새턴 IB

Saturn IB
새턴 IB
Saturn IB launch configurations.jpg
아폴로 새턴 IB 로켓의 3가지 발사 구성: 우주선 없음(AS-203), 명령 및 서비스 모듈(대부분의 임무), 달 모듈(아폴로 5)
기능.아폴로 우주선 개발
Saturn V를 지원하는 S-IVB 단계 개발
스카이랩 승무원 발사대
제조원크라이슬러(S-IB)
더글러스(S-IVB)
원산지미국
크기
높이141.6피트(43.2m)
페이로드 없음[1]
직경21.67피트(6.61m)[1]
덩어리1,300,220파운드 (589,770 kg)
페이로드 없음[2]
스테이지2
용량
LEO로의 페이로드(87.5nmi(162.1km))
덩어리46,000파운드(21,000kg)[3]
기동 이력
상황은퇴한
사이트 시작LC-37 및 LC-34, 케이프 커내버럴
케네디 우주 센터 LC-39B
기동 총수9
성공9
장애0
첫 비행1966년 2월 26일
마지막 비행1975년 7월 15일
사람 또는 화물 수송미가공 아폴로 CSM
미완성 아폴로 LM
크루드 아폴로 CSM
제1단계 – S-IB
높이80.17피트(24.44m)
직경21.42피트(6.53m)
빈 질량92,500파운드(42,000kg)
총질량973,000파운드(441,000kg)
추진제 질량880,500파운드(399,400kg)
전원 공급자8 × 로켓다인 H-1
최대 추력1,600,000 lbf (7,100 kN
특정 임펄스272초(2.67km/s)
굽는 시간150초
추진제RP-1 / LOX
2단계 – S-IVB-200
높이58.42피트(17.81m)
직경21.42피트(6.53m)
빈 질량23,400파운드 (10,600 kg)
총질량251,900파운드 (102,300 kg)
추진제 질량228,500파운드 (102,600 kg)
전원 공급자로켓다인 J-2
최대 추력200,000파운드힘(890kN)
특정 임펄스420초(4.1km/s)
굽는 시간480초
추진제좌측2/LOX
[Wikidata에서 편집]

새턴 IB는 미국 항공우주국(NASA)이 아폴로 프로그램을 위해 의뢰한 발사체이다.S-IV 2단(90,000파운드힘 (40,000N), 43,380,000파운드-sec 총 임펄스)을 S-IVB (89만파운드힘 (89만N), 96,000파운드-sec 총 임펄스)로 대체하여 토성 I을 끌어올렸다.S-IB 1단계는 또한 S-I 기준선의 추력을 150만 파운드(6700,000 N)에서 160만 파운드(7100,000 N)로 증가시키고 추진제 하중을 3.1% 증가시켰다.이것은 달 비행에 필요한 더 큰 토성 V가 준비되기 전에, 반연료의 아폴로 명령 및 서비스 모듈(CSM) 또는 완전 연료의 아폴로 달 모듈(LM)의 초기 비행 시험에 충분한 토성 I의 낮은 지구 궤도 탑재 능력을 20,000파운드 (9,100 kg)에서 46,000파운드 (21,000 kg)로 증가시켰다.

S-IVB 상단을 공유함으로써, Saturn IB와 Saturn V는 아폴로 우주선에 공통의 인터페이스를 제공했다.유일한 큰 차이점은 토성 V의 S-IVB가 지구 궤도를 달성하기 위해 추진체의 일부만 태웠다는 것이다. 그래서 그것은 달 횡단 주입을 위해 재시동될 수 있었다.토성 IB의 S-IVB는 지구 궤도에 도달하기 위해 모든 추진체가 필요했다.

Saturn IB는 162km의 높이로 두 번의 무인 CSM 준궤도 비행, LM 궤도 비행, 그리고 첫 번째 승무원 CSM 궤도 임무(처음에는 아폴로 1호, 나중에는 아폴로 7호)를 발사했다.그것은 또한 S-IVB에 액체 수소 연료가 남아있을 수 있도록 탑재물 없이 하나의 궤도 임무인 AS-203을 발사했다.이 임무는 액체 수소의 무중력 상태에서의 움직임을 관찰함으로써 새턴 V에 사용된 S-IVB의 재가동 가능한 버전의 설계를 지원했다.

