Saturno IB -Saturn IB
Tem uso |
Desenvolvimento da nave espacial Apollo ; Desenvolvimento do estágio S-IVB em apoio ao Saturn V ; Lançador de tripulação Skylab |
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Fabricante |
Chrysler ( S-IB ) Douglas ( S-IVB ) |
País de origem | Estados Unidos |
Tamanho | |
Altura | 141,6 pés (43,2 m) sem carga útil |
Diâmetro | 21,67 pés (6,61 m) |
Massa | 1.300.220 lb (589.770 kg) sem carga útil |
Estágios | 2 |
Capacidade | |
Carga útil para LEO (87,5 nmi (162,1 km)) | |
Massa | 46.000 libras (21.000 kg) |
Histórico de lançamento | |
Status | Aposentado |
Sites de lançamento |
LC-37 e LC-34 , Cabo Canaveral LC-39B , Centro Espacial Kennedy |
Total de lançamentos | 9 |
Sucesso(s) | 9 |
Falha(s) | 0 |
Primeiro voo | 26 de fevereiro de 1966 |
Último voo | 15 de julho de 1975 |
Pessoas ou cargas transportadas | Apollo sem tripulação Apollo CSM sem tripulação Apollo LM com tripulação Apollo CSM |
Primeira fase – S-IB | |
Altura | 80,17 pés (24,44 m) |
Diâmetro | 21,42 pés (6,53 m) |
massa vazia | 92.500 libras (42.000 kg) |
Massa bruta | 973.000 libras (441.000 kg) |
Massa propulsora | 880.500 libras (399.400 kg) |
Distribuído por | 8 × Rocketdyne H-1 |
Empuxo máximo | 1.600.000 lbf (7.100 kN) |
Impulso específico | 272 segundos (2,67 km/s) |
Tempo de queima | 150 segundos |
Propulsor | RP-1 / LOX |
Segundo estágio – S-IVB -200 | |
Altura | 58,42 pés (17,81 m) |
Diâmetro | 21,42 pés (6,53 m) |
massa vazia | 23.400 libras (10.600 kg) |
Massa bruta | 251.900 libras (114.300 kg) |
Massa propulsora | 228.500 libras (103.600 kg) |
Distribuído por | Rocketdyne J-2 |
Empuxo máximo | 200.000 lbf (890 kN) |
Impulso específico | 420 segundos (4,1 km/s) |
Tempo de queima | 480 segundos |
Propulsor | LH 2 / LOX |
O Saturn IB (pronunciado "Saturno 1 B", também conhecido como o Saturn I atualizado ) foi um veículo de lançamento americano encomendado pela National Aeronautics and Space Administration (NASA) para o programa Apollo . Ele melhorou o Saturn I substituindo o segundo estágio S-IV (90.000 libras-força (400.000 N), 43.380.000 lb-seg de impulso total), com o S-IVB (200.000 libras-força (890.000 N), 96.000.000 lb -seg impulso total). O primeiro estágio S-IB também aumentou o empuxo da linha de base SI de 1.500.000 libras-força (6.700.000 N) para 1.600.000 libras-força (7.100.000 N) e a carga propulsora em 3,1%. Isso aumentou a capacidade de carga útil da órbita terrestre baixa do Saturn I de 20.000 libras (9.100 kg) para 46.000 libras (21.000 kg), o suficiente para os primeiros testes de voo de um módulo de comando e serviço Apollo (CSM) com metade do combustível ou um módulo lunar Apollo totalmente abastecido (LM), antes que o Saturno V maior necessário para o vôo lunar estivesse pronto.
Ao compartilhar o estágio superior S-IVB, o Saturn IB e o Saturn V forneceram uma interface comum para a espaçonave Apollo. A única grande diferença foi que o S-IVB no Saturn V queimou apenas parte de seu propulsor para atingir a órbita da Terra, para que pudesse ser reiniciado para injeção translunar . O S-IVB no Saturn IB precisava de todo o seu propulsor para alcançar a órbita da Terra.
