Saturno IB -Saturn IB

Saturno IB
Configurações de lançamento do Saturn IB.jpg
Três configurações de lançamento do foguete Apollo Saturn IB: sem espaçonave ( AS-203 ), módulo de comando e serviço (a maioria das missões); e Módulo Lunar ( Apollo 5 )
Tem uso Desenvolvimento da nave espacial Apollo ;
Desenvolvimento do estágio S-IVB em apoio ao Saturn V ; Lançador de tripulação
Skylab
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
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

Diagrama do primeiro estágio S-IB do foguete Saturn 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

Diagrama do segundo estágio S-IVB do Saturn IB

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

  • 1 J-2
    • Impulso: 200.000 lbf (890 kN)
    • Tempo de queima: ~ 420 s
    • Combustível: LH 2 / LOX

Unidade de instrumento

A unidade de instrumento, que controlava o Saturn IB e o Saturn V

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

Saturn IB montado na plataforma "milkstool"

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.

Várias configurações de missão para o veículo de lançamento Saturn IB
Todos os lançamentos Saturn IB de AS-201 a ASTP
Número de
série
Missão Massa da nave espacial
(kg)

Data de lançamento
(UTC)
Notas
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
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.
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.
SA-212 Não usado. Primeira fase desfeita.
Estágio S-IVB convertido em estação espacial Skylab .
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

SA-209 em exibição no KSC

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 /  / 34.954548; -86.89193
  • 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

Apollo 7 entra em órbita com sua tripulação de três, 1968

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