სატურნ V

თავისუფალი ქართულენოვანი ენციკლოპედია ვიკიპედიიდან
გადასვლა: ნავიგაცია, ძიება
სატურნ V
პირველი სატურნ V, AS-501, აპოლო-4-ის გაშვებამდე
პირველი სატურნ V, AS-501, აპოლო-4-ის გაშვებამდე
ფაქტები
ფუნქცია ეკიპირებული LEO და მთვარეზე გასვლის მექანიზმი
მწარმოებელი ბოინგი (S-IC)
North American (S-II)
Douglas (S-IVB)
ქვეყანა აშშ
ზომა
სიმაღლე 110.6
დიამეტრი 10.1 მ
მასა 3,038,500 კგ
ეტაპები 3
წარმადობა
ტვირთზიდვა დედამიწის ქვედა ორბიტაზე 118,000 კგ
გაშვების ისტორია
სტატუსი მოხსნილი
გაშვების ადგილები კენედის კოსმოსური ცენტრი LC-39
წარმატებები 11 (+ 1 INT-21[1])
ჩავარდნები 0
ნაწილ. ჩავარდნა 1
პირველი გაფრენა 9 ნოემბერი, 1967 (SA-501)
ბოლო გაფრენა 6 დეკემბერი, 1972
(14 მაისი, 1973 - INT-21[1])
პირველი ეტაპი - S-IC
ძრავები 5 Rocketdyne F-1
გამწევი 34.02 მნ
წვის დრო 150 წმ
საწვავი RP-1/LOX
მეორე ეტაპი - S-II
ძრავები 5 Rocketdyne J-2
გამწევი 5 მნ
წვის დრო 360 წმ
საწვავი LH2/LOX
მესამე ეტაპი - S-IVB
ძრავები 1 Rocketdyne J-2
გამწევი 1 მნ
წვის დრო 165 + 335 წმ
(2 წვა)
საწვავი LH2/LOX

სატურნ V (Saturn V) — აშშ-ის მრავალსაფეხურიანი თხევადსაწვავიანი რაკეტა-მატარებელი, რომელიც გამოიყენებოდა „აპოლოსა“ და „სკაილების“ კოსმოსური პროგრამისათვის 1967-1973 წლებში.

სატურნ-V შეიქმნა ვერნერ ფონ ბრაუნის ხელმძღვანელობით, კომპანიებთან ბოინგი, North American Aviation, Douglas Aircraft Company და აი-ბი-ემი თანამშრომლობით. მისი გაბარიტებით, მასით და კოსმოსში გატანილი სასარგებლო ტვირთის რაოდენობით ის დღემდე რჩება კაცობრიობის ისტორიაში უძლიერეს რაკეტა-მატარებლად, თუმცა საბჭოთა რაკეტა-მატარებელ „ენერგიას“, რომელიც მხოლოდ ორჯერ გაფრინდა კოსმოსში (1987 და 1988 წლებში) ოდნავ მეტი წევა ჰქონდა.

წინაისტორია

60-იანი წლების დასაწყისისათვის საბჭოთა კავშირმა დიდ წარმატებებს მიაღწია კოსმოსის ათვისებაში და ამ მხრივ აშშ-ს გაუსწრო. 1957 წელს საბჭოთა კავშირმა გაუშვა მსოფლიოში პირველი ხელოვნური თანამგზავრი, 1961 წელს კი პირველი ადამიანი კოსმოსში — იური გაგარინი.

1961 წლის 25 მაისს აშშ-ის პრეზიდენტმა ჯონ ფიცჯერალდ კენედიმ გამოაცხადა, რომ აშშ შეეცდებოდა 60-იანი წლების ბოლომდე ადამიანის გაშვებას მთვარეზე. ამ დროისათვის აშშ-ის პილოტირებულ კოსმოსურ ფრენაში მეტად მცირე გამოცდილება ჰქონდა. 5 მაისს პირველი ამერიკელი ასტრონავტი ალან შეპარდი გაფრინდა კოსმოსში ხომალდ „ფრიდომ-7“ სუბორბიტალურ ტრაექტორიაზე, რომელიც სულ 15 წუთი გაგრძელდა. იმ დროს არავითარ რაკეტას არ შეეძლო ადამიანის მთვარეზე გაგზავნა, მით უმეტეს ერთ ჯერზე. სატურნ-I მაშინ უკვე მუშავდებოდა, მაგრამ ჯერ გამოცდილი არ იყო და რადგან იგი მეტად მცირე ზომის იყო, საჭირო გახდებოდა მისი რამდენიმეჯერ კოსმოსში გაშვება და მთვარის კოსმოსური ხომალდის ორბიტაზე აწყობა.

თავდაპირველად ნასა ამუშავებდა მთვარეზე გაფრენის სამ ძირითად გზას: აწყობა დედამიწის ორბიტაზე, პირდაპირი ასვლა და აწყობა მთვარის ორბიტაზე. მიუხედავად იმისა, რომ ნანსამ თავიდან უარყო ეს გეგმა, საბოლოო ჯამში ისინი მივიდნენ იმ დასკვნამდე, რომ სწორედ ეს გზა იქნებოდა ყველაზე იოლი და სწრაფი დასახული მიზნის მისაღწევად.

დამუშავება

C-1-დან C-4

1960-1962 წლებში მარშალის კოსმოსური გაფრენის ცენტრმა შექმნა რაკეტები, რომელთა გამოყენება შესაძლებელი იყო სხვადასხვა მიზნისათვის.