1973년, 아폴로 달 탐사 프로그램이 끝난 다음 해, 세 대의 아폴로 CSM/토성 IB가 승무원들을 스카이랩 우주 정거장으로 실어 날랐다.1975년, 마지막 아폴로/토성 IB는 US-USSR 아폴로-소유즈 공동 시험 프로젝트(ASTP)의 아폴로 부분을 발사했다.예비 아폴로 CSM/토성 IB는 스카이랩 구조 임무를 위해 조립되어 준비되었지만 비행은 하지 않았다.

NASA의 재고 목록에 남아 있는 토성 IB들은 ASTP 임무 이후 폐기되었다. 왜냐하면 그것들은 쓸모가 없었고 미국의 우주 프로그램의 모든 무거운 리프트 요구는 더 싸고 더 다재다능한 타이탄 III 가족과 우주왕복선에 의해 제공될 수 있었기 때문이다.

역사

1959년, NASA의 실버스타인 위원회는 C-1에서 성장한 새턴급 발사체를 개발하기 위한 권고안을 발표했다.아폴로 프로그램이 1961년 달에 사람을 착륙시키려는 목표로 시작되었을 때, 나사는 지구 궤도 시험 임무를 위해 토성 I을 선택했다.그러나 토성 I의 탑재량 제한은 20,000파운드(9,100kg)에서 162km로, 명령 및 서비스 모듈은 서비스 추진 및 반응 제어 연료와 더불어 최소 26,300파운드(11,900kg)의 건조 중량을 가지고 있기 때문에 더 작은 추진 모듈을 장착한 명령 모듈만 테스트할 수 있다.1962년 7월 NASA는 달착륙 임무용 C-5를 선정하고 S-IV 2단을 S-IVB로 교체해 새턴I를 개량해 새턴V 3단으로 사용하기로 결정했다.S-I 1단도 엔진의 추력을 향상시키고 무게를 줄임으로써 S-IB로 업그레이드될 것이다.최소 35,000파운드(16,000kg)[4]의 탑재 능력을 가진 새 새턴 IB는 지구 궤도 테스트를 위한 새턴 IB를 대체하게 되며, 명령 및 서비스 모듈을 부분 연료로 비행할 수 있게 된다.그것은 또한 토성 V가 비행할 준비가 되기 전에 32,000파운드 (15,000 kg)의 달 탐사선을 따로 발사하여 무인 지구 궤도 시험을 할 수 있게 할 것이다.그것은 또한 3단계에 [2]조기발전을 줄 것이다.

1966년 5월 12일, NASA는 이 우주선이 "업그레이드된 새턴 I"로 불릴 것이라고 발표했고, 동시에 "달 탐사선"은 달 탐사선으로 이름이 바뀌었습니다.그러나 "업그레이드된 새턴 I" 용어는 1967년 [2]12월 2일 새턴 IB로 되돌아갔다.

개발 당시 새턴 IB의 탑재 능력은 41,000파운드(19,000kg)[2]로 증가했습니다.1973년 스카이랩 3개의 미션을 발사하기 위해 사용되었을 때, 1단 엔진은 46,000파운드(21,000kg)까지 향상되었습니다.

사양

발사체

파라미터[1] S-IB 1단계 S-IVB-200 2단 계기 장치
높이 80.17피트(24.44m) 58.42피트(17.81m) 3.00피트(0.91m)
직경 21.42피트(6.53m) 21.67피트(6.61m) 21.67피트(6.61m)
구조 질량 92,500파운드(42,000kg) 23,400파운드 (10,600 kg) 4,400파운드(2,000kg)
추진제 RP-1 / LOX 좌측2/LOX 없음
추진제 질량 880,500파운드(399,400kg) 228,500파운드 (102,600 kg) 없음
엔진 8 - H-1 1 - J-2 없음
추력 해발 1,600,000파운드힘 (7,100 kN) 200,000파운드힘(890kN) 진공 없음
굽는 시간 150초 480초 없음
특정 임펄스 해발 272초(2.67km/s) 420초(4.1km/s) 진공 없음
청부업자 크라이슬러 더글러스 IBM

페이로드 설정

파라미터 명령 및 서비스 모듈 아폴로 5호 AS-203
탈출 시스템 질량 발사 9,200파운드 (4,200 kg) 없음 없음
아폴로 명령 및 서비스 모듈 질량 36,400파운드(16,500kg)~
46,000파운드(21,000kg)		 없음 없음
아폴로 달 착륙선 질량 없음 31,650파운드(14,360kg) 없음
우주선-LM 어댑터 질량 4,050파운드 (1,840kg) 4,050파운드 (1,840kg) 없음
노즈 콘 높이 없음 2.5 m (8.3 피트) 27.7피트(8.4m)
페이로드 높이 81.8피트(24.9m) 36.3 피트 (11.1 m) 없음
총 우주 비행체 높이 223.4피트(68.1m) 177.9피트(54.2m) 169.4 피트(51.6 m)