O Saturn IB lançou dois voos suborbitais CSM não tripulados a uma altura de 162 km, um voo orbital LM não tripulado e a primeira missão orbital CSM tripulada (primeiramente planejada como Apollo 1 , depois voou como Apollo 7 ). Ele também lançou uma missão orbital, AS-203 , sem carga útil para que o S-IVB tivesse combustível de hidrogênio líquido residual . Esta missão apoiou o projeto da versão reiniciável do S-IVB usado no Saturn V, observando o comportamento do hidrogênio líquido na ausência de peso .
Em 1973, um ano após o término do programa lunar Apollo, três Apollo CSM/Saturn IBs transportaram tripulações para a estação espacial Skylab . Em 1975, um último Apollo/Saturn IB lançou a porção Apollo do projeto de teste conjunto US - URSS Apollo-Soyuz (ASTP). Um backup Apollo CSM/Saturn IB foi montado e preparado para uma missão de resgate Skylab, mas nunca voou.
Os Saturn IBs restantes no inventário da NASA foram descartados após a missão ASTP, já que nenhum uso poderia ser encontrado para eles e todas as necessidades de carga pesada do programa espacial dos EUA poderiam ser atendidas pela família Titan III, mais barata e versátil, e também pelo ônibus espacial .
História
Em 1959, o Comitê Silverstein da NASA emitiu recomendações para desenvolver os veículos de lançamento da classe Saturno , crescendo a partir do C-1 . Quando o programa Apollo foi iniciado em 1961 com o objetivo de pousar homens na Lua, a NASA escolheu o Saturno I para missões de teste orbital da Terra. No entanto, o limite de carga útil do Saturn I de 20.000 libras (9.100 kg) a 162 km permitiria testar apenas o módulo de comando com um módulo de propulsão menor conectado, pois o módulo de comando e serviço teria um peso seco de pelo menos 26.300 libras (11.900 kg). ), além do combustível de propulsão de serviço e controle de reação. Em julho de 1962, a NASA anunciou a seleção do C-5 para a missão de pouso lunar e decidiu desenvolver outro veículo de lançamento atualizando o Saturn I, substituindo seu segundo estágio S-IV pelo S-IVB , que também seria modificado para usar como o terceiro estágio de Saturno V. O primeiro estágio SI também seria atualizado para o S-IB, melhorando o impulso de seus motores e removendo algum peso. O novo Saturn IB, com capacidade de carga útil de pelo menos 35.000 libras (16.000 kg), substituiria o Saturn I para testes de órbita terrestre, permitindo que o módulo de comando e serviço voasse com uma carga parcial de combustível. Também permitiria o lançamento do módulo de excursão lunar de 32.000 libras (15.000 kg) separadamente para testes orbitais da Terra sem tripulação e tripulados, antes que o Saturno V estivesse pronto para voar. Também daria desenvolvimento inicial para o terceiro estágio.
Em 12 de maio de 1966, a NASA anunciou que o veículo seria chamado de "Saturno I atualizado", ao mesmo tempo em que o "módulo de excursão lunar" foi renomeado como módulo lunar . No entanto, a terminologia "Saturno I atualizado" foi revertida para Saturno IB em 2 de dezembro de 1967.
No momento em que foi desenvolvido, a capacidade de carga útil do Saturn IB havia aumentado para 41.000 libras (19.000 kg). Em 1973, quando foi usado para lançar três missões Skylab , o motor do primeiro estágio foi atualizado ainda mais, aumentando a capacidade de carga útil para 46.000 libras (21.000 kg).
