeň S-IVB. V trojstupňovej verzii mala nosnosť 45 000 kg k Mesiacu. Prvé štyri štarty mali otestovať všetky stupne rakety s tým, že posledný testovací let mal byť okolo Mesiaca. Prvý pilotovaný let sa nemal uskutočniť skôr ako v roku 1969 (nakoniec sa však prvý let s ľudskou posádkou uskutočnil v decembri 1968).
V polovici roka 1962 sa NASA rozhodla, že otestuje všetky tri stupne už na prvom testovacom lete. To by skrátilo čas na testy a vývoj, ale iba v prípade, že všetky tri stupne by pracovali perfektne. Tiež zredukovala počet potrebných rakiet z 25 na 15. V roku 1963 bola raketa C-5 premenovaná na Saturn V. V tom istom roku firma Rocketdyne vyrobila prvý raketový motor. V roku 1966 motor F-1 prešiel inšpekciou NASA a bol pripravený pre let s ľudskou posádkou, ktorý bol naplánovaný na 6. september. Po niekoľkých rokoch intenzívneho vývoja a testov raketa po prvýkrát vzlietla 9. novembra 1967 s nepilotovanou kozmickou loďou Apollo 4.
Technológia
upraviťSaturn V bol bezpochyby jeden z najimpozantnejších strojov v ľudskej histórii. Viac ako 110 m vysoký s priemerom 10 m, vážiaci tritisíc ton, bol schopný vyniesť 118 000 kg užitočného nákladu na nízku obežnú dráhu Zeme. Vysoko prekonal všetky predchádzajúce rakety, ktoré úspešne vzlietli do vesmíru. Pre porovnanie, raketa bola len o málo nižšia ako Katedrála svätého Pavla v Londýne.
Saturn V bol navrhnutý vo firme Marshall Space Flight Center v Huntsville. Používal nové výkonné motory F-1 a J-2. Vývojári sa už od začiatku pokúsili čo najviac využiť technológiu a skúsenosti z vývoja rakety Saturn I. Tretí stupeň, S-IVB, rakety Saturn V bol postavený na základe druhého stupňa S-IV rakety Saturn I. Riadiaca jednotka, ktorá kontrolovala spoločné údaje pre Saturn V, bola celá prebratá zo Saturnu I.
Stupne
upraviť
Saturn V sa skladal z troch stupňov a prístrojovej časti, ktoré boli vyvinuté a dodané rôznymi dodávateľmi NASA. Zaujímavé je, že v súčasnosti je vlastníkom všetkých troch dodávateľov firma Boeing a to vďaka rôznym zlúčeniam a prebratiam.
Všetky tri stupne používali aj malý motor na tuhé palivo, ktorý pomáhal oddeľovať stupne počas letu a zaisťoval, že kvapalné palivá boli na správnom mieste pred tankovaním do púmp.
V prípade, že prerušenie letu vyžadovalo deštrukciu rakety, príslušný pracovník vyslal povel na odpálenie výbušnín pripevnených na vonkajšom povrchu rakety. Signál mal najprv zastaviť prívod paliva a oxidačného činidla a zamedziť miešaniu obidvoch látok a po odhodení únikovej veže mohli rozbušky bezpečne vybuchnúť.
S-IC prvý stupeň
upraviť
S-IC bol postavený firmou Boeing v Michoud Assembly Facility New Orleans, kde sa neskôr vyrábali externé palivové nádrže pre Space Shuttle. Tak ako pri každom raketovom stupni, väčšina hmotnosti (> 2 000 ton) pripadá na palivo, v tomto prípade na raketové palivo RP-1 a okysličovadlo tekutý kyslík. Prvý stupeň bol 42 metrov vysoký a priemer mal 10 metrov. Bol schopný vyvinúť ťah 33,4 MN a prejsť prvých 61 kilometrov letu. Päť motorov F-1 bolo umiestnených do kríža. Centrálny motor bol pevne uchytený, kým ostatné štyri mohli byť hydraulicky vychyľované pre riadenie letu rakety.