C-1 რაკეტა დამუშავების შედეგად შეიქმნა როგორც სატურნ-I, ხოლო C-2 რაკეტის დამუშავება შეწყდა C-3 რაკეტა|C-3 რაკეტის გულისთვის]], რომელსაც გეგმის თანახმად უნდა გამოეყენებინა ორი F-1 ძრავა მისი პირველი საფეხურისათვის, ოთხი J-2 ძრავა მისი მეორე საფეხურისათვის და მესამე, S-IV საფეხურისათვის ექვსი RL-10 ძრავა.

ნასა გეგმავდა C-3 რაკეტის გამოყენებას „აწყობა დედამიწის ორბიტაზე“ კონცეფციის ფარგლებში, რომლისათვისაც ოთხი ან ხუთი რაკეტის გაშვება იქნებოდა საჭირო ერთი გაფრენისათვის მთვარეზე, მაგრამ მარშალის კოსმოსური გაფრენის ცენტრი უკვე გეგმავდა უფრო დიდი რაკეტის C-4 გამოყენებას, რომელიც გამოიყენებდა ოთხ F-1 ძრავას მისი პირველი საფეხურისათვის, ზომაში გადიდებულ C-3 რაკეტას მეორე საფეხურად და S-IVB მესამე საფეხურად ერთი J-2 ძრავით. „აწყობა დედამიწის ორბიტაზე“ კონცეფციის ფარგლებში მოითხოვდა მხოლოდ ორი ასეთი რაკეტის გაშვებას მთვარეზე გასაფრენად.

C-5

1962 წლის 10 იანვარს ნასამ გამოაცხადა, რომ C-5 რაკეტის შექმნას გეგმავდა. მას ექნებოდა ხუთი F-1 ძრავა პირველ საფეხურზე, ხუთი J-2 ძრავა მეორე საფეხურზე და S-IVB მესამე საფეხურად.

თავდაპირველად, ეს რაკეტა უნდა გამოცდილიყო ოთხი გაშვების დროს. ამას მოჰყვებოდა უპილოტო ფრენა მთვარის გარშემო. ხოლო პილოტორებული გაფრენა დაგეგმილი იყო 1969 წლისათვის.

1962 წლის შუაში ნასამ გადაწყვიტა, რომ რაკეტა მისი სამივე საფეხურით გამოეცადა პირველივე გაშვებაზე. ეს მნიშვნელოვნად შეამცირებდა გამოცდების და დამუშავებისთვის საჭირო დროს და აგრეთვე გამოსაცდელი რაკეტების რიცხვს 25-იდან 15-ამდე, მაგრამ ამავდროულად სამივე საფეხურს პირველივე გაშვებაზე უნაკლოდ უნდა ემუშავა.

1963 წელს C-5 გადაერქვა სახელი, იგი სატურნ-V იწოდა და კომპანიამ Rocketdyne გამოუშვა პირველი ძრავები.

1966 წელს F-1 ძრავამ გაიარა ნასას შემოწმება და იგი ვარგისად იქნა ცნობილი პილოტირებული გაფრენებისათვის.

სატურნ-V პირველად სტარტი აიღო 1967 წლის 9 ნოემბერს და მან კოსმოსში გაიტანა „აპოლო-4“ უპილოტო კოსმოსური ხომალდი.

სატურნ-V-ის პირველი პილოტირებული გაფრენა განხორციელდა 1968 წლის დეკემბერში, როდესაც მთვარის გარშემო ორბიტაზე გაუშვეს კოსმოსური ხომალდი „აპოლო-8“.

ტექნოლოგია

სატურნ-V უეჭველად ერთ-ერთი ყველაზე უფრო შთამბეჭდავი მანქანა იყო კაცობრობის ისტორიაში. 110.6 მეტრი სიმაღლის, 10 მეტრი დიამეტრის, საერთო მასით თითქმის 3 000 ტონა და ორბიტაზე გატანილი სასარგებლო ტვირთის რაოდენობით 118 ტონა იგი ჩრდილავდა მანამდე არსებულ ყველა სხვა რაკეტას.

სატურნ-V ძირითადად დამუშავდა მარშალის კოსმოსური გაფრენის ცენტრის მიერ, ალაბამას შტატში, თუმცა ამ რაკეტის ბევრი სხვა ნაწილი დამუშავდა სხვა, კონტრაქტით მომუშავე კომპანიების მიერ. სატურნ-V იყენებდა განახლებულ F-1 და J-2 ძრავებს. ცდების დროს ეს ძრავები იწვევდნენ რყევებს ნიადაგში, რომლის შეგრძნება 80 კილომეტრზე იყო შესაძლებელი. კონსტრუქტორებმა გადაწყვიტეს, რომ მაქსიმალურად გამოეყენებინათ სატურნ-I ტექნოლოგია. მაგალითად, სატურნ V-ის მესამე საფეხური S-IVB განვითარდა სატურნ-I-ის მეორე საფეხურისგან S-IV. სატურნ-V მართვის მოწყობილობებს ბევრი საერთო ჰქოდათ სატურნ-I მართვის მოწყობილობებთან.

საფეხურები

სატურნ-V შედგებოდა სამი საფეხურისგან: პირველი საფეხური S-IC, მეორე საფეხური S-II და მესამე საფეხური S-IVB, და ინსტრუმენტალური განყოფილებისგან. სამივე საფეხური იყენებდა თხევად ჟანგბადს მჟანგველად. რაც შეეხება საწვავს, პირველი საფეხური იყენებდა ნავთს, ხოლო მეორე და მესამე თხევად წყალბადს. სამივე საფეხური იყენებდა მყარსაწვავიან რაკეტებს, რომლებიც გამოიყენებოდა იმისათვის, რომ საფეხურები დაეცილებინა ერთმანეთისათვის ფრენის განმავლობაში.

