Saturno IB
 Tres configuraciones de lanzamiento del cohete Apollo Saturn IB: sin nave espacial ( AS-203 ), módulo de comando y servicio ( AS-202 ) y módulo lunar ( Apolo 5 ) | |
| Función | Desarrollo de la nave espacial Apolo ; desarrollo de la etapa S-IVB en apoyo del Saturno V ; lanzamiento de la tripulación Skylab |
|---|---|
| Fabricante | Chrysler ( S-IB ) Douglas ( S-IVB ) |
| País natal | Estados Unidos |
| Tamaño | |
| Altura | 141,6 pies (43,2 m) sin carga útil [1] |
| Diámetro | 21,67 pies (6,61 m) [1] |
| Masa | 1.300.220 lb (589.770 kg) sin carga útil [2] |
| Etapas | 2 |
| Capacidad | |
| Carga útil a LEO | |
| Altitud | 87,5 millas náuticas (162,1 km; 100,7 mi) |
| Masa | 21.000 kg (46.000 libras) [3] |
| Historial de lanzamiento | |
| Estado | Jubilado |
| Sitios de lanzamiento | Cabo Cañaveral , LC-34 y LC-37 Kennedy , LC-39B |
| Lanzamientos totales | 9 |
| Éxito(s) | 9 |
| Primer vuelo | 26 de febrero de 1966 ( 26 de febrero de 1966 ) |
| Último vuelo | 15 de julio de 1975 ( 15 de julio de 1975 ) |
| Tipo de pasajeros/carga | Apollo CSM , módulo lunar Apollo sin tripulación |
| Primera etapa – S-IB | |
| Altura | 24,44 m (80,17 pies) |
| Diámetro | 6,53 m (21,42 pies) |
| Masa vacía | 42.000 kg (92.500 libras) |
| Masa bruta | 441.000 kilogramos (973.000 libras) |
| Masa del propulsor | 399.400 kilogramos (880.500 libras) |
| Desarrollado por | 8 × H-1 |
| Empuje máximo | 7100 kN (1 600 000 lbf) |
| Impulso específico | 272 s (2,67 km/s) |
| Tiempo de combustión | 150 segundos |
| Propulsor | Óxido de uranio / RP-1 |
| Segunda etapa – S-IVB | |
| Altura | 17,81 m (58,42 pies) |
| Diámetro | 6,53 m (21,42 pies) |
| Masa vacía | 10.600 kg (23.400 libras) |
| Masa bruta | 114.300 kg (251.900 libras) |
| Masa del propulsor | 103.600 kg (228.500 libras) |
| Desarrollado por | 1 × J-2 |
| Empuje máximo | 890 kN (200.000 lbf) |
| Impulso específico | 420 s (4,1 km/s) |
| Tiempo de combustión | 480 segundos |
| Propulsor | Oxígeno disuelto / LH 2 |
El Saturno IB [a] (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 la potencia del Saturno I al reemplazar la segunda etapa S-IV (90.000 libras-fuerza (400.000 N), 43.380.000 lb-seg de impulso total), por la S-IVB (200.000 libras-fuerza (890.000 N), 96.000.000 lb-seg de impulso total). La primera etapa S-IB también aumentó el empuje de la línea base SI de 1.500.000 libras-fuerza (6.700.000 N) a 1.600.000 libras-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 Saturno 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 Apollo (CSM) con la mitad de combustible o un módulo lunar Apollo (LM) completamente cargado de combustible, antes de que el Saturno 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 Apolo. La única diferencia importante fue que el S-IVB en Saturn V quemó solo una parte de su propulsor para alcanzar la órbita terrestre, por lo que pudo reiniciarse para la inyección translunar . El S-IVB en Saturn IB necesitaba todo su propulsor para alcanzar la órbita terrestre.