S-IB 단계

주요 기사: S-IB
새턴 IB 로켓의 S-IB 1단 도표

S-IB 무대는 크라이슬러 사에 의해 [5]뉴올리언스의 미후드 조립 시설에 건설되었다.그것은 액체 산소(LOX)로 RP-1 연료를 태우는 8개의 로켓다인 H-1 로켓 엔진에 의해 작동되었다.레드스톤 탱크 8개(연료 4개, LOX 4개)가 목성 로켓 LOX 탱크 주위에 모여 있어 "클러스터의 마지막 스탠드"[6]라는 별명을 얻었다.4개의 선외기 엔진은 짐벌에 장착되어 로켓을 제어하기 위해 조종할 수 있게 되었다.베이스 스러스트 구조를 둘러싼 8개의 핀은 공기역학적 안정성과 제어를 제공합니다.

데이터 출처:

일반적인 특징

  • 길이: 80.17피트(24.44m)
  • 직경: 21.42피트(6.53m)
  • 날개폭: 39.42피트 (12.02m)

엔진

S-IVB-200 스테이지

주요 기사: S-IVB
토성 IB의 S-IVB 2단 그림

S-IVB는 캘리포니아 헌팅턴 비치에 있는 더글러스 에어크래프트 컴퍼니에 의해 만들어졌다.S-IVB-200 모델은 Saturn V에서 사용되는 3단 S-IVB-500과 유사하지만, 단간 어댑터, 소형 보조 추진 컨트롤 모듈 및 궤도 엔진 재시동 기능이 없습니다.그것은 단일 로켓다인 J-2 엔진으로 구동되었다.연료 탱크와 산화제 탱크는 공통 격벽을 공유하여 약 10톤의 무게를 절약하고 차량 길이를 10피트 이상으로 줄였습니다.

일반적인 특징

  • 길이: 58.42피트(17.81m)
  • 직경: 21.67피트(6.61m)

엔진

  • J-2 x 1
    • 추력: 200,000파운드힘(890kN)
    • 굽는 시간: 최대 420초
    • 연료2: LH/LOX

계기 장치

주요 기사: 새턴 V 계측기 유닛
Saturn IB와 Saturn V를 제어하는 계기 장치

IBM은 앨라배마주 헌츠빌에 있는 스페이스 시스템 센터에서 계기 장치를 만들었습니다.S-IVB 스테이지의 상부에 위치하고 있으며, LVDC(Launch Vehicle Digital Computer), 관성 플랫폼, 가속도계, 추적, 원격 측정 및 명령 시스템 및 관련 환경 제어 시스템으로 구성되어 있습니다.발사 직전부터 배터리 고갈까지 로켓 전체를 제어했다.다른 로켓 유도 시스템과 마찬가지로, 그것은 가속도계 측정을 통합하여 상태 벡터(위치 및 속도 추정치)를 유지했고, 주 엔진과 보조 추진기에 발사 및 조향 명령을 전달했으며, 스테이징 및 페이로드 분리 이벤트 동안 적절한 무기 및 고체 로켓 모터를 발사했다.

다른 로켓과 마찬가지로, 지상 무선 명령에 의해 완전히 독립적이고 중복적인 사거리 안전 시스템이 호출되어 추력을 종료하고 차량이 오작동하여 지상의 사람이나 재산을 위협할 경우 차량을 파괴할 수 있다.토성 IB와 V에서는 안전하게 궤도에 도달한 후 지상 명령에 의해 항속 안전 시스템이 영구적으로 비활성화되었습니다.이것은 S-IVB 단계가 의도치 않게 파열되어 아폴로 CSM의 승무원을 위험에 빠뜨릴 수 있는 궤도에 파편 구름이 생기지 않도록 하기 위해 행해졌다.

실행 시퀀스 이벤트

이벤트 시작[8] 시간 고도(km) 속도(m/s)
가이던스 레퍼런스 릴리즈 -5.0 0.09 0
퍼스트 모션 0.0 0.09 0
마하 원 58.9 7.4 183
최대 동적 압력 73.6 12.4 328
프리즈 틸트 130.5 48.2 1587
선내 엔진 컷오프 137.6 54.8 1845
선외기 엔진 차단 140.6 57.6 1903
S-IB/S-IVB 분리 142.0 59.0 1905
S-IVB 점화 143.4 59.9 1900
울라지 케이스 분사 154.0 69.7 1914
탈출 타워 발사 165.6 79.5 1960
반복 가이던스 모드 171.0 83.7 1984
엔진 혼합비 시프트 469.5 164.8 5064
유도 C/O 신호 581.9 158.4 7419
궤도 삽입 591.9 158.5 7426

Saturn IB의 가속도는 발사 시 1.24G에서 S-IB 단계 연소 종료 시 최대 4.35G로 증가했으며, S-IVB [8]단계 분리 시 0G에서 2.85G로 다시 증가했습니다.

AS-206, 207, 208은 스카이랩 1호와 함께 150x222km(81x120해리)의 타원궤도에 커맨드 앤 서비스 모듈을 장착했다.Command and Service Module의 SPS 엔진은 궤도 원점에서 431km(233해리)[8]의 Skylab 궤도로의 Hohmann 전송을 달성하기 위해 사용되었습니다.

Saturn IB 차량 및 발사

Saturn IB는 "milkstool" 플랫폼에 탑재되어 있습니다.

아폴로 계획의 첫 번째 5개의 새턴 IB 발사는 케이프 케네디 공군 기지의 LC-34와 LC-37에서 이루어졌다.

새턴 IB는 1973년부터 1975년까지 세 번의 승무원 스카이랩 비행과 한 번의 아폴로 소유즈 시험 비행에 사용되었다.이 최종 생산 공정에서는 이전 차량에 있던 검은색과 흰색 S-IB 스테이지 탱크 또는 S-IVB 후부 탱크 스커트에 세로 줄무늬가 번갈아 표시되지 않았습니다.그때까지 LC-34와 37이 활동을 하지 않았기 때문에, 이 발사들은 케네디 우주 센터의 LC-39B를 [9]이용했다.이동식 발사대 1번 플랫폼은 새턴 IB와 훨씬 더 큰 새턴 [9]V 사이의 높이 차이를 수용하기 위해 "우유통"으로 알려진 고가 플랫폼을 추가하면서 수정되었다.이것은 아폴로 우주선과 S-IVB 상단 스테이지의 승무원 접근, 연료 공급 및 지상 전기 연결을 수용하기 위해 발사 탯줄 타워의 접근 암 정렬을 가능하게 했다.타워의 2단계 접근 암은 S-IB [9]1단계에 서비스를 제공하기 위해 수정되었습니다.

Saturn IB 발사체의 다양한 미션 구성
모든 Saturn IB는 AS-201에서 ASTP를 통해 출시됩니다.
시리얼
번호		 미션 우주선
질량(kg)		 시작하다
날짜.
(UTC)		 메모들
SA-201 AS-201 20,820 1966년 2월 26일
16:12:01		 Block I CSM의 미정비 부궤도 시험
(명령 및 서비스 모듈)
SA-203 AS-203 없음. 1966년 7월 5일
14:53:17		 미연소된2 LH의 궤도 거동 미가공 시험
S-IVB-500 재시작 설계를 지원하다
SA-202 AS-202 25,810 1966년 8월 25일
17:15:32		 Block I CSM의 미정비 부궤도 시험
SA-204 아폴로 1호 20,412 블록 I CSM의 첫 번째 승무원 궤도 시험을 할 예정이었다.
1967년 1월 27일 기내 화재로 1967년 2월 21일 발사 예정 드레스 리허설 중 우주비행사 사망 및 CM 손상
아폴로 5호 14,360 1968년 1월 22일
22:48:08		 달모듈 미사용 궤도시험, 아폴로 1호 발사체 사용
SA-205 아폴로 7호 16,520 1968년 10월 11일
15:02:45		 블록 II CSM의 승무원 궤도 시험
SA-206 스카이랩 2 19,979 1973년 5월 25일
13:00:00		 Block II CSM은 첫 번째 승무원을 스카이랩 궤도 워크샵으로 실어 날랐다.
SA-207 스카이랩 3 20,121 1973년 7월 28일
11:10:50		 Block II CSM은 두 번째 승무원을 스카이랩 궤도 작업장으로 이송했다.
SA-208 AS-208 스탠바이 Skylab 3 Rescue CSM-119, 불필요
스카이랩 4 20,847 1973년 11월 16일
14:01:23		 Block II CSM은 세 번째 승무원을 스카이랩 궤도 작업장으로 이송했다.
SA-209 AS-209 대기 중인 스카이랩 4호 이후 아폴로-소유즈 구조 CSM-119.
불필요, 현재 KSC 로켓 가든에 전시 중
스카이랩 5 Skylab 워크샵 궤도를 끌어올리기 위한 CSM 미션 계획
우주왕복선이 비행할 준비가 될 때까지 견디다 취소되었다.
SA-210 ASTP 16,780 1975년 7월 15일
19:50:01		 특수 도킹 어댑터 모듈을 탑재한 아폴로 CSM,
소유즈 19와 만나다.마지막 토성 IB 비행.
SA-211 1단계는 앨라배마주 아드모어의 65번 고속도로 앨라배마 웰컴 센터입니다
S-IVB 무대는 Skylab 수중 훈련 시뮬레이터 하드웨어로 구성되어 있으며 앨라배마주 헌츠빌에 있는 미국 우주 로켓 센터에 야외 전시되어 있다.
SA-212 사용하지 않고 1단계는 [5]폐기되었습니다.
S-IVB 스테이지가 스카이랩 우주 정거장으로 개조되었습니다.
SA-213 첫 번째 단계만 제작되었습니다.사용되지 않고 [5]폐기되었습니다.
SA-214 첫 번째 단계만 제작되었습니다.사용되지 않고 [5]폐기되었습니다.

새턴 I 시리즈의 초기 차량 출시는 새턴 I 기사의 목록을 참조하십시오.

토성 IB 로켓 전시

SA-209는 KSC에 전시되어 있습니다.

2019년 현재, Saturn IB 차량(또는 그 일부)이 전시되어 있는 장소는 3곳이다.

  • SA-209는 아폴로 시설 검증 차량과 함께 케네디 우주 센터 방문자 단지에 전시되어 있다.심각한 부식으로 인해, 1단 엔진과 서비스 모듈은 1993-1994년에 제작된 복제품으로 교체되었습니다.
  • SA-211 1단은 실물 S-IVB 스테이지를 발사 준비 상태로 쌓아 올려 앨라배마주 아드모어 65번 주간 고속도로에 있는 앨라배마 웰컴 센터에 전시되어 있다. 34°57, 16°N 86°53′31″w/34.954548°N 86.89193°W/ 34.954548, -86.89193[10][11]
  • SA-211 S-IVB 무대는 스카이랩 수중 훈련용 도킹 어댑터와 아폴로 망원경 마운트와 맞물려 앨라배마주 헌츠빌에 있는 미국 우주 로켓 센터의 로켓 가든에 전시되어 있다.

비용.

아폴로 7호는 1968년 3명의 승무원과 함께 궤도로 향한다.

1972년 새턴 IB의 출시를 포함한 비용은 미화 5천5백만 [12]달러(2021년 3억5천600만 달러 상당)였습니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ a b c Postlaunch report for mission AS-201 (Apollo spacecraft 009) - (PDF), NASA, May 1966, retrieved March 18, 2011
  2. ^ a b c d Wade, Mark. "Saturn IB". Encyclopedia Astronautica. Archived from the original on May 14, 2011. Retrieved March 17, 2011.
  3. ^ Hornung, John (2013). Entering the Race to the Moon: Autobiography of an Apollo Rocket Scientist. Williamsburg, Virginia: Jack Be Nimble Publishing. ISBN 9780983044178.
  4. ^ Benson, Charles D.; Faherty, William Barnaby (1978). "The Apollo-Saturn IB Space Vehicle". Moonport: A History of Apollo Launch Facilities and Operations. NASA. Retrieved 3 February 2016.
  5. ^ a b c d "Saturn IB History". Retrieved 2009-11-01.
  6. ^ "Saturn I".
  7. ^ NASA 마셜 우주 비행 센터, 스카이랩 새턴 IB 비행 매뉴얼(MSFC-MAN-206) 1972년 9월 30일
  8. ^ a b c Skylab Saturn 1B Flight Manual - (PDF), NASA, September 30, 1972, retrieved July 8, 2020
  9. ^ a b c Reynolds, David West (2006). Kennedy Space Center: Gateway to Space. Richmond Hill, Ontario: Firefly Books Ltd. pp. 154–157. ISBN 978-1-55407-039-8.
  10. ^ Dooling, Dave (May 6, 1979). "Space and Rocket Plans Summer Celebration". The Huntsville Times.
  11. ^ Hughes, Bayne (April 6, 2014). "Iconic rocket due for repair". The Decatur Daily. Retrieved April 8, 2014.
  12. ^ "SP-4221 The Space Shuttle Decision- Chapter 6: Economics and the Shuttle". NASA. Retrieved 2011-01-15.

외부 링크