პირველი საფეხური (S-IC)

სატურნ-V პირველი საფეხური

პირველი საფეხური S-IC შეიქმნა კომპანიის „ბოინგი“ მიერ. ყველა სხვა რაკეტის მსგავსად მისი მასის (ორი ათასი ტონა) დიდი ნაწილი გაშვებისას იყო საწვავი-ნავთი და მჟანგველი-თხევადი ჟანგბადი. მისი სიმაღლე იყო 42 მეტრი, დიამეტრი 10 მეტრი და წევა 34.02 მეგანიუტონი, რომელსაც სატურნ-V აჰყავდა 61 კილომეტრ სიმაღლეზე. ხუთი F-1 ძრავა განლაგებული იყო ჯვარედინად. შუა ძრავა უძრავად იყო დამაგრებული, ხოლო დანარჩენი ოთხი გარე ძრავა იყო მოძრავი, რაკეტის სამართავად.

მეორე საფეხური (S-II)

მეორე საფეხური S-II შეიქმნა კომპანიის North American Aviation მიერ. იგი იყენებდა თხევად ჟანგბადს და თხევად წყალბადს და ხუთ J-2 ძრავას, რომელიც პირველ საფეხურზე არსებული ძრავების მსგავსად იყო განლაგებული. მეორე საფეხური ავითარებდა 5 მეგანიუტონ წევას და სატრუნ-V ატმოსფეროს მაღალ ფენებში აჰყავდა. ავსებისას მეორე საფეხურის მასის 97 %-ს იკავებდა საწვავი და მჟანგველი.

მესამე საფეხური (S-IVB)

მესამე საფეხური S-IVB შეიქმნა კომპანიის Douglas Aircraft Company მიერ. მას ჰქონდა ერთი J-2 ძრავა და იყენებდა იგივე საწვავს და მჟანგველს, რასაც მეორე საფეხური. ეს საფეხური გაფრენის დროს ორჯერ გამოიყენებოდა: პირველად ხომალდის ორბიტაზე გასაყვანად და მეორედ მის მთვარისკენ მიმავალ ტრაექტორიაზე გადასაყვანად. S-IVB იყო სატურნ-V ერთადერთი საფეხური, რომლის შედარებით მცირე ზომის გამო იგი გადაჰქონდათ სატვირთო თვითმფრინავის Super Guppy მეშვეობით.

მართვის მოწყობილობების განყოფილება

სატურნ-V მართვის მოწყობილობები დამზადებულ იქნა აი-ბი-ემის მიერ და იგი დაყენებული იყო მესამე საფეხურის თავზე. ეს კომპიუტერი აკონტროლებდა სატურნ-V რაკეტის მუშაობას ჯერ კიდევ აფრენის დაწყებამდე მისი მესამე საფეხურის მოშორებამდე. რაკეტის კონტროლი მოიცავდა როგორც მის მიმართვას საჭირო ტრაექტორიაზე, ასევე ტელემეტრიული სისტემის მომსახურებას. აჩქარების და რაკეტის სიმაღლის გაზომვით მას შეეძლო გამოეთვალა რაკეტის მიმდინარე სიჩქარე და მდებარეობა და საჭიროების შემთხვევაში ფრენის კურსის შესწორება.

უსაფრთხოება

ფრენის გაუქმების შემთხვევაში, როდესაც რაკეტის განადგურება იყო საჭირო, დედამიწიდან გაიცემოდა სიგნალი ასაფეთქებელი მუხტებისკენ, რომლებიც რაკეტის გარშემო იყო დამაგრებული. ამას მოჰყვებოდა საწვავის და მჟანგველის ავზების ერთმანეთისგან დაცილება და საწვავის და მჟანგველის გაბნევა ისე, რომ ისინი ერთმანეთს არ შერეოდნენ.

შედარებები სხვა რაკეტებთან

სატურნ-V პირველი საფეხურის F-1 ძრავა, წინა პლანზე ამ რაკეტის შემქმნელი ვერნერ ფონ ბრაუნი

ამერიკული სატურნ-V საბჭოთა მეტოქე იყო ნ-1. სატურნ-V უფრო მაღალი, მძიმე, მეტი წევის გამავითარებელი და კოსმოსში მეტი ტვირთის გამტანი რაკეტა იყო, მაგრამ ნ-1-ის პირველ საფეხურს უფრო მეტი დიამეტრი ჰქონდა.[2] ნ-1 ოთხჯერ გაუშვეს კოსმოსში. მან გამართულად ვერცერთხელ იმუშავა, პირველი საფეხურის მოცილებამდეც კი. ამ ოთხიდან ყველაზე წარმატებული გაშვების დროს პირველი საფეხურის ჩამოცილებამდე სულ 10 წამი იყო დარჩენილი. სატურნ-V პირველი საფეხური იყენებდა ხუთ ძალიან მძლავრ ძრავას მაშინ როდესაც ნ-1 პირველ საფეხურზე 30 სუსტი ძრავა იყო დაყენებული, რადგან საბჭოთა კონსტრუქტორებმა 60-იან წლებში არ შემქნეს ისეთი მძლავრი ძრავა როგორიც იყო ამერიკული F-1. ორი გაშვების დროს, კერძოდ „აპოლო-6“ და „აპოლო-13“ სატურნ-V შეძლო ფრენა, მიუხედავად მისი ძრავების გაუმართაობისა. ასეთი შემთხვევებისათვის ნ-1 ჰქონდა კომპიუტერი მაგრამ ეს რაკეტა საერთოდ ცუდად იყო დაპროექტებული და მისმა კომპიუტერმა ვერ შეძლო ეხსნა რაკეტა კატასტროფისგან გაშვების დროს. ამ რაკეტის მეორე გაშვების დროს (1969 წლის 3 ივლისს) მისმა კომპიუტერმა გასცა პირველი საფეხურის ყველა ძრავის გამორთვის მცდარი ბრძანება, რასაც რაკეტის დაცემა და სასტარტო მოედნის მთლიანად განადგურება მოჰყვა. საბოლოო ჯამში ნ-1 წარუმატებლობის მიზეზი, როგორც ჩანს, იყო პირველი საფეხურის არასაკმარისი გამოცდები, რაც თავის მხრივ არასაკმარისი დაფინანსების შედეგი იყო.