El Saturno IB lanzó dos vuelos suborbitales no tripulados del CSM a una altura de 162 km, un vuelo orbital no tripulado del LM y la primera misión orbital tripulada del CSM (planificada inicialmente como Apolo 1 , posteriormente volada como Apolo 7 ). También lanzó una misión orbital, la AS-203 , sin carga útil para que el S-IVB tuviera combustible de hidrógeno líquido residual . Esta misión apoyó el diseño de la versión reiniciable del S-IVB utilizada en el Saturno V, al observar el comportamiento del hidrógeno líquido en condiciones de ingravidez .
En 1973, un año después de que terminara el programa lunar Apolo, tres naves Apollo CSM/Saturn IB transportaron tripulaciones a la estación espacial Skylab . En 1975, una última Apollo/Saturn IB lanzó la parte Apollo del proyecto conjunto de pruebas Apollo-Soyuz (ASTP) de Estados Unidos y la URSS . Se montó una Apollo CSM/Saturn IB de respaldo y se preparó para una misión de rescate de Skylab, pero nunca se realizó el vuelo.
Los Saturno IB restantes en el inventario de la NASA fueron desechados después de la misión ASTP, ya que no se les pudo encontrar ningún uso y todas las necesidades de transporte pesado del programa espacial estadounidense podían ser atendidas por la familia Titan III , más económica y versátil , y también por el transbordador espacial .
Historia
En 1959, el Comité Silverstein de la NASA emitió recomendaciones para desarrollar los vehículos de lanzamiento de la clase Saturno , a partir del C-1 . Cuando se inició el programa Apolo en 1961 con el objetivo de aterrizar hombres en la Luna, la NASA eligió el Saturno I para misiones de prueba orbitales terrestres. Sin embargo, el límite de carga útil del Saturno I de 20.000 libras (9.100 kg) a 162 km permitiría probar solo el módulo de comando con un módulo de propulsión más pequeño adjunto, ya que el módulo de comando y servicio tendría un peso seco de al menos 26.300 libras (11.900 kg), además de la propulsión de servicio y el combustible de control de reacción. En julio de 1962, la NASA anunció la selección del C-5 para la misión de aterrizaje lunar, y decidió desarrollar otro vehículo de lanzamiento actualizando el Saturno I, reemplazando su segunda etapa S-IV con el S-IVB , que también se modificaría para su uso como la tercera etapa del Saturno V. La primera etapa del SI 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), [4] reemplazaría al Saturn I para pruebas en órbita terrestre, lo que permitiría que el módulo de comando y servicio volara 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 en órbita terrestre con y sin tripulación, antes de que el Saturn V estuviera listo para volar. También proporcionaría un desarrollo temprano para la tercera etapa. [2]
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, la terminología "Saturno I mejorado" se revirtió a Saturno IB el 2 de diciembre de 1967. [2]
En el momento de su desarrollo, la capacidad de carga útil del Saturno IB había aumentado a 41.000 libras (19.000 kg). [2] 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).