Especificações
Veículo de lançamento
Parâmetro | S-IB 1ª etapa | S-IVB-200 2º estágio | Unidade de instrumento |
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Altura | 80,17 pés (24,44 m) | 58,42 pés (17,81 m) | 3,00 pés (0,91 m) |
Diâmetro | 21,42 pés (6,53 m) | 21,67 pés (6,61 m) | 21,67 pés (6,61 m) |
Massa estrutural | 92.500 libras (42.000 kg) | 23.400 libras (10.600 kg) | 4.400 libras (2.000 kg) |
Propulsor | RP-1 / LOX | LH 2 / LOX | N / D |
Massa propulsora | 880.500 libras (399.400 kg) | 228.500 libras (103.600 kg) | N / D |
Motores | Oito - H-1 | Um - J-2 | N / D |
Impulso | Nível do mar de 1.600.000 lbf (7.100 kN) | vácuo de 200.000 lbf (890 kN) | N / D |
Duração da queima | 150 segundos | 480 segundos | N / D |
Impulso específico | 272 s (2,67 km/s) nível do mar | 420 s (4,1 km/s) vácuo | N / D |
Contratante | Chrysler | Douglas | IBM |
Configurações de carga útil
Parâmetro | Módulo de comando e serviço | Apolo 5 | AS-203 |
---|---|---|---|
Lançamento em massa do sistema de escape | 9.200 libras (4.200 kg) | N / D | N / D |
Massa do módulo de comando e serviço Apollo | 36.400 lb (16.500 kg) a 46.000 lb (21.000 kg) |
N / D | N / D |
Massa do Módulo Lunar Apollo | N / D | 31.650 libras (14.360 kg) | N / D |
Massa do adaptador nave espacial-LM | 4.050 libras (1.840 kg) | 4.050 libras (1.840 kg) | N / D |
Altura do cone do nariz | N / D | 8,3 pés (2,5 m) | 27,7 pés (8,4 m) |
Altura da carga | 81,8 pés (24,9 m) | 36,3 pés (11,1 m) | N / D |
Altura total do veículo espacial | 223,4 pés (68,1 m) | 177,9 pés (54,2 m) | 169,4 pés (51,6 m) |
Estágio S-IB
O palco S-IB foi construído pela Chrysler Corporation no Michoud Assembly Facility , em Nova Orleans . Era alimentado por oito motores de foguete Rocketdyne H-1 que queimavam combustível RP-1 com oxigênio líquido (LOX). Oito tanques Redstone (quatro com combustível e quatro com LOX) foram agrupados em torno de um tanque LOX do foguete Jupiter . Os quatro motores de popa foram montados em gimbals , permitindo que eles fossem dirigidos para controlar o foguete. Oito aletas ao redor da estrutura de empuxo de base forneceram estabilidade e controle aerodinâmico.
Dados de:
Características gerais
- Comprimento: 80,17 pés (24,44 m)
- Diâmetro: 21,42 pés (6,53 m)
- Envergadura : 39,42 pés (12,02 m)
Motor
Estágio S-IVB-200
O S-IVB foi construído pela Douglas Aircraft Company em Huntington Beach, Califórnia . O modelo S-IVB-200 era semelhante ao terceiro estágio S-IVB-500 usado no Saturn V , com exceção do adaptador interstage, módulos de controle de propulsão auxiliares menores e falta de capacidade de reinicialização do motor em órbita. Foi alimentado por um único motor Rocketdyne J-2 . Os tanques de combustível e oxidante compartilhavam uma antepara comum, o que economizou cerca de dez toneladas de peso e reduziu o comprimento do veículo em mais de três metros.
Características gerais
- Comprimento: 58,42 pés (17,81 m)
- Diâmetro: 21,67 pés (6,61 m)
Motor
Unidade de instrumento
A IBM construiu a unidade de instrumentos no Space Systems Center em Huntsville, Alabama . Localizado no topo do palco S-IVB, era composto por um Computador Digital para Veículos Lançadores (LVDC), uma plataforma inercial, acelerômetros, um sistema de rastreamento, telemetria e comando e controles ambientais associados. Ele controlava todo o foguete desde antes da decolagem até o esgotamento da bateria. Como outros sistemas de orientação de foguetes, ele manteve seu vetor de estado (estimativas de posição e velocidade) integrando medições de acelerômetros, enviou comandos de disparo e direção para os motores principais e propulsores auxiliares e disparou as munições apropriadas e motores de foguetes sólidos durante eventos de preparação e separação de carga útil .
