Saturno IB

El Saturn IB (también conocido como Saturno I mejorado) fue un vehículo de lanzamiento estadounidense encargado por la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA) para el programa Apolo. Mejoró el Saturn I reemplazando la segunda etapa del S-IV (90.000 libras de fuerza (400.000 N), 43.380.000 lb-seg de impulso total), por el S-IVB (200.000 libras de fuerza (890.000 N), 96.000.000 lb -seg impulso total). La primera etapa del S-IB también aumentó el empuje base del S-I de 1.500.000 libras de fuerza (6.700.000 N) a 1.600.000 libras de fuerza (7.100.000 N) y la carga de propulsor en un 3,1%. Esto aumentó la capacidad de carga útil en órbita terrestre baja del Saturn I de 20.000 libras (9.100 kg) a 46.000 libras (21.000 kg), suficiente para las primeras pruebas de vuelo de un módulo de comando y servicio (CSM) Apollo con medio combustible o un módulo completamente equipado. alimentó el módulo lunar Apollo (LM), antes de que el Saturn V más grande, necesario para el vuelo lunar, estuviera listo.

Al compartir la etapa superior S-IVB, Saturn IB y Saturn V proporcionaron una interfaz común para la nave espacial Apollo. La única diferencia importante fue que el S-IVB del Saturn V quemó sólo una parte de su propulsor para alcanzar la órbita terrestre, por lo que pudo reiniciarse para la inyección translunar. El S-IVB del Saturn IB necesitaba todo su propulsor para alcanzar la órbita terrestre.

El Saturn IB lanzó dos vuelos suborbitales CSM sin tripulación a una altura de 162 km, un vuelo orbital LM sin tripulación y la primera misión orbital CSM con tripulación (primero planificada como Apolo 1, luego volada como Apolo 7). También lanzó una misión orbital, AS-203, sin carga útil, por lo que el S-IVB tendría combustible de hidrógeno líquido residual. Esta misión apoyó el diseño de la versión reiniciable del S-IVB utilizado en el Saturn V, observando el comportamiento del hidrógeno líquido en ingravidez.

En 1973, un año después de que terminara el programa lunar Apolo, tres Apollo CSM/Saturn IB transportaron tripulaciones a la estación espacial Skylab. En 1975, un último Apolo/Saturn IB lanzó la parte Apolo del Proyecto de Prueba Conjunto Apolo-Soyuz (ASTP) entre Estados Unidos y la URSS. Se montó y preparó un Apollo CSM/Saturn IB de respaldo para una misión de rescate del Skylab, pero nunca voló.

Los Saturn IB restantes en el inventario de la NASA fueron descartados después de la misión ASTP, ya que no se pudo encontrar ningún uso para ellos y todas las necesidades de carga pesada del programa espacial de EE. UU. podrían ser atendidas por el Titan III, más barato y versátil. familia y también el transbordador espacial.

Historia

En 1959, el Comité Silverstein de la NASA emitió recomendaciones para desarrollar los vehículos de lanzamiento de la clase Saturn, a partir del C-1. Cuando se inició el programa Apolo en 1961 con el objetivo de llevar hombres a la Luna, la NASA eligió el Saturno I para las misiones de prueba orbitales de la Tierra. Sin embargo, el límite de carga útil del Saturn I de 20.000 libras (9.100 kg) a 162 km permitiría probar sólo el módulo de comando con un módulo de propulsión más pequeño conectado, ya que el módulo de comando y servicio tendría un peso seco de al menos 26,300 libras (11,900 kg), además del combustible de servicio de propulsión y control de reacción. En julio de 1962, la NASA anunció la selección del C-5 para la misión de alunizaje y decidió desarrollar otro vehículo de lanzamiento actualizando el Saturn I, reemplazando su segunda etapa S-IV por el S-IVB, que también sería modificado para utilizar como tercera etapa del Saturn V. La primera etapa S-I también se actualizaría a S-IB mejorando el empuje de sus motores y eliminando algo de peso. El nuevo Saturn IB, con una capacidad de carga útil de al menos 35.000 libras (16.000 kg), reemplazaría al Saturn I para las pruebas en órbita terrestre, permitiendo que el módulo de comando y servicio vuele con una carga parcial de combustible. También permitiría lanzar el módulo de excursión lunar de 32.000 libras (15.000 kg) por separado para pruebas orbitales terrestres con y sin tripulación, antes de que el Saturn V estuviera listo para volar. También daría un desarrollo temprano a la tercera etapa.