Presupuesto
Vehículo de lanzamiento
| Parámetro [1] | S-IB (1ª etapa) | S-IVB (2da etapa) | Unidad de instrumentos |
|---|---|---|---|
| Altura | 24,44 m (80,17 pies) | 17,81 m (58,42 pies) | 0,91 m (3 pies) |
| Diámetro | 6,53 m (21,42 pies) | 6,61 m (21,67 pies) | 6,61 m (21,67 pies) |
| Masa estructural | 42.000 kg (92.500 libras) | 10.600 kg (23.400 libras) | 2.000 kilogramos (4.400 libras) |
| Propulsor | Óxido de uranio / RP-1 | Oxígeno disuelto / LH 2 | — |
| Masa del propulsor | 399.400 kilogramos (880.500 libras) | 103.600 kg (228.500 libras) | — |
| Motores | 8 × H-1 | 1 × J-2 | — |
| Empuje | 7.100 kN (1.600.000 lbf) nivel del mar | Vacío de 890 kN (200 000 lbf) | — |
| Duración de la quema | 150 segundos | 480 segundos | — |
| Impulso específico | 272 s (2,67 km/s) nivel del mar | 420 s (4,1 km/s) de vacío | — |
| Contratista | Chrysler | Douglas | IBM |
Configuraciones de carga útil
| Parámetro | Módulo de mando y servicio | Apolo 5 | AS-203 |
|---|---|---|---|
| Sistema de escape de lanzamiento masivo | 4.200 kg (9.200 libras) | — | — |
| Módulo de mando y servicio de masas Apollo | 16.500 a 20.900 kg (36.400 a 46.000 lb) | — | — |
| Masa del módulo lunar Apolo | — | 14.360 kg (31.650 libras) | — |
| Masa del adaptador del módulo LM a la nave espacial | 1.840 kg (4.050 libras) | 1.840 kg (4.050 libras) | — |
| Altura del cono de la nariz | — | 2,5 m (8,3 pies) | 8,4 m (27,7 pies) |
| Altura de carga útil | 24,9 m (81,8 pies) | 11,1 m (36,3 pies) | — |
| Altura total del vehículo espacial | 68,1 m (223,4 pies) | 54,2 m (177,9 pies) | 51,6 m (169,4 pies) |
Primera etapa del S-IB
La etapa S-IB fue construida por la corporación Chrysler en la instalación de ensamblaje Michoud , Nueva Orleans . [5] Estaba propulsada por ocho motores cohete Rocketdyne H-1 que quemaban combustible RP-1 con oxígeno líquido (LOX). Ocho tanques Redstone (cuatro de combustible y cuatro de LOX) estaban agrupados alrededor de un tanque LOX del cohete Júpiter , lo que le valió al cohete el apodo de "La última resistencia del grupo". [6] Los cuatro motores externos estaban montados sobre cardanes , lo que les permitía ser dirigidos para controlar el cohete. Ocho aletas que rodeaban la estructura de empuje de la base proporcionaban estabilidad y control aerodinámicos.
Datos de: [7]
Características generales
- Longitud: 24,44 metros (80,17 pies)
- Diámetro: 6,53 metros (21,42 pies)
- Envergadura : 12,02 metros (39,42 pies)
Motor
- 8 × cohetes H-1
Segunda etapa del S-IVB
El S-IVB fue construido por la 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 solo motor Rocketdyne J-2 . Los tanques de combustible y oxidante compartían un mamparo común, lo que ahorraba unas diez toneladas de peso y reducía la longitud del vehículo en más de tres metros.
Características generales
- Longitud: 17,81 metros (58,42 pies)
- Diámetro: 6,61 metros (21,67 pies)
Motor
- 1 × cohete J-2
Unidad de instrumentos
IBM construyó la unidad de instrumentos en el Centro de Sistemas Espaciales en Huntsville, Alabama . Ubicada en la parte superior de la etapa S-IVB, consistía en una computadora digital del vehículo de lanzamiento (LVDC), una plataforma inercial, acelerómetros, un sistema de seguimiento, telemetría y comando y controles ambientales asociados. Controlaba todo el cohete desde justo antes del despegue hasta el agotamiento de la batería. Al igual que otros sistemas de guía de cohetes, mantenía su vector de estado (estimaciones de posición y velocidad) integrando mediciones del acelerómetro, enviaba comandos de disparo y dirección a los motores principales y propulsores auxiliares, y encendía la munición y los motores de cohetes sólidos apropiados durante los eventos de preparación y separación de la carga útil.
Al igual que con otros cohetes, un sistema de seguridad de alcance completamente independiente y redundante podía ser invocado por comando de radio desde tierra para terminar el empuje y destruir el vehículo si fallaba y amenazaba a personas o propiedades en tierra. En el Saturno IB y V, el sistema de seguridad de alcance era desactivado permanentemente por comando desde tierra después de alcanzar la órbita de manera segura. Esto se hizo para asegurar 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 CSM del Apolo.