Tal como acontece com outros foguetes, um sistema de segurança de alcance completamente independente e redundante pode ser invocado por comando de rádio terrestre para encerrar o empuxo e destruir o veículo caso ele funcione mal e ameace pessoas ou propriedades no solo. No Saturn IB e V, o sistema de segurança de alcance foi desativado permanentemente pelo comando de solo após atingir a órbita com segurança. Isso foi feito para garantir que o estágio S-IVB não se rompesse inadvertidamente e criasse uma nuvem de detritos em órbita que poderia colocar em risco a tripulação do Apollo CSM.
Eventos de sequência de lançamento
Evento de lançamento | Tempo(s) | Altitude (km) | Velocidade (m/s) |
---|---|---|---|
Liberação de Referência de Orientação | -5,0 | 0,09 | 0 |
Primeiro movimento | 0,0 | 0,09 | 0 |
Mach Um | 58,9 | 7.4 | 183 |
Pressão Dinâmica Máxima | 73,6 | 12,4 | 328 |
Inclinação Congelada | 130,5 | 48,2 | 1587 |
Corte do motor interno | 137,6 | 54,8 | 1845 |
Corte do motor de popa | 140,6 | 57,6 | 1903 |
Separação S-IB / S-IVB | 142,0 | 59,0 | 1905 |
Ignição S-IVB | 143,4 | 59,9 | 1900 |
Descarte da Caixa Ullage | 154,0 | 69,7 | 1914 |
Lançar Escape Tower Jettison | 165,6 | 79,5 | 1960 |
Iniciação do Modo de Orientação Iterativo | 171,0 | 83,7 | 1984 |
Mudança da Relação de Mistura do Motor | 469,5 | 164,8 | 5064 |
Sinal de Orientação C/O | 581,9 | 158,4 | 7419 |
Inserção de órbita | 591,9 | 158,5 | 7426 |
A aceleração do Saturn IB aumentou de 1,24G na decolagem para um máximo de 4,35G no final da queima do estágio S-IB e aumentou novamente de 0G para 2,85G da separação do estágio até o final da queima do S-IVB.
AS-206, 207 e 208 inseriram o Módulo de Comando e Serviço em uma órbita elíptica de 150 por 222 quilômetros (81 por 120 milhas náuticas) que era coplanar com a Skylab . O motor SPS do Módulo de Comando e Serviço foi usado no apogeu da órbita para obter uma transferência Hohmann para a órbita Skylab a 431 quilômetros (233 milhas náuticas).
Veículos e lançamentos Saturn IB
Os primeiros cinco lançamentos Saturn IB para o programa Apollo foram feitos a partir de LC-34 e LC-37 , Cape Kennedy Air Force Station .
O Saturn IB foi usado entre 1973 e 1975 para três voos tripulados da Skylab e um voo do Projeto de Teste Apollo-Soyuz . Esta produção final não tinha tanques de estágio S-IB preto e branco alternados, ou listras verticais na saia do tanque traseiro S-IVB, que estavam presentes nos veículos anteriores. Como os LC-34 e 37 estavam inativos até então, esses lançamentos utilizaram o LC-39B do Kennedy Space Center . A Plataforma Mobile Launcher No. 1 foi modificada, adicionando uma plataforma elevada conhecida como "milkstool" para acomodar o diferencial de altura entre o Saturn IB e o Saturn V muito maior. Isso permitiu o alinhamento dos braços de acesso da Launch Umbilical Tower para acomodar o acesso da tripulação, combustível e conexões elétricas de aterramento para a espaçonave Apollo e o estágio superior S-IVB. Os braços de acesso do segundo estágio da torre foram modificados para atender o primeiro estágio S-IB.