El 12 de mayo de 1966, la NASA anunció que el vehículo se llamaría "Saturno I mejorado", al mismo tiempo que el "módulo de excursión lunar" pasó a llamarse módulo lunar. Sin embargo, el "Saturno I"mejorado" La terminología se revirtió a Saturno IB el 2 de diciembre de 1967.

Cuando se desarrolló, la capacidad de carga útil del Saturn IB había aumentado a 41 000 libras (19 000 kg). En 1973, cuando se utilizó para lanzar tres misiones Skylab, el motor de la primera etapa se había mejorado aún más, aumentando la capacidad de carga útil a 46.000 libras (21.000 kg).

Especificaciones

Vehículo de lanzamiento

Configuraciones de carga útil

Etapa S-IB

El escenario S-IB fue construido por la corporación Chrysler en las instalaciones de ensamblaje de Michoud, Nueva Orleans. Estaba propulsado por ocho motores cohete Rocketdyne H-1 que quemaban combustible RP-1 con oxígeno líquido (LOX). Ocho tanques Redstone (cuatro con combustible y cuatro con LOX) estaban agrupados alrededor de un tanque LOX del cohete Júpiter, lo que le valió al cohete el sobrenombre de "Última resistencia del cúmulo". Los cuatro motores fuera de borda estaban montados sobre cardanes, lo que permitía dirigirlos para controlar el cohete. Ocho aletas que rodeaban la estructura de empuje de la base proporcionaban control y estabilidad aerodinámica.

Datos de:

Características generales

• Duración: 80.17 pies (24,44 m)
• Diámetro: 21.42 pies (6,53 m)
• Wingspan: 39.42 pies (12,02 m)

Motor

• 8 Rocketdyne H-1
  • Thrust: 1.600.000 libras (7.100 kN)
  • Quemar tiempo: 150 s
  • Combustible: RP-1/LOX

Etapa S-IVB-200

El S-IVB fue construido por Douglas Aircraft Company en Huntington Beach, California. El modelo S-IVB-200 era similar a la tercera etapa S-IVB-500 utilizada en el Saturn V, con la excepción del adaptador entre etapas, módulos de control de propulsión auxiliares más pequeños y la falta de capacidad de reinicio del motor en órbita. Estaba propulsado por un único motor Rocketdyne J-2. Los tanques de combustible y oxidante compartían un mamparo común, lo que ahorró alrededor de diez toneladas de peso y redujo la longitud del vehículo en más de tres metros.

Características generales

• Duración: 58.42 pies (17.81 m)
• Diámetro: 21.67 pies (6,61 m)

Motor

• 1 J-2
  • Thrust: 200.000 libras (890 kN)
  • Quemar tiempo: ~ 420 s
  • Combustible: LH2/LOX

Unidad de instrumentos

IBM construyó la unidad de instrumentos en el Centro de Sistemas Espaciales en Huntsville, Alabama. Ubicado en la parte superior de la etapa S-IVB, constaba de una computadora digital del vehículo de lanzamiento (LVDC), una plataforma inercial, acelerómetros, un sistema de seguimiento, telemetría y comando y controles ambientales asociados. Controló todo el cohete desde justo antes del despegue hasta que se agotó la batería. Al igual que otros sistemas de guía de cohetes, mantuvo su vector de estado (estimaciones de posición y velocidad) mediante la integración de mediciones de acelerómetro, envió comandos de disparo y dirección a los motores principales y propulsores auxiliares, y disparó los motores de cohetes sólidos y de artillería apropiados durante los eventos de preparación y separación de carga útil..