Eventos de secuencia de lanzamiento
| Evento de lanzamiento [8] | Tiempo(s) | Altitud (km) | Velocidad (m/s) |
|---|---|---|---|
| Comunicado de referencia de orientación | -5.0 | 0,09 | 0 |
| Primer movimiento | 0.0 | 0,09 | 0 |
| Mach 1 | 58,9 | 7.4 | 183 |
| Presión dinámica máxima | 73.6 | 12.4 | 328 |
| Congelar inclinación | 130.5 | 48.2 | 1587 |
| Apagado del motor interior | 137,6 | 54.8 | 1845 |
| Apagado del motor fueraborda | 140.6 | 57.6 | 1903 |
| Separación S-IB / S-IVB | 142.0 | 59.0 | 1905 |
| Ignición S-IVB | 143.4 | 59,9 | 1900 |
| Descarte de la caja de ullage | 154.0 | 69,7 | 1914 |
| Lanzamiento de la torre de escape para deshacerse de ella | 165,6 | 79,5 | 1960 |
| Inicio del modo de guía iterativa | 171.0 | 83.7 | 1984 |
| Cambio de la relación de mezcla del motor | 469,5 | 164,8 | 5064 |
| Señal de guía C/O | 581.9 | 158,4 | 7419 |
| Inserción en órbita | 591.9 | 158,5 | 7426 |
La aceleración del Saturno IB aumentó de 1,24 G en el despegue hasta un máximo de 4,35 G al final de la combustión de la etapa S-IB, y aumentó nuevamente de 0 G a 2,85 G desde la separación de la etapa hasta el final de la combustión de la etapa S-IVB. [8]
Los módulos AS-206, 207 y 208 insertaron el módulo de mando 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 mando y servicio se utilizó en el apogeo de la órbita para lograr una transferencia Hohmann a la órbita del Skylab a 431 kilómetros (233 millas náuticas). [8]
Vehículos y lanzamientos del Saturno IB
Los primeros cinco lanzamientos del Saturno IB para el programa Apolo se realizaron desde las naves LC-34 y LC-37 , de la Estación de la Fuerza Aérea de Cabo Kennedy .
El Saturn IB se utilizó entre 1973 y 1975 para tres vuelos tripulados del Skylab y un vuelo del Proyecto de Pruebas Apollo-Soyuz . Esta última serie de producción no tenía tanques de la etapa S-IB alternados en blanco y negro, ni rayas verticales en el faldón del tanque de popa del S-IVB, que estaban presentes en los vehículos anteriores. Dado que el LC-34 y el LC-37 estaban inactivos para entonces, estos lanzamientos utilizaron el LC-39B del Centro Espacial Kennedy . [9] La Plataforma de Lanzamiento Móvil N.º 1 fue modificada, añadiendo una plataforma elevada conocida como "milkstool" para acomodar la diferencia de altura entre el Saturn IB y el Saturn V, mucho más grande. [9] Esto permitió la alineación de los brazos de acceso de la Torre Umbilical de Lanzamiento para acomodar el acceso de la tripulación, el abastecimiento de combustible y las conexiones eléctricas terrestres para la nave espacial Apollo y la etapa superior del S-IVB. Los brazos de acceso de la segunda etapa de la torre fueron modificados para dar servicio a la primera etapa del S-IB. [9]
Número de serie | Fecha de lanzamiento (UTC) | Sitio de lanzamiento | Misión | Masa de la nave espacial (kg) | Notas |
|---|---|---|---|---|---|
| SA-201 | 26 de febrero de 1966 16:12:01 | Cabo Kennedy , LC-34 | AS-201 | 20.820 | Prueba suborbital sin tripulación del módulo de mando y servicio del bloque I CSM |
| SA-203 | 5 de julio de 1966 14:53:17 | Cabo Kennedy , LC-37B | AS-203 | Ninguno | Prueba sin tripulación del comportamiento del LH 2 sin quemar en órbita para apoyar el diseño de reinicio del S-IVB-500 |
