Saturn V — NASA trīspakāpju nesējraķete Apollo misijām

Saturn V — NASA trīspakāpju nesējraķete, kas aizveda Apollo misijas uz Mēnesi; tehniskie dati, starts, Vernhers fon Brauns un vēsturiskie lidojumi.

Saturn V bija trīspakāpju nesējraķete, ko izmantoja NASA kosmosa programmā, kas nosaukta pēc seno grieķu un romiešu dieva — Apollo programma. Tieši ar Saturn V 1969. gadā Apollo 11 nogādāja cilvēkus uz Mēnesi. Raķetes izstrādē un vadībā nozīmīgu lomu spēlēja vācu izcelsmes inženieris un zinātnieks Vernhers fon Brauns, kā arī vācu speciālistu vadītie kolektīvi un ASV rūpniecības partneri.

Dizains un galvenie tehniskie parametri

Saturn V bija liela, cilvēku apkalpota nesējraķete ar trim pamatpakāpēm, kuras kopā veidoja kompleksu sistēmu, lai nogādātu kosmosa kuģi uz Zemes orbītu un tālāk uz Mēnesi. Galvenie parametri:

• Augstums: 111 metri (363 pēdas).
• Svars pilnībā uzpildītā izpildījumā: aptuveni 2 903 020 kilogramu (6 400 060 mārciņas).
• Pakāpju konfigurācija: S-IC (pirmā pakāpe), S-II (otrā pakāpe) un S-IVB (trešā pakāpe).
• Dzinēji: pirmajā pakāpē — pieci F-1 dzinēji; otrajā — pieci J-2 dzinēji; trešajā — viens J-2 dzinējs (ar iespēju restartam).
• Dzinēju degviela: pirmā pakāpe — petroleja (RP-1) un šķidrais skābeklis (LOX); otrā un trešā pakāpe — šķidrais ūdeņradis (LH2) un šķidrais skābeklis (LOX).

Pakāpju darbība un lidojuma fāzes

Katru pakāpi veidoja atsevišķa sistēma ar saviem degvielas tvertnēm, dzinējiem un vadības komponentiem. Galvenās fāzes:

• Pirmā pakāpe (S-IC): pieci F-1 dzinēji dega aptuveni 168 sekundes, lai paceltu raķeti no starta laukuma un iegūtu sākotnējo ātrumu un augstumu. Pēc šī posma rakete parasti sasniedza apmēram 67 km augstumu un aptuveni 93 km attālumu no starta vietas.
• Otrā pakāpe (S-II): pieci J-2 dzinēji turpināja paātrināt kolonu un deva jaudu, lai iekļūtu augstākajos atmosfēras slāņos; šī posma darbība ilgst aptuveni 8 minūtes kopā ar pirmo pakāpi veidojot lielāko daļu no nepieciešamās Δv (ātruma pieauguma) līdz gandrīz orbītai.
• Trešā pakāpe (S-IVB): viens J-2 dzinējs tika izmantots, lai sasniegtu zemas orbītu (starta orbīta augstums — aptuveni 191,2 km), pēc tam tas bieži tika restartēts, lai veiktu translunāru injekciju (TLI), kas paātrināja kuģi līdz ātrumam, kas bija nepieciešams ceļam uz Mēnesi.

Vadlīnijas, avāriju pārvaldība un instrumentācija

Raķetes vadību nodrošināja instrumentu vienība (Instrument Unit), kas atradās pie trešās pakāpes pamatnes. Tā iekļāva ģeometrisko vadību, navigācijas un noteikšanas sistēmas, radio sakarus un drošības mehānismus. Pakāpju atdalīšana tika realizēta ar krīzes atdalīšanas mehānismiem un speciāliem atdalīšanas ieročiem, nodrošinot drošu pāreju no vienas fāzes uz nākamo.

Misijas un ekspluatācija

Saturn V izmantoja galvenokārt Apolla misijām uz Mēnesi. Kopumā tika izgatavotas 15 Saturn V raķetes, un 13 no tām tika izlaistas kosmosā — tostarp gan bezpilota testlidojumi, gan Apollo misijas ar apkalpi. Divi agrīnie starti bija bez cilvēkiem, lai pārbaudītu sistēmas, bet pirmais apkalpētais lidojums, kurā izmantoja Saturn V, bija Apollo 8 — misija, kas 1968. gada 21. decembrī aplidoja Mēnesi.

Vēlāk Saturn V tika izmantota arī citiem mērķiem, piemēram, lai nesa Skylab kosmisko laboratoriju. Daudzas starta misijas parādīja gan tehnisko drošību, gan arī sarežģītību — piemēram, daži starti pieredzēja sistēmu neparedzētas anomālijas, kuras nācās analizēt un novērst nākamajos lidojumos.

Izstrāde un galvenie ražotāji

Saturn V izstrādē nozīmīgu lomu spēlēja Marshall Space Flight Center un Vernhers fon Brauns kā vadošais konstrukcijas un raketizācijas speciālists. Raķetes komponentus izgatavoja vairākas rūpnīcas un uzņēmumi ASV: S-IC pirmo pakāpi būvēja Boeing, S-II otro pakāpi — North American Aviation (vēlāk North American Rockwell), S-IVB trešo pakāpi ražoja Douglas, un instrumentu vienību izstrādāja IBM. Šāda sadarbība ļāva apvienot vadošās tehnoloģiskās prasmes no vairākiem rūpnieciskiem partneriem.

Mantojums un nozīme

Saturn V ir uzskatāma par vienu no veiksmīgākajām un varenākajām nesējraķetēm cilvēces vēsturē. Tā nodrošināja cilvēku nosēšanos uz Mēness un deva ievērojamu impulsu aero‑ un kosmonautikas tehnoloģiju attīstībai — īpaši dzinēju jaudas, lielu degvielas tvertņu konstrukcijas, precīzas vadības un cilvēka drošības sistēmu jomā. Lai gan raķetes ražošana beidzās 1970. gadu sākumā, tās dizaina un inženiertehniskā ietekme joprojām ir jūtama mūsdienu lielo nesējraķešu koncepcijās.

Saturn V paliek simbols cilvēces spējai plānot, izstrādāt un īstenot sarežģītas starpplanetāras misijas, kas mainīja mūsu izpratni par Mēness izpēti un kosmosa eksplorāciju kopumā.

Jautājumi un atbildes

J: Kā sauca kosmosa programmu, kurā izmantoja Saturn V?

J: Kas konstruēja lielāko daļu raķetes?

J: Cik daudz Saturn raķešu tika nosūtītas kosmosā?

J: Cik augsta bija Saturn V raķete?

J: Kādu degvielu sadedzināja pirmās pakāpes dzinēji?

J: Cik ilgā laikā pirmās pakāpes dzinēji pacēla Apollo no Zemes?

Meklēt pēc burta