მეტოქეები მთვარეზე გაფრენაში-ამერიკული სატურნ-V და საბჭოთა ნ-1

სამსაფეხურიანი რაკეტის სატურნ-V მაქსიმალური წევა იყო 34.02 მეგანიუტონი და მას შეეძლო 118 000 კილოგრამი სასარგებლო ტვირთის გატანა კოსმოსში.[3] „აპოლო-15“ მისიის დროს წევის მაჩვენებელი ადიოდა 34.8 მეგანიუტონამდე. არც ერთ სხვა რაკეტას არ გადაუჭარბებია სატურნ-V-ისთვის სიმაღლის, მასის და კოსმოსში გატანილი სასარგებლო ტვირთის მაჩვენებლით. მხოლოდ საბჭოთა რაკეტა-მატარებელ "ენერგიას" ჰქონდა წევის მაჩვენებლი ოდნავ მეტი — 35.1 მეგანიუტონი.

საბჭოთა „ენერგიის“ მომავალ „ვულკანის“ კონფიგურაციას (რაც ვერ განხორციელდა) შესაძლებლობა ექნებოდა განევითარებინა უფრო მაღალი წევა-46 მეგანიუტონი და ორბიტაზე გაეტანა 175 ტონა სასარგებლო ტვირთი. სატურნ-V შეეძლო მომავალში გამოეყენებინა გაუმჯობესებული F-1A ძრავები რაც საშუალებას მისცემდა სატურნ-V განევითარებინა 18 %-ით მეტი წევა და ორბიტაზე 137 250 კგ სასარგებლო ტვირთი გაეტანა. NASA განიხილავდა სატურნის ტიპის სხვადასხვა რაკეტების (მ.შ. რაკეტა-მატარებელი „ნოვა“) შექმნის გეგმებს, მაგრამ ეს რაკეტები არასოდეს აუგიათ.

კოსმოსურ შატლს (Space Shuttle) შეუძლია განავითაროს მაქსიმალური წევა 30,1 მეგანიუტონი და ორბიტაზე გაიტანოს 28 800 კგ სასარგებლო ტვირთი (თავად ხომალდის ჩაუთვლელად).

ზოგიერთი შედარებით ახალი რაკეტა ბევრად სუსტია სატურნ-V-სთან შედარებით. ევროპულ არიან-5-ს, მისი უახლოესი ვერსიით არიან-5 ECA, შეუძლია გეოსტაციონარულ გადასაყვან ორბიტაზე 10 000 კგ სასარგებლო ტვირთი გაიტანოს. ამერიკული დელტა-4 გეოსინქრონულ გადასაყვან ორბიტაზე 13 100 კგ ტვირთი გააქვს. ატლას-V რაკეტას (იგი რუსულ ძრავებს იყენებს) გეოსტაციონარულ გადასაყვან ორბიტაზე 13 605 კგ ტვირთი გააქვს, ხოლო დედამიწის ირგვლივ ორბიტაზე 25 000 კგ.

აწყობა

სატურნ-V („აპოლო-10“) გადააქვთ სასტარტო მოედანზე

საფეხურების დამზადების შემდეგ ისინი იგზავნებოდა კენედის სახელობის კოსმოდრომზე, ფლორიდის შტატში. პირველი ორი საფეხური იმდენად დიდი ზომის იყო, რომ ისინი ბარჟით გადაჰქონდათ. პირველ საფეხურს ახალ ორლეანში აწყობდნენ და იგი მექსიკის ყურით გადაჰქონდათ. მეორე საფეხური მზადდებოდა კალიფორნიაში და კოსმოდრომზე პანამის არხის გავლით იგზავნებოდა. მესამე საფეხური და მართვის მოწყობილობების განყოფილება თვითმფრინავით იგზავნებოდა.

კოსმოდრომზე ჩამოტანის შემდეგ საფეხურები ჯერ ჰორიზონტალურ მდგომარეობაში ისინჯებოდა და მერე მათ ვერტიკალურად აყენებდნენ. NASA ამზადებდა ცილინდრისებული ფორმის კონსტრუქციებს, რომელთაც შეეძლო რომელიმე საფეხურის დროებით შეცვლა, თუკი რაღაც მიზეზის გამო ეს საფეხური მზად არ იყო დაგეგმილი დროისათვის. ამ კონსტრუქციებს ჰქონდა იგივე სიმაღლე და მასა და მსგავსი ელექტრული სადენები, როგორიც ნამდვილ საფეხურებს.

NASA იყენებდა მოძრავ გასაშვებ კოშკს. ეს ნიშნავდა, რომ რაკეტა იწყობოდა ვერტიკალური აწყობის შენობაში (Vertical Assembly Building) და მერე მოძრავი კოშკის მეშვეობით იგზავნებოდა სასტარტო მოედანზე. დღესაც ასე ხდება „სპეის შატლის“ მიმართ. ეს მოძრავი კოშკი ფარავდა დაახლოებით 5 კმ მანძილს სასტარტო მოედნამდე და რაკეტა კი ამ დროს მასზე ვერტიკალურ მდგომარეობაში იდო.

მთვარისკენ გაფრენა

სატურნ-V „აპოლოს“ პროგრამის ფარგლებში ასტრონავტები მთვარისკენ მიჰყავდა. ყველა ეს მისია სტარტს იღებდა გასაშვებ კომპლექს N 39 კენედის სახელობის კოსმოდრომზე. როგორც კი რაკეტა მოშორდებოდა სასტარტო მოედანს, გაფრენაზე კონტროლი გადადიოდა ჯონსონის სახელობის კოსმოსური ცენტრის ხელში, ჰიუსტონში, ტეხასი.