Al igual que con otros cohetes, un sistema de seguridad de alcance completamente independiente y redundante podría ser invocado mediante un comando de radio terrestre para detener el empuje y destruir el vehículo en caso de que funcione mal y amenace a personas o propiedades en tierra. En el Saturn IB y V, el sistema de seguridad de alcance fue permanentemente desactivado por comando terrestre después de alcanzar la órbita de manera segura. Esto se hizo para garantizar que la etapa S-IVB no se rompiera inadvertidamente y creara una nube de escombros en órbita que pudiera poner en peligro a la tripulación del Apollo CSM.

Eventos de secuencia de lanzamiento

La aceleración del Saturn IB aumentó de 1,24 G en el despegue a un máximo de 4,35 G al final de la etapa S-IB, y aumentó nuevamente de 0 G a 2,85 G desde la separación de etapas hasta el final de la S-IVB. quemar.

AS-206, 207 y 208 insertaron el módulo de comando y servicio en una órbita elíptica de 150 por 222 kilómetros (81 por 120 millas náuticas) que era coplanar con la del Skylab. El motor SPS del Módulo de Comando y Servicio se utilizó en el apogeo de la órbita para lograr una transferencia Hohmann a la órbita Skylab a 431 kilómetros (233 millas náuticas).

Vehículos y lanchas Saturn IB

Los primeros cinco lanzamientos de Saturn IB para el programa Apollo fueron hechos de LC-34 y LC-37, Cape Kennedy Air Force Station.

El Saturn IB fue utilizado entre 1973 y 1975 para tres vuelos tripulados de Skylab, y un vuelo de Apollo-Soyuz Test Project. Esta carrera final de producción no tenía tanques de escenario S-IB blancos y negros, ni rayas verticales en la falda de tanque de popa S-IVB, que estaban presentes en los vehículos anteriores. Desde que LC-34 y 37 estaban inactivos para entonces, estos lanzamientos utilizaron el LC-39B del Centro Espacial Kennedy. Mobile Launcher Platform No. 1 fue modificada, agregando una plataforma elevada conocida como la "milkstool" para acomodar el diferencial de altura entre el Saturno IB y el Saturno V mucho más grande. Esto permitió alinear los brazos de acceso de la Torre Umbilical de Lanzamiento para dar cabida al acceso de la tripulación, el aprovechamiento y las conexiones eléctricas terrestres para la nave espacial Apollo y la etapa superior S-IVB. Los brazos de acceso a la segunda etapa de la torre fueron modificados para servir la primera etapa del S-IB.

Para lanzamientos anteriores de vehículos de la serie Saturn I, consulte la lista en el artículo Saturn I.

Cohetes Saturn IB en exhibición

A partir de 2023, hay dos lugares donde se exhiben vehículos Saturn IB (o partes de ellos):

• SA-209 está en exhibición en el Complejo de Visitantes del Centro Espacial Kennedy, con el vehículo de verificación de instalaciones Apolo. Debido a la corrosión severa, los motores de primera etapa y el módulo de servicio fueron reemplazados por duplicados fabricados en 1993-1994.
• El SA-211 El escenario S-IVB fue acoplado con el adaptador de acoplamiento bajo el agua Skylab y Apollo Telescope Mount y está en exhibición en el jardín de cohetes del centro de cohetes espacial estadounidense en Huntsville, Alabama. El SA-211 La primera etapa estaba en exhibición con una etapa S-IVB mockup apilada en una condición de lanzamiento en el Alabama Welcome Center en la interestatal 65 en Ardmore, Alabama desde julio de 1979.34°57′16′′N 86°53′31′′′W / 34.954548°N 86.89193°W / 34.954548; -86.89193 La integridad estructural de la pantalla, después de cuatro décadas de tiempo, no se puede reparar. El desmantelamiento del vehículo para su eliminación comenzó antes del 14 de septiembre de 2023.

Costo

En 1972, el coste de un Saturn IB, incluido el lanzamiento, era de 55.000.000 de dólares (equivalente a 385.000.000 de dólares en 2022).