S-II druhý stupeň
upraviťS-II bol postavený firmou North American Aviation v Seal Beach. Ako palivo používal tekutý vodík a ako okysličovadlo tekutý kyslík. Jeho päť motorov J-2 bolo usporiadaných podobne ako na stupni S-IC. Druhý stupeň zrýchlil Saturn V cez hornú atmosféru ťahom 5 MN. Po natankovaní tvorilo 97 % hmotnosti stupňa palivo. Namiesto vnútornej štruktúry pre oddelenie nádrží ako mal prvý stupeň, S-II použil priečku na vrchu nádrže s kyslíkom a na spodku nádrže s vodíkom. Priečky boli zložené z dvoch hliníkových platní oddelených plastom z fenolovej živice. Tá mala izolovať 70 °C teplotný rozdiel medzi nádržami. Použitie tejto priečky ušetrilo 3,6 tony.
S-IVB tretí stupeň
upraviťS-IVB bol postavený vo firme Douglas Aircraft Company v Huntington Beach. Používal jeden motor J-2 a rovnaké palivo ako druhý stupeň. Tento stupeň sa počas misie použil dvakrát: prvýkrát po oddelení druhého stupňa pre vstup na obežnú dráhu a neskôr pre vstup na translunárnu dráhu. Tento stupeň tiež použil fenolovú priečku na oddelenie nádrží. S-IVB bol jediný zo stupňov Saturnu V, ktorý bol dostatočne malý na to, aby sa dal prevážať lietadlom, v tomto prípade lietadlom Super Guppy. Okrem medzistupňového adaptéra bol tento stupeň skoro identický s druhým stupňom rakety Saturn IB.
Prístrojová časť
upraviťPrístrojová časť Saturnu bola vyvinutá firmou IBM a bola umiestnená na vrchu tretieho stupňa. Postavená bola v Space Systems Center v Huntsville. Počítač kontroloval a riadil operácie od pár sekúnd pred štartom až po odhodenie tretieho stupňa. To zahŕňalo riadenie navigačných a telemetrických systémov rakety. Meraním zrýchlenia a dosiahnutej výšky bol schopný vypočítať pozíciu a rýchlosť rakety a upraviť odchýlky.
Porovnanie
upraviť
Sovietska raketa porovnateľná so Saturnom V bola raketa N-1. Saturn V bol vyšší a ťažší[1], ale prvý stupeň N-1 mal väčší priemer[2]. Počas jej štyroch testov, predtým ako bol vývoj zrušený, N-1 nikdy nevydržala do úspešného oddelenia prvého stupňa – najúspešnejší pokus zlyhal približne 10 sekúnd pred oddelením. Rozhodnutie použiť na prvom stupni rakety Saturn V päť veľmi výkonných motorov sa ukázalo byť lepšia konfigurácia ako tridsať menších motorov na prvom stupni rakety N1 (Sovieti v tom čase nemali podobne silný raketový motor). Počas letov Apollo 6 a Apollo 13 bol Saturn V dokonca schopný nahradiť vypadnutý motor dlhšou prevádzkou zostávajúcich motorov. N-1 síce mala počítač naprogramovaný na vykrytie prípadných výpadkov motorov, ale nikdy ho úspešne nepoužila – v jednom prípade dokonca počítač vypol všetky motory prvého stupňa namiesto jedného chybného.
Trojstupňová raketa Saturn V mala maximálny ťah 34,02 MN (SA-504 a nasledujúce)[3] a vedela vyniesť 118 000 kg na nízku obežnú dráhu. Iba niekoľko z novších rakiet môže ohroziť niektoré rekordy vytvorené Saturnom V:
- sovietska Energija bola dokonca silnejšia ako Saturn V, s ťahom 46 MN v konfigurácii „Vulkan“ dokázala vyniesť až 175 ton na nízku obežnú dráhu. Nikdy však s takou kapacitou nevzlietla. Štartovala iba dvakrát (obidva štarty boli úspešné).
- Space Shuttle dokázal vyvinúť ťah 34,8 MN, aj keď užitočná hmotnosť, ktorú vedel vyniesť, dosahovala iba 28 800 kg.
Európska Ariane 5 v novej verzii Ariane 5 ECA vynesie do 12 000 kg na geostacionárnu dráhu. Americká Delta 4, ktorá štartovala s maketou satelitu 21. decembra 2004, má kapacitu 13 100 kg na geosynschónnu obežnú dráhu. Raketa Atlas V (postavená na základe ruských rakiet) vie vyniesť na nízku obežnú dráhu do 25 000 kg a 13 605 kg na geostacionárnu dráhu.