„აპოლოს“ მისია რაკეტა სატურნ-V-ს იყენებდა დაახლოებით 20 წუთის განმავლობაში. თუმცა აპოლო-6 და აპოლო-13 დროს სატურნ-V-ს ერთ-ერთმა ძრავამ უმტყუნა. რაკეტის კომპიუტერებმა შეძლეს მდგომარეობის გამოსწორება იმით, რომ დანარჩენი ძრავები უფრო დიდი ხნის განმავლობაში ამუშავეს და შედეგად არც ერთი „აპოლოს“ მისია წარუმატებლად არ დასრულებულა რაკეტის მიზეზით.

პირველი საფეხურის მოქმედება

იოლად შესამჩნევი დარტყმითი ტალთა წარმოქმნილი სატურნ-V („აპოლო-11“) ფრენის შედეგად მაქსიმალური დინამიკური წნევისას აფრენიდან 1 წუთის და 20 წამის მერე (სიმაღლე 12,5 კმ, დაშორება კოსმოდრომიდან 4 კმ, სიჩქარე 1 600 კმ/სთ)

პირველი საფეხური მუშაობდა 2,5 წუთის განმავლობაში, რაკეტა აჰყავდა 61 კილომეტრ სიმაღლემდე, ავითარებდა 8600 კმ/სთ სისწრაფეს და წვავდა 2 000 ტონა საწვავს და მჟანგველს.

გაშვებამდე 8,9 წამით ადრე პირველი საფეხურის ძრავები მუშაობას იწყებდნენ. პირველად ირთვებოდა ცენტრალური ძრავა რომელსაც ოდნავ მოგვიანებით ოთხი დანარჩენი უერთდებოდა. როგორც კი კომპიუტერები დაადასტურებდნენ რაკეტის სრულ წევას, რაკეტა ვერტიკალურ ასვლას იწყებდა და ლითონის დამჭერები მას ათავისუფლებდა.

რაკეტას დაახლოებით 12 წამი სჭირდებოდა, რომ კოშკს მოსცილებოდა. რაკეტა სწრაფად კრეფდა სიჩქარეს და 2 კმ სიმაღლეზე მისი სისწრაფე უკვე 500 მ/წმ იყო. ფრენის დასაწყისში რაკეტისთვის მთავარი იყო სიმაღლის აკრეფა და საჭირო სისწრაფეს მოგვიანებით აღწევდა.

აფრენიდან 80 წამის შემდეგ რაკეტა აღწევდა მაქსიმალურ დინამიკურ წნევას. რაკეტის კორპუსზე დინამიკური წნევა ჰაერის სიმკვრივის და სიჩქარის კვადრატის პროპორციულია.

აფრენიდან 135,5 წამის მერე ცენტრალური ძრავა ითიშებოდა, რაკეტაზე დაწოლის შესამცირებლად, რომელიც საწვავის გამოყენების შემდეგ მსუბუქი ხდებოდა. ეკიპაჟი მაქსიმალურ გადატვირთვას (4 g (39 m/s²)) განიცდიდა პირველი საფეხურის გამორთვის წინ. დანარჩენი ოთხი ძრავა განაგრძობდა მუშაობას და საწვავის და მჟანგველის გამოყენებას. პირველ საფეხურში საწვავის და მჟანგველის ამოწურვის მერე რვა მყარსაწვავიანი რაკეტა პირველ საფეხურს დააცილებდა რაკეტას. ეს ხდებოდა 62 კმ სიმაღლეზე. პირველი საფეხური ინერციით განაგრძობდა ფრენას, აღწევდა 110 კმ სიმაღლეს და შემდეგ ეცემოდა ატლანტის ოკეანეში კოსმოდრომიდან 560 კმ მოშორებით.

მეორე საფეხურის მოქმედება

პირველი საფეხური სცილდება სატურნ-V

პირველი საფეხურის ჩამოცილების შემდეგ ირთვებოდა მეორე საფეხური, რომელიც 6 წუთის განმავლობაში მუშაობდა, მას აჰყავდა რაკეტა 185 კმ სიმაღლეზე და ანიჭებდა მას 24 600 კმ/სთ სიჩქარეს.

მეორე საფეხური ასე მუშაობდა: ჯერ რვა მყარსაწვავიანი რაკეტა ინთებოდა ოთხი წამის განმავლობაში რაც რაკეტას დადებით აჩქარებას ანიჭებდა, შემდეგ ირთვებოდა ხუთი J-2 ძრავა. პირველი საფეხურის ჩამოშორებიდან 30 წამის მერე ორ საფეხურს შორის არსებული ნაკვეთურიც შორდებოდა რაკეტას. ეს მეტად ზუსტ მოქმედებას მოითხოვდა რადგან ეს ნაკვეთური არავითარ შემთხვევაში არ უნდა შეხებოდა ძრავებს. მინიმალური დასაშვები მანძილი ძრავებს და ნაკვეთურს შორის ერთი მეტრი იყო.

მეორე საფეხურის მუშაობის შეწყვეტიდან ერთი წამის მერე ის შორდებოდა რაკეტას და ათი წამის შემდეგ მესამე საფეხური იწყებდა მუშაობას. მეორე საფეხური ოკეანეში ვარდებოდა კოსმოდრომიდან 4 200 კილომეტრის დაშორებით.

მესამე საფეხურის მოქმედება

სატურნ-V მესამე საფეხური

მესამე საფეხური მუშაობდა 2,5 წუთის განვალობაში. იგი მიმაგრებული რჩებოდა ხომალდ „აპოლოს“, სანამ ხომალდი 2,5-ჯერ შემოუვლიდა დედამიწას და სანამ ასტრონავტები ამოწმებდნენ ხელსაწყოების გამართულობას.