Número de série |
Missão | Massa da nave espacial (kg) |
Data de lançamento (UTC) |
Notas |
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SA-201 | AS-201 | 20.820 | 26 de fevereiro de 1966 16:12:01 |
Teste suborbital não tripulado do Bloco I CSM (módulo de comando e serviço) |
SA-203 | AS-203 | Nenhum | 5 de julho de 1966 14:53:17 |
Teste não tripulado do comportamento do LH 2 não queimado em órbita para suportar o projeto de reinicialização do S-IVB-500 |
SA-202 | AS-202 | 25.810 | 25 de agosto de 1966 17:15:32 |
Teste suborbital não tripulado do Bloco I CSM |
SA-204 | Apolo 1 | 20.412 | Era para ser o primeiro teste orbital tripulado do Bloco I CSM. Incêndio na cabine em 27 de janeiro de 1967 matou astronautas e danificou CM durante o ensaio geral para o lançamento planejado para 21 de fevereiro de 1967 |
|
Apolo 5 | 14.360 | 22 de janeiro de 1968 22:48:08 |
Teste orbital não tripulado do módulo lunar, usado veículo de lançamento Apollo 1 | |
SA-205 | Apolo 7 | 16.520 | 11 de outubro de 1968 15:02:45 |
Teste orbital tripulado do Bloco II CSM |
SA-206 | Skylab 2 | 19.979 | 25 de maio de 1973 13:00:00 |
Bloco II CSM transportou a primeira tripulação para a oficina orbital Skylab |
SA-207 | Skylab 3 | 20.121 | 28 de julho de 1973 11:10:50 |
Bloco II CSM transportou segunda tripulação para a oficina orbital Skylab |
SA-208 | AS-208 | Resgate Skylab 3 em espera CSM-119; não é necessário | ||
Skylab 4 | 20.847 | 16 de novembro de 1973 14:01:23 |
Bloco II CSM transportou terceira tripulação para a oficina orbital Skylab | |
SA-209 | AS-209 | Em espera Skylab 4 e Apollo-Soyuz resgatam CSM-119. Não é necessário, atualmente em exibição no jardim de foguetes KSC |
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Skylab 5 | Planejada a missão CSM para elevar a órbita da oficina Skylab para durar até que o ônibus espacial esteja pronto para voar; cancelado. |
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SA-210 | ASTP | 16.780 | 15 de julho de 1975 19:50:01 |
Apollo CSM com módulo adaptador de encaixe especial, reunido com a Soyuz 19. Último voo do Saturn IB. |
SA-211 | Não usado. Primeira etapa no Alabama Welcome Center na I-65 em Ardmore, Alabama. O palco S-IVB fica com o hardware do simulador de treinamento subaquático Skylab e está em exibição ao ar livre no Centro Espacial e de Foguetes dos EUA em Huntsville, Alabama. |
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SA-212 | Não usado. Primeira fase desfeita. Estágio S-IVB convertido em estação espacial Skylab . |
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SA-213 | Apenas o primeiro estágio construído. Sem uso e sucateado. | |||
SA-214 | Apenas o primeiro estágio construído. Sem uso e sucateado. |
Para lançamentos anteriores de veículos da série Saturn I, consulte a lista no artigo Saturn I.
Foguetes Saturn IB em exposição
A partir de 2019, existem três locais onde os veículos Saturn IB (ou partes deles) estão em exibição:
- O SA-209 está em exibição no Complexo de Visitantes do Centro Espacial Kennedy , com o Veículo de Verificação de Instalações Apollo. Devido à corrosão severa, os motores do primeiro estágio e o módulo de serviço foram substituídos por duplicatas fabricadas em 1993-1994.
- O primeiro estágio do SA-211 está em exibição com uma maquete do estágio S-IVB empilhado em uma condição pronta para lançamento no Alabama Welcome Center na Interstate 65 em Ardmore, Alabama . 34,954548°N 86,89193°O 34°57′16″N 86°53′31″O /
- O estágio SA-211 S-IVB foi acoplado ao adaptador de acoplamento de treinamento subaquático Skylab e ao Apollo Telescope Mount e está em exibição no Rocket Garden do US Space & Rocket Center em Huntsville, Alabama.
Custo
Em 1972, o custo de um Saturn IB, incluindo o lançamento, era de US$ 55.000.000 (equivalente a US$ 340.000.000 em 2020).
Veja também
Referências
links externos
- http://www.apollosaturn.com/
- http://www.spaceline.org/rocketsum/saturn-Ib.html
- NASA Marshall Spaceflight Center, "Manual de Voo Skylab Saturn IB" (PDF) . (19,8 MB) , 30 de setembro de 1972
- "Veículos lançadores de Saturno" (PDF) . Arquivado a partir do original (PDF) em 16/04/2005. (61,2 MB)