Kompletizácia
upraviť
Po dokončení boli jednotlivé stupne presunuté do Kennedyho vesmírneho strediska. Prvé dva stupne boli také veľké, že ich bolo možné presunúť iba nákladnými člnmi po vode. S-IC, ktorý vyrobili v New Orleans, bol presunutý dole po rieke Mississippi do Mexického zálivu. Po oboplávaní Floridy bol po rieke Banana dopravený do Vertical Assembly Building (dnes Vehicle Assembly Building). Stupeň S-II skonštruovaný v Kalifornii sa presúval cez Panamský prieplav. Tretí stupeň a prístrojová časť boli dopravené letecky lietadlami Pregnant Guppy a Super Guppy.
Po príchode do Vertical Assembly Building bol každý stupeň skôr, ako ho vztýčili, skontrolovaný ešte v horizontálnej polohe. NASA tiež vytvorila obrovské konštrukcie valcovitého tvaru, ktoré mali pri vztyčovaní nahradiť meškajúce stupne. Tieto makety mali rovnakú hmotnosť a elektrické prepojenia ako skutočné stupne.
NASA sa rozhodla použiť mobilnú štartovaciu vežu, („Crawler-Transporter“), postavenú v Marion Power Shovel v štáte Ohio). To znamená, že raketa bola zložená a pripevnená na štartovaciu vežu v hangári a potom sa celá konštrukcia presunula na odpaľovaciu rampu pomocou mobilnej veže, ktorá sa neskôr používala v programe Space Shuttle. Pohybovala sa po štyroch dvojprúdových cestách až na 5 km vzdialenú štartovaciu rampu.
Štartovacia sekvencia misií na Mesiac
upraviť
Saturn V vyniesol astronautov programu Apollo na Mesiac. Všetky rakety Saturn V odštartovali zo štartovacieho komplexu 39 v Kennedyho vesmírnom stredisku. Po opustení štartovacej veže prebralo kontrolu a riadenie Stredisko kozmických lodí s ľudskou posádkou v Houstone.
Sekvencia S-IC
upraviťPrvý stupeň horel 2,5 minúty, vyniesol raketu do výšky 61 kilometrov a udelil jej rýchlosť 8 600 km/h. Pritom spálil 2 000 000 kg paliva.
8,9 sekundy pred štartom sa začala sekvencia zapálenia prvého stupňa. Najprv bol zapálený stredný motor, nasledovaný protiľahlými pármi motorov s 300 milisekundovým oneskorením. V momente, keď palubné počítače zaznamenali plný ťah, raketa bola v dvoch krokoch uvoľnená. Najprv sa odpojili zadržiavacie ramená štartovacej veže a potom, keď raketa začala smerom nahor zrýchľovať, boli do pol sekundy odstránené ostatné kovové časti, ktorými bola raketa prichytená k veži. Keď sa raketa začala pohybovať smerom nahor, neexistoval v prípade zlyhania motorov bezpečný spôsob, ako ju dostať na zem.
Trvalo približne šesť sekúnd, kým raketa opustila vežu. Ako opúšťala vežu, pootočila sa, aby si zabezpečila dostatočnú voľnosť v prípade protivetra alebo zlyhania motorov. Vo výške 130 metrov sa raketa začala otáčať a naklánať do správneho azimutu. Od štartu až do 38 sekúnd po zapálení druhého stupňa letel Saturn V predprogramovaným sklonom podľa prevládajúcich vetrov v mesiaci štartu. Štyri bočné motory sa odklonili od centrálneho, aby v prípade, že sa niektorý z nich vypol skôr, ostatné smerovali k ťažisku rakety. Saturn V rýchlo akceleroval. Vo výške dvoch kilometrov mal rýchlosť 500 m/s. Začiatok letu bol sústredený na získanie výšky s tým, že potrebná rýchlosť príde neskôr.
Asi 80 sekúnd po štarte raketa dosiahla bod maximálneho dynamického tlaku ("Max Q"). Dynamický tlak na raketu je priamo úmerný atmosférickému tlaku v okolí rakety a štvorcu rýchlosti. Aj keď sa rýchlosť zvyšovala, atmosférický tlak klesal s tým, ako sa raketa dostala vyššie.
135,5 sekúnd po štarte sa vypol centrálny motor, aby sa znížilo preťaženie, pretože sa raketa po spálení paliva stávala ľahšou. Motor F-1 sa nedal priškrtiť, takže to bola najľahšia metóda. Posádka zažila najväčšie preťaženie, 4 g (39 m/s²), tesne pred oddelením prvého stupňa. Ostatné motory pokračovali v činnosti až kým nevyčerpali okysličovadlo alebo palivo, čo bolo signalizované senzormi v nasávaní. 600 milisekúnd po zastavení motorov bol prvý stupeň pomocou spätných rakiet na tuhé palivo oddelený. Stalo sa to vo výške okolo 62 km. Prvý stupeň pokračoval až do výšky 110 km a potom dopadol do Atlantického oceánu asi 560 km od štartovacej rampy.
Sekvencia S-II
upraviť
Po oddelení stupňa S-IC sa na 6 minút zapálil druhý stupeň S-II, ktorý dostal loď do výšky 185 km a udelil jej rýchlosť 24 600 km/h, blízku orbitálnej rýchlosti.
Zapálenie druhého stupňa sa skladalo z dvoch častí. V prvom kroku sa na štyri sekundy zapálilo osem raketových motorov na pevné palivo, aby udelilo rakete pozitívne zrýchlenie a v potom sa zapálilo päť motorov J-2. V druhom kroku, asi tridsať sekúnd po oddelení prvého stupňa, bol od druhého stupňa oddelený medzistupeň. Toto bol dôkladne kontrolovaný manéver, lebo bolo neprípustné, aby sa medzistupeň dotkol hociktorého z motorov a vzdialenosť od nich bola iba jeden meter. V rovnakom čase ako medzistupeň bol oddelený aj Štartovací únikový systém. Pozri Spôsoby záchrany z lode Apollo pre viac informácii o rôznych spôsoboch záchrany, ktoré mohli byť použité počas štartu.
38 sekúnd po zapálení druhého stupňa, automatická kontrola letu Saturnu V prepla z predprogramovaného riadenia sklonu rakety na interaktívne, ktoré zabezpečovala prístrojová jednotka rakety na základe údajov o zrýchlení a výške. Ak prístrojová jednotka neudržala raketu v stanovených hraniciach, posádka mohla prebrať riadenie pomocou ručného riadenia v kapsule.
Asi 90 sekúnd pred oddelením druhého stupňa bol vypnutý centrálny motor aby sa zredukovala výšková pogo oscilácia. Prístroj, ktorý potláčal túto osciláciu, bol po prvýkrát nainštalovaný v misii Apollo 14, ale centrálny motor bol aj tak vypnutý skôr. V tom čase sa hladina tekutého kyslíka znížila, čo zmenilo pomer obidvoch zložiek paliva, aby sa zaistilo, že po oddelení druhého stupňa v nádrži ostane čo najmenej paliva.
Na dne každej nádrže S-II bolo päť senzorov. Keď dva z nich ostali nezakryté, Prístrojová jednotka iniciovala oddelenie druhého stupňa. O jednu sekundu bol stupeň oddelený a o ďalších desať sekúnd sa zapálil tretí stupeň. S-II dopadol asi 4 200 km od štartovacej rampy.
Sekvencia S-IVB
upraviť
Tretí stupeň bol zapálený na nasledujúcich 2,5 minúty okolo 12 minút po štarte. Ku kozmickej lodi zostal pripojený aj dva a pol obehu na parkovacej obežnej dráhe okolo Zeme, kým astronauti neskontrolovali loď aj raketu, aby sa uistili, že všetky systémy pracujú normálne.
Na rozdiel od predchádzajúceho oddelenia, toto oddelenie nebolo dvojfázové. Medzistupeň medzi druhým a tretím stupňom zostal totiž pripojený k druhému stupňu (aj keď bol vyrobený ako časť tretieho).
10 minút a 30 sekúnd po štarte bol Saturn V vo výške 164 km a 1 700 km vzdialený od miesta štartu. Po zhruba 5 minútovom zážihu bol motor tretieho stupňa vypnutý. Loď v tom čase bola vo výške okolo 180 km. To je veľmi nízka orbita, ktoré nie je stabilná veľmi dlho a to kvôli brzdeniu zemskou atmosférou. Pre dve misie Saturnu V iba na obežnú dráhu Zeme, Apollo 9 a Skylab, bola obežná dráha vyššie. Nasledujúcich dva a pol obehu bolo využitých na kontrolu lodných systémov a prípravu lode na TLI manéver (Trans Lunar Injection), ktorým sa loď dostala na dráhu k Mesiacu.