წინა საფეხურების ჩამოშორებისგან განსხვავებით, საფეხურებთშორისი ნაკვეთური მეორე და მესამე საფეხურს შორის მიმაგრებული რჩებოდა მეორე საფეხურს (თუმცა ის დაპროექტებული იყო როგორც მესამე საფეხურის ნაწილი) და მასთან ერთად სცილდებოდა რაკეტას.

მთვარისკენ მიმავალ ტრაექტორიაზე ხომალდი გადადიოდა სტარტის აღებიდან 2,5 საათის მერე, როდესაც მესამე საფეხური მეორეჯერ ინთებოდა და ხომალდის სიჩქარეს ზრდიდა მეორე კოსმოსურ სიჩქარემდე, რასაც დაახლოებით 6 წუთი სჭირდებოდა.

მთვარისკენ მიმავალ ტრაექტორიაზე გადასვლიდან რამდენიმე საათის შემდეგ „აპოლოს“ საკომანდო მოდული სერვის მოდულთან ერთად სცილდებოდა სატურნ-V მესამე საფეხურს, ტრიალდებოდა 180 გრადუსით და უერთდებოდა მთვარის მოდულს რომელიც მის ქვემოთ იყო მოთავსებული. ეს მოდულები შემდეგ შორდებოდა მესამე საფეხურს.

თუკი მესამე საფეხური დარჩებოდა იმავე ტრაექტორიაზე რაზეც თავად ხომალდი „აპოლო“ მას ხომალდისათვის საფრთხის შექმნა შეეძლო. ამიტომ მესამე საფეხურში დარჩენილი საწვავი გამოიდევნებოდა რაკეტიდან და ამით მისი ტრაექტორია იცვლებოდა. „აპოლო-13“ შემთხვევაში სატურნ-V მესამე საფეხური მიმართეს მთვარისკენ. სეისმომეტრებმა რომლებიც მთვარეზე წინა მისიების მიერ იყო დატოვებული აღრიცხეს ძლიერი დარტყმა და დედამიწაზე გადმოცემულმა ინფორმაციამ მეცნიერებს საშუალება მისცა შეედგინათ მთვარის წიაღის რუკა. წინა მისიების (გარდა „აპოლო-9“ და „აპოლო-12“) დროს მესამე საფეხურები ჯერ მთვარის მიდამოებში იგზავნებოდა და მერე კი მზის ირგვლი ორბიტაზე. „აპოლო-9“ მესამე საფეხური პირდაპირ მზის ორბიტაზე იქნა გაგზავნილი.

რაც შეეხება „აპოლო-12“ მესამე საფეხურს, მისი ისტორია ოდნავ განსხვავებულია. 2002 წლის 3 სექტემბერს ერთ-ერთმა ასტრონომმა აღმოაჩინა ობიექტი, რომელიც ასტეროიდად ჩათვალა და დროებით J002E3 უწოდა. აღმოჩნდა, რომ იგი დედამიწას ირგვლივ უვლიდა. სპექტროსკოპოიულმა გამოკვლევებმა უჩვენა რომ ეს ობიექტი დაფარული იყო ტიტანის ორჟანგის შემცვლელი საღევაბით, სწორედ იმით, რითიც სატურნ-V. 1969 წელს, როდესაც „აპოლო-12“ მთვარისკენ გაფრინდა დაგეგმილი იყო მისი მესამე საფეხურის მზის ირგვლივ ორბიტაზე გაგზავნა მაგრამ ტექნიკური მიზეზების გამო მან ვერ ჩაიფრინა მთვარესთან საკმაოდ ახლოს და დედამიწის მახლობლად არც ისე მდგრად ორბიტაზე დარჩა. 1971 წელს გრავიტაციული პერტურბაციების შედეგად იგი სავარაუდოდ მზის ირგვლივ ორბიტაზე მოხვდა და დედამიწას 31 წლის შემდეგ დაუბრუნდა. მან დედამიწის ორბიტა 2003 წლის ივნისში დატოვა.

სკაილები

სატურნ-V „სკაილები“ გაჰყავს ორბიტაზე

1969 წელს, ნასამ შექმნა აპოლოს გამოყენების პროგრამა იმისათვის, რომ მოეფიქრებინათ თუ კიდევ რისთვის გამოეყენებინათ „აპოლოსათვის“ შექმნილი ინფრასტრუქტურა. მთავარი ყურადღება გადატანილ იქნა კოსმოსურ სადგურზე, რომელიც საბოლოო ჯამში „სკაილების“ პროგრამაში გარდაიქმნა. „სკაილების“ გაშვება (რისთვისაც გამოყენებულ იქნა Saturn INT-21, სატურნ-V მოდიფიცირებული ვარიანტი) იყო სატურნ-V ერთადერთი გამოყენება, რომელიც პირდაპირ არ იყო დაკავშირებული მთვარეზე გაფრენის „აპოლოს“ პროგრამასთან.

ორბიტალური სადგური „სკაილები“ შეიქმნა რაკეტა-მატარებელ Saturn IB მესამე საფეხურისგან-S-IVB. „სკაილებს“ სამი ეკიპაჟი ესტუმრა, რომლებიც სადგურზე ცხოვრობდნენ 1973 წლის 25 მაისიდან 1974 წლის 8 თებერვლამდე. თავად სადგური ორბიტაზე დარჩა 1979 წლის მაისამდე.