| SA-202 | 25 de agosto de 1966 17:15:32 | Cabo Kennedy , LC-34 | AS-202 | 25.810 | Prueba suborbital sin tripulación del Bloque I CSM |
| SA-204 | Cabo Kennedy , LC-34 | Apolo 1 | 20,412 | Se suponía que sería la primera prueba orbital tripulada del Bloque I CSM. El incendio de la cabina el 27 de enero de 1967 mató a los astronautas y dañó el CM durante el ensayo general para el lanzamiento previsto para el 21 de febrero de 1967. | |
| 22 de enero de 1968 22:48:08 | Cabo Kennedy , LC-37B | Apolo 5 | 14.360 | Prueba orbital sin tripulación del módulo lunar, vehículo de lanzamiento utilizado por el Apolo 1 | |
| SA-205 | 11 de octubre de 1968 15:02:45 | Cabo Kennedy , LC-34 | Apolo 7 | 16.520 | Prueba orbital tripulada del CSM Bloque II |
| SA-206 | 25 de mayo de 1973 13:00:00 | Kennedy , LC-39B | Laboratorio Sky 2 | 19,979 | El CSM del bloque II transportó a la primera tripulación al taller orbital Skylab |
| SA-207 | 28 de julio de 1973 11:10:50 | Kennedy , LC-39B | Laboratorio Sky 3 | 20,121 | El CSM del bloque II transportó a una segunda tripulación al taller orbital Skylab |
| SA-208 | Kennedy , LC-39B | AS-208 | CSM-119 de rescate Skylab 3 en espera; no es necesario | ||
| 16 de noviembre de 1973 14:01:23 | Kennedy , LC-39B | Laboratorio Sky 4 | 20.847 | El CSM del bloque II transportó a la tercera tripulación al taller orbital Skylab | |
| SA-209 | Kennedy , LC-39B | AS-209 | Skylab 4 de reserva y, posteriormente, el CSM-119 de rescate de la Apollo-Soyuz. No es necesario, actualmente se exhibe en el jardín de cohetes del KSC | ||
| Laboratorio Sky 5 | La misión CSM planeada para elevar la órbita del taller Skylab hasta que el transbordador espacial esté listo para volar fue cancelada. | ||||
| SA-210 | 15 de julio de 1975 19:50:01 | Kennedy , LC-39B | ATP-Asociación de Psicólogos del Pacífico | 16.780 | El CSM del Apolo, con un módulo adaptador de acoplamiento especial, se reunió con el Soyuz 19. Último vuelo del Saturno IB. |
| SA-211 | Sin usar. La primera etapa estuvo en exhibición en el Centro de Bienvenida de Alabama en la I-65 en Ardmore, Alabama, desde 1979 hasta 2023: ahora está desmantelada para su eliminación. [10] La etapa S-IVB se encuentra junto al hardware del simulador de entrenamiento submarino Skylab y se exhibe al aire libre en el Centro Espacial y de Cohetes de los Estados Unidos en Huntsville, Alabama. | ||||
| SA-212 | Sin usar. Primera etapa desguazada. [5] Etapa S-IVB convertida en estación espacial Skylab . | ||||
| SA-213 | Se construyó solo la primera etapa. Sin uso y desguazado. [5] | ||||
| SA-214 | Se construyó solo la primera etapa. Sin uso y desguazado. [5] | ||||
Para lanzamientos anteriores de vehículos de la serie Saturn I, consulte la lista en el artículo Saturn I.
Cohetes Saturno IB en exposición
A partir de 2023, habrá dos lugares donde se exhibirán vehículos Saturn IB (o partes de ellos):
- El SA-209 se exhibe en el Complejo para Visitantes del Centro Espacial Kennedy , junto con el vehículo de verificación de las instalaciones del Apolo. Debido a la corrosión severa, los motores de la primera etapa y el módulo de servicio fueron reemplazados por duplicados fabricados entre 1993 y 1994.
- La etapa SA-211 S-IVB se acopló con el adaptador de acoplamiento de entrenamiento submarino Skylab y la montura del telescopio Apollo y se exhibe en el Rocket Garden del US Space & Rocket Center en Huntsville, Alabama. La primera etapa SA-211 estuvo en exhibición con una maqueta de la etapa S-IVB apilada en una condición lista para el lanzamiento en el Alabama Welcome Center en la Interestatal 65 en Ardmore, Alabama , desde julio de 1979. 34°57′16″N 86°53′31″O / 34.954548, -86.89193 [11] [12] La integridad estructural de la exhibición, después de cuatro décadas de erosión, no pudo ser reparada. El desmantelamiento del vehículo para su eliminación comenzó el 14 de septiembre de 2023. [10]
Costo
En 1972, el coste de un Saturno IB, incluido el lanzamiento, era de 55.000.000 dólares estadounidenses (equivalente a 401.000.000 dólares en 2023). [13]
Véase también
Notas
- ^ Se pronuncia "saturno uno abeja"
Referencias
- ^ abc Informe posterior al lanzamiento de la misión AS-201 (nave espacial Apollo 009) - (PDF) , NASA, mayo de 1966 , consultado el 18 de marzo de 2011
- ^ abcd Wade, Mark. «Saturno IB». Enciclopedia Astronáutica . Archivado desde el original el 14 de mayo de 2011. Consultado el 17 de marzo de 2011 .
- ^ Hornung, John (2013). Entrando en la carrera hacia la Luna: autobiografía de un científico del cohete Apolo. Williamsburg, Virginia: Jack Be Nimble Publishing. ISBN 9780983044178.
- ^ Benson, Charles D.; Faherty, William Barnaby (1978). "El vehículo espacial Apolo-Saturno IB". Moonport: Una historia de las instalaciones y operaciones de lanzamiento del Apolo. NASA. Archivado desde el original el 24 de marzo de 2016. Consultado el 3 de febrero de 2016 .
- ^ abcd «Historia de Saturno IB». Archivado desde el original el 4 de enero de 2013. Consultado el 1 de noviembre de 2009 .
{{cite web}}: CS1 maint: URL no apta ( enlace ) - ^ "Saturno I".
- ^ Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA, Manual de vuelo del Skylab Saturno IB (MSFC-MAN-206), 30 de septiembre de 1972
- ^ Manual de vuelo del Skylab Saturno 1B (PDF) , NASA, 30 de septiembre de 1972 , consultado el 8 de julio de 2020
- ^ abc Reynolds, David West (2006). Centro Espacial Kennedy: puerta de entrada al espacio . Richmond Hill, Ontario: Firefly Books Ltd., págs. 154-157. ISBN 978-1-55407-039-8.
- ^ ab "Comienza el desmantelamiento del cohete del histórico centro de bienvenida de Alabama". 14 de septiembre de 2023. Consultado el 20 de septiembre de 2023 .
- ^ Dooling, Dave (6 de mayo de 1979). "Celebración de verano de planes espaciales y de cohetes". The Huntsville Times .
- ^ Hughes, Bayne (6 de abril de 2014). «Un cohete icónico debe ser reparado». The Decatur Daily . Consultado el 8 de abril de 2014 .
- ^ "SP-4221 La decisión sobre el transbordador espacial - Capítulo 6: Economía y el transbordador". NASA . Consultado el 15 de enero de 2011 .
Enlaces externos
- http://www.apollosaturn.com/
- http://www.spaceline.org/rocketsum/saturn-Ib.html
- Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA, "Manual de vuelo del Skylab Saturno IB" (PDF) . (19,8 MB) , 30 de septiembre de 1972
- "Vehículos de lanzamiento Saturno" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 16 de abril de 2005. (61,2 MB)