TLI prišiel okolo dva a pol hodiny po štarte, keď bol znova zapálený tretí stupeň, aby vyniesol loď k Mesiacu. S-IVB horel skoro šesť minút takže rýchlosť celej lode pri oddelení prekročila 10 km/s, únikovú rýchlosť.
Niekoľko hodín po manévri TLI bol Veliteľský a servisný modul (CSM) oddelený od tretieho stupňa, otočený o 180 stupňov a pripojený k Lunárnemu modulu, ktorý bol počas štartu uložený pod ním. CSM a LM sa potom oddelili od tretieho stupňa.
Ak by tretí stupeň ostal na rovnakej dráhe ako kozmická loď, mohlo by to ohroziť ďalší priebeh misie, takže bol vypustený zvyšok paliva z nádrží a tým sa zmenila jeho trajektória. Po rozhodnutí riadiaceho strediska, tretí stupeň z misie Apollo 13 dopadol na Mesiac. Seizmometre, ktoré zanechala na povrchu predchádzajúca misia dopad zaznamenali a informácie pomohli zmapovať vnútro Mesiaca. Tretie stupne z prechádzajúcich misií (okrem Apolla 9 a Apolla 12) boli navedené na prelet okolo Mesiaca a poslané na heliocentrickú dráhu. Tretí stupeň Apolla 9' S-IVB bol na slnečnú orbitu poslaný priamo.
Stupeň S-IVB z misie Apolla 12 mal iný osud. 3. septembra 2002 Bill Yeung objavil podozrivú planétku, ktorú dočasne označil J002E3. Vyzeralo to, že obieha okolo Zeme a čoskoro bolo špeciálnou analýzou zistené, že jej povrch je pokrytý bielym oxidom titaničitým, rovnakým, aký sa použil na natretie Saturnu V. Aj keď tretie stupne z Apolla 8, 9, 10, 11 a 12 vstúpili na obežnú dráhu okolo Slnka, najprijateľnejšie vysvetlenie bolo, že to je tretí stupeň z Apolla 12. Riadiace stredisko misie plánovalo poslať ho po prelete okolo Mesiaca na slnečnú orbitu, zážih po oddelení od kozmickej lode Apollo trval príliš dlho a S-IVB poslal na kvázi stabilnú dráhu okolo Zeme a Mesiaca. V roku 1971 sa predpokladalo, že po sérii gravitačných turbulencií vstúpi na obežnú dráhu okolo Slnka a vráti sa na zemskú orbitu o 31 rokov neskôr. Zemskú orbitu opustil v júni 2003.
Neskoršie použitie
upraviť
Jediný štart rakety Saturn V, ktorý nepatril do programu Apollo, bol štart vesmírnej stanice Skylab. V roku 1965 bol vytvorený Apollo Applications Program na nájdenie využitia hardvéru vyvinutého a použitého počas programu Apollo. V rámci tohto ambiciózneho programu boli v pláne, napríklad lety s využitím umelej gravitácie prostredníctvom centrifúgy, vybudovanie lunárnej základne, lety na vysoké orbitálne dráhy (vrátane geostacionárnej), na využitie lunárnych modulov ako platforiem pre teleskopy, na stanice s desiatkami astronautov pracujúcich niekoľko mesiacov na ich palubách, alebo pilotovaný oblet Venuše. Postupne sa však (súčasne s neustálym bojom o prísun financií) začal do popredia dostávať projekt s názvom Orbital Workshop (Orbitálna dielňa), ktorého cieľom bolo vytvorenie orbitálnej stanice s využitím použitého a vypotrebovaného stupňa lunárnej nosnej rakety.
Vesmírna stanica sa pôvodne plánovala ako tzv. mokrá dielňa (wet workshop), kde raketový stupeň bude vynesený do vesmíru a potom na orbite vybavený zariadením. Táto myšlienka bola nahradená konceptom tzv. suchej dielne (dry workshop), kde stupeň S-IVB bol na zemi prerobený na vesmírnu stanicu a vynesený Saturnom V. V tomto prípade na samotný Skylab a použitý bol S-IVB z rakety Saturn IB so zálohou vyrobenou z tretieho stupňa Saturnu V. Táto záloha je teraz vystavená v National Air and Space Museum. Od 25. mája 1973 do 9. februára 1974 sa na stanici Skylab vystriedali tri posádky. Samotný Skylab bol na obežnej dráhe do mája 1979.
Dúfalo sa, že Skylab vydrží na orbite dosť dlho na to, aby ho počas svojich prvých letov navštívili raketoplány z programu Space Shuttle. Tie mohli zvýšiť jeho obežnú dráhu a potom by bol použitý ako základ budúcich vesmírnych staníc. Ale raketoplány lietali až od roku 1981.
S raketoplánmi sa počítalo ako s nosičmi nákladu, ktoré lietali súčasne s raketou Saturn V. Raketoplány by zabezpečovali logistiku vesmírnej stanice, kým Saturn V by vynášal jednotlivé komponenty. Nedostatok financií pre druhú produkciu rakiet Saturn V zapríčinil zmenu plánu a Spojené štáty ostali bez ťažkej nosnej rakety. Niektorí predstavitelia americkej vesmírnej komunity komentujú túto situáciu slovami, že pokračujúca produkcia by dovolila vybudovať Medzinárodnú vesmírnu stanicu iba s niekoľkými štartmi.
Wernher von Braun a iní plánovali vytvoriť raketu s ôsmimi motormi F-1 na prvom stupni, ktorá by dovoľovala vyslať ľudskú posádku na Mesiac priamym letom. Iné plány pre Saturn V chceli použiť raketu Centaur ako posledný stupeň alebo pridať iné ľahšie nosiče. To by umožnilo zvýšiť schopnosť poslať veľké kozmické lode bez posádky k vonkajším planétam alebo lode s ľudskou posádkou na Mars. Druhá séria rakiet Saturn V (ak by bola realizovaná) by pravdepodobne na svojom prvom stupni použila motory F-1A, ktoré mali väčší ťah ako motory F-1. Iná výrazná zmena by bola v odstránení krídel, ktoré v porovnaní so svojou hmotnosťou priniesli iba malý úžitok; predĺžení prvého stupňa S-IC na podporu výkonnejších motorov F-1A a zvýšenie výkonu motorov J-2 pre horné dva stupne. Saturn V mal byť tiež nosič pre atómový raketový stupeň RIFT a neskôr pre NERVA. Americké návrhy z konca 50. rokov na raketu väčšiu ako Saturn V ju nazývali Nova. Viac ako tridsať rôznych návrhov veľkých rakiet nieslo meno Nova.
V roku 2005 NASA zverejnila plány postaviť ťažkú nosnú raketu triedy Saturn V, použijúc dva päťsegmentové verzie Space Shuttle Solid Rocket Booster spolu s piatimi hlavnými motormi pre Space Shuttle (SSME) alebo troma raketovými motormi RS-68, ktoré sa donedávna používali v raketách Delta IV. Tento projekt by využil vtedajšie technológie, pretože motory SSME sú efektívnejšie ako motory F-1 alebo J-2, a dovolil by NASA do roku 2020 vrátiť sa na Mesiac. Jediný motor odvodený z motorov nosnej rakety Saturn, J-2, by bol použitý v novej rakete ako J-2S pre Crew Exploration Vehicle namiesto jedného SSME a na najvyššom stupni (známom ako „Earth Escape Stage“) nosnej rakety SDLV. Z prvkov amerického raketoplánu však napokon vznikla nová raketa Space Launch System.
Cena
upraviťOd roku 1964 do roku 1973 bolo na vývoj a výrobu Saturnu V použitých 6,5 miliárd dolárov s maximom v roku 1966 a to 1,2 miliardy dolárov.[4]
Jedným z hlavných dôvodov na zrušenie programu Apollo bola cena. V roku 1966 získala NASA najväčší rozpočet a to 4,5 miliárd čo bolo v tom čase asi 0,5 % z HDP Spojených štátov. V rovnakom roku rezort obrany dostal 63,5 miliárd dolárov.[5]
Rakety Saturn V a ich štarty
upraviť
| Sériové číslo | Misia | Dátum štartu | Poznámka | |
|---|---|---|---|---|
| Apollo 4 | 9. november 1967 | Prvý testovací let. | ||
| Apollo 6 | 4. apríl 1968 | Druhý testovací let. | ||
| Apollo 8 | 21. december 1968 | Prvý let s ľudskou posádkou a na obežnej dráhe Mesiaca. | ||
| Apollo 9 | 3. marec 1969 | Test lunárneho modulu na zemskej orbite. | ||
| Apollo 10 | 18. máj 1969 | Test lunárneho modulu na lunárnej orbite. | ||
| Apollo 11 | 16. júl 1969 | Prvé pristátie ľudí na Mesiaci. | ||
| Apollo 12 | 14. november 1969 | Pristátie v blízkosti sondy Surveyor 3. | ||
| Apollo 13 | 11. apríl 1970 | Misia bola kvôli nehode počas letu zrušená, posádka zachránená. | ||
| Apollo 14 | 31. január 1971 | Pristátie v oblasti Fra Mauro. | ||
| Apollo 15 | 26. júl 1971 | Prvé lunárne vozidlo. | ||
| Apollo 16 | 16. apríl 1972 | Pristátie v oblasti Descartes Highlands. | ||
| Apollo 17 | 7. december 1972 | Prvý a jediný nočný štart; posledná misia programu Apollo. | ||
| Skylab 1 | 14. máj 1973 | Dvojstupňová verzia pre Skylab. | ||
| Nepoužitá | ||||
| Nepoužitá | ||||
V súčasnosti je možné vidieť rakety Saturn V na troch miestach (všetky sú v horizontálnej polohe):
- V Johnsonovom vesmírnom stredisku je vystavený prvý stupeň z SA-514, druhý stupeň z SA-515 a tretí stupeň z SA-513.
- V Kennedyho vesmírnom stredisku je vystavený S-IC-T (testovací stupeň) a druhý a tretí stupeň z SA-514.
- V U.S. Space & Rocket Center v Huntsville sú vystavené S-IC-D, S-II-F/D a S-IVB-D (všetky testovacie stupne).
Z týchto troch rakiet iba tá v Johnsonovom vesmírnom stredisku pozostáva zo stupňov, ktoré mali vzlietnuť. The US Space & Rocket Center má tiež vztýčený model Saturnu V v skutočnej veľkosti. Prvý stupeň z SA-515 sa nachádza v Michoud Assembly Facility v New Orleanse a tretí stupeň bol prerobený na záložný pre program Skylab a v súčasnosti je vystavený v National Air and Space Museum.
Populárna, ale nepravdivá legenda z roku 1996 hovorí, že NASA stratila alebo zničila plány rakety Saturn V. V skutočnosti plány stále existujú na microfilmoch v Marshall Space Flight Center.[6]
Referencie
upraviť- ↑ http://www.astronautix.com – Saturn V (Online) prístup 3. 1. 2009
- ↑ http://www.astronautix.com – N1 (Online) prístup 3.1.2009
- ↑ SP-4206 http://history.nasa.gov – Stages to Saturn (Online) prístup 3. 1. 2009
- ↑ http://history.nasa.gov - Apollo Program Budget Appropriations ($000) (Online) prístup 3.1.2009
- ↑ http://www.house.gov
- ↑ http://www.space.com – Saturn 5 Blueprints Safely in Storage (Online) prístup 3.1.2009
Literatúra
upraviť- Bilstein, Roger E. (1980). Stages to Saturn: A Technological History of the Apollo/Saturn Launch Vehicles. NASA SP-4206. ISBN 0-16-048909-1.
- Ilustrovaná chronológia Saturnu: Prvých jedenásť rokov Saturnu, apríl 1957 – apríl 1968. HTML alebo PDF
- Moonport: História zariadení a operácií programu Apollo. HTML Archivované 2011-03-18 na Wayback Machine alebo PDF
- Apollo v číslach: Štatistická príručka. HTML or PDF (vydané Government Reprints Press, 2001, ISBN 1-931641-00-5)
- Vyhodnotenie štartu Saturnu V: AS-501 misia Apollo 4 (PDF)
- Vyhodnotenie štartu Saturnu V: AS-508 misia Apollo 13 (PDF)
- Saturn V letecký manuál – SA-503 (PDF)
- Saturn V Press Kit Archivované 2018-10-07 na Wayback Machine
Iné projekty
upraviť
Commons ponúka multimediálne súbory na tému Saturn V