თავდაპირველად გეგმავდნენ რომ „სკაილები“ ორბიტაზე დიდხანს დარჩებოდა, რათა მას „სპეის შატლის“ ეკიპაჟი სტუმრებოდა. „შატლს“ შეეძლო „სკაილების“ ორბიტის აწევა და მისი გამოყენება მომავალი კოსმოსური სადგურების შესაქმნელად. მაგრამ პირველი შატლი 1981 წლამდე არ გაფრენილა კოსმოსში და ნათელი გახდა, რომ „სკაილებისგან“ 80-იან წლებში დიდი ხეირი არ იქნებოდა, რადგან იგი ორბიტაზე დიდი ხნით გასაჩერებლად არ იყო დაპროექტებული.

გაშვებები

სატურნ V-ის გაშვებები სხვადასხვა დროს და სხვადასხვა ამინდში.
სერ. ნომერი მისია გაშვების თარიღი შენიშვნა
SA-501
აპოლო 4 9/11, 1967 პირველი საცდელი ფრენა, სრული წარმატება.
SA-502
აპოლო 6 4/4, 1968 მეორე საცდელი ფრენა, რამდენიმე სერიოზული მეორე და მესამე ეტაპის პრობლემებით.
SA-503
აპოლო 8 21/12, 1968 პირველი პილოტირებული ფრნა და მთვარის ორბიტირება
SA-504
აპოლო 9 3/3, 1969 დედამიწის ორბიტის ტესტი
SA-505
აპოლო 10 18/5, 1969 მთვარის ორბიტის LM ტესტი
SA-506
აპოლო 11 16/6, 1969 პირველი პილოტირებული დაჯდომა მთვარეზე
SA-507
აპოლო 12 14/11, 1969 დაჯდა Surveyor 3-თან. მოწყობილობას ორჯერ დაეცა მეხი, სერიოზული დაზიანების გარეშე.
SA-508
აპოლო 13 11/4, 1970 მთვარეზე გაშვებული მისია გაუქმდა და უკან დაბრუნდა, კოსმონავტები გადარჩნენ.
SA-509
აპოლო 14 31/1, 1971 Fra Mauro-ს სიახლოვეს დაჯდა
SA-510
აპოლო 15 26/6, 1971 პირველი სამთვარეო როვერი
SA-511
აპოლო 16 16/4, 1972 დეკარტეზე დაჯდა
SA-512
აპოლო 17 6/12, 1972 პირველი და ერთადერთი ღამის გაშვება, ბოლო აპოლოს სამთვარეო მისია
SA-513
სკაილაბ 1 14/5, 1973 ორსაფეხურიანი Skylab ვერსია (სატურნ INT-21)
SA-514
გამოუყენებელი გამიზნული, მაგრამ არასდროს გამოყენებული აპოლო 18/19-თვის
SA-515
გამოუყენებელი გამიზნული, მაგრამ არასდროს გამოყენებული როგორც სარეზერვო სკაილაბის სასტარტო მანქანა

შემდგომი გეგმები

დაგეგმილი და შემდგომ გაუქმებული სატურნ-V მეორე რიგის წარმოება სავარაუდოდ გამოიყენებდა F-1A ძრავებს რაკეტის პირველ საფეხურზე, რითაც რაკეტის მიერ კოსმოსში გატანილი ტვირთის რაოდენობა მნიშვნელოვნად გაიზრდებოდა. სხვა ცვლილება შეიძლებოდა ყოფილიყო სატურნ-V სტაბილიზატორების მოშორება, რომლებისგან დიდი სარგებელი მათი წონის გამო არ ყოფილა; აგრეთვე ზომაში გადიდებული S-IC პირველი საფეხურის გამოყენება უფრო მძლავრი F-1A საფეხურისათვის და გაუმჯობესებული J-2 ძრავების გამოყენება რაკეტა-მატარებლის ზედა საფეხურებისათვის.

სატურნ-V დაფუძნებული სხვადასხვა რაკეტა-მატარებლები იქნა შემოთავაზებული, როგორიცაა Saturn INT-20 რომელსაც საფეხური S-IVB და საფეხურებთშორისი ნაკვეთური პირდაპირ ექნებოდა დაყენებული S-IC საფეხურზე Saturn V-23(L) რაკეტა-მატარებლამდე, რომელსაც არა მარტო ხუთი F-1 ძრავა ექნენოდა დაყენებული მის პირველ საფეხურზე, არამედ ოთხი ამაჩქარებელიც თვითოეულში ორი F-1 ძრავით რაც იმას ნიშნავდა რომ პირველ საფეხურზე 13 F-1 ძრავა იქნებოდა მოთავსებული!

„სპეის შატლი“ თავდაპირველად გამიზნული იყო, როგორც სატრანსპორტო საშუალება, რომელიც სატურნ-V ერთად უნდა ყოფილიყო გამოყენებული. მიუხედავად იმისა, რომ „სატურნ-შატლი“, რომელიც გამოიყენებდა ახლანდელ ხომალდს („ორბიტერს“) და გარე ავზს (დამაგრებულს მოდიფიცირებულ S-IC საფეხურზე), „სპეის-შატლს“ მოემსახურებოდა მხოლოდ პირველი ორი წუთის განმავლობაში, რომლის შემდეგ S-IC ჩამოშორდებოდა და „სპეის შატლის“ მთავარი ძრავები (SSME) ხომალდს ორბიტაზე მოათავსებდა. „შატლის“ მოვალეობა იქნებოდა კოსმოსური სადგურის მომარაგება, ხოლო სატურნ-V სადგურის შემადგენელ ნაწილებს გაუშვებდა კოსმოსში. მაგრამ სატურნ-V მეორე რიგის წარმოების გამო ეს გეგმა ვერ განხორციელდა და აშშ მძიმე რაკეტა-მატარებლების გარეშე დარჩა. ზოგიერთისათვის აშშ-ში ეს სანანებლად იქცა, რადგან ასეთი რაკეტა მოახერხებდა დიდი კოსმოსური სადგურების კოსმოსში ერთ ჯერზე გატანას და არ შეიქმნებოდა ისეთი სიტუაცია რაც შექმნა „ჩელენჯერის“ კატასტროფამ 1986 წელს.

სატურნ-V ასევე უნდა ყოფილიყო რაკეტა, რომელიც გამოყენებული იქნებოდა Voyager Mars კოსმოსური ხომალდებისათვის და აგრეთვე ბირთვულ ენერგიაზე მომუშავე რაკეტის საფეხურის RIFT და NERVA კოსმოსში გასაყვანად.

სატურნ-V მემკვიდრეები

სატურნ-V-ზე უფრო დიდ რაკეტას, რომელიც მრავალჯერ იქნა შემოთავაზებული 50-იანი წლების ბოლოდან 80-იანი წლების დასაწყისამდე, ზოგადად „ნოვა“ ერქვა სახელად. ოცდაათზე მეტ სხვადასხვა რაკეტას ერქვა ეს სახელი.

ვერნერ ფონ ბრაუნს და სხვებს გეგმაში ჰქონდათ, შეექმნათ რაკეტა რვა F-1 ძრავით, რომელიც საშუალებას მისცემდა მათ პირდაპირი ასვლის გზით მიეღწიათ მთვარემდე. სხვა გეგმები გულისხმობდა „ცენტაურის“ ტიპის ზედა საფეხურის ან ამაჩქარებლების გამოყენებას. ასეთი რაკეტები შესაძლებლობას მისცემდა აშშ-ს გაეგზავნა პილოტირებული ხომალდები მარსისკენ ან უპილოტოები გარე პლანეტებისკენ.

2006 წლისათვის NASA გეგმავს ახალი ტიპის კოსმოსური ხომალდების და მძიმე რაკეტა-მატარებლის არეს-V აგებას (პროექტი „თანავარსკვლავედი“), რომელიც ისეთივე სიმაღლის და სიმძლავრის იქნება, როგორც სატურნ-V იყო. მას ეს სახელი სატურნ-V პატივსაცემად ეწოდა (ნომერი „V“ ორივეგან ერთიდაიგივეა). იგი აგრეთვე გამოყენებული იქნება მარსზე მომავალი პილოტირებული გაფრენისათვის.

სამსაფეხურიანი სატურნ-V-სგან განსხვავებით არეს-V ექნება 11 მეტრი დიამეტრის ორი საფეხური (დაახლოებით ასეთივე დიამეტრი ჰქონდა სატურნ-V პირველ ორ საფეხურს), რომელიც გამოიყენებს თხევად წყალბადს და თხევად ჟანგბადს და აგრეთვე „სპეის შატლის“ ორ მოდიფიცირებულ მყარსაწვავიან ამჩქარებელს. არეს-V ორი საფეხური გამოიყენებს ხუთ RS-68 ძრავას, რომელიც ისევე ჯვარედინად იქნება განლაგებული, როგორც ეს სატურნ-V-ზე ხდებოდა. თავდაპირველად განზრახული იყო, რომ არეს-V გამოიყენებდა "სპეის შატლის" ხუთ მთავარ ძრავას, მაგრამ RS-68 ძრავა უფრო იაფი, მძლავრი (ეს აჩვენა მისმა გამოყენებამ რაკეტა-მატარებელზე Delta IV) და დასაპროექტებლად უფრო იოლი აღმოჩნდა.

RS-68 ძრავები, რომლებსაც კომპანია „როკეტდაინი“ ქმნის უფრო ეფექტურია ვიდრე სატურნ-V F-1 ძრავები, სამაგიეროდ სატურნ-V მეორე და მესამე საფეხურებზე გამოყენებული J-2 ძრავები გამოყენებული იქნება მოდიფიცირებული J-2X სახით არეს-V ზედა საფეხურისათვის და აგრეთვე რაკეტა-მატარებელ არეს-I მეორე საფეხურისათვის. არეს-V მესამე საფეხური (იგი გამოყენებული იქნება მთვარეზე გაფრენისათვის) და არეს-I მეორე საფეხური გამოიყენებს ერთ J-2X ძრავას, თუმცა თავდაპირველად დაგეგმილი იყო ორი ასეთი ძრავის გამოყენება იქამდე, სანამ გადაწყვეტდნენ, რომ არეს-V-ში გამოყენებინათ ხუთი RS-68 და არა „სპეის შატლის“ მთავარი ძრავები.

ღირებულება

1964 წლიდან 1973 წლამდე 6,5 მილიარდი აშშ-ის დოლარი იქნა დახარჯული რაკეტა სატურნ-V-ზე, ამათგან ხარჯვის მაქსიმუმი-1,2 მილიარდი დოლარი 1966 წელზე მოდიოდა.

„აპოლოს“ პროგრამის გაუქმების ერთ-ერთი მიზეზი სწორედ ეს მაღალი ღირებულება გახდა. 1966 წელს ნასამ ბიუჯეტიდან მიიღო 4,5 მილიარდი დოლარი, რაც აშშ მთლიანი შიდა პროდუქტის 0,5 % იყო. შედარებისათვის: იგივე წელს აშშ თავდაცვის სამინისტრომ 63,5 მილიარდი დოლარი მიიღო.

მედია

სქოლიო

  1. შეცდომა ციტირებაში არასწორი ტეგი <ref>; სქოლიოსათვის INT-21 არ არის მითითებული ტექსტი; $2
  2. http://www.astronautix.com/lvs/n1.htm
  3. http://history.nasa.gov/SP-4206/p405.htm

რესურსები ინტერნეტში

Commons-logo.svg
ვიკისაწყობში? არის გვერდი თემაზე: