Сатурн V або Сатурн-5 (англ.Saturn V) — американськаракета-носій. Вона належить до класу надважких і залишається найбільш вантажопідіймальною зі створених людством ракет, які виводили корисний вантаж на орбіту[1]. Дітище видатного конструктора ракетно-космічної техніки Вернера фон Брауна, вона могла вивести на низьку навколоземну орбіту 140 т і на траєкторію до Місяця 47 т корисного вантажу. «Сатурн V» використовувалася для реалізації програми американськихмісячних місій (у тому числі з її допомогою була здійснена перша посадка на Місяць в липні 1969 року), а також для виведення на навколоземну орбіту станції «Скайлаб» (у двоступеневому варіанті).
Ракета-носій триступенева, на першому ступені встановлювалися п'ять киснево-гасових двигунів, на другому — п'ять двигунів, що працюють на рідких водні та кисні, на третьому ступені — один киснево-водневий двигун, такий же, як і на другому ступені.
З 1960 до 1962 в центрі космічних польотів ім. Маршалла розглядалися проєкти ракет-носіїв серії Сатурн C (Сатурн C-1, C-2, C-3, C-4), для здійснення пілотованого польоту на Місяць. Проєкт Сатурн C-1 був реалізований ракетою-носієм Сатурн I.
Проєкти ракет-носіїв C-2, C-3 і C-4 передбачалося використовувати для збірки на орбіті Землі місячного корабля, після чого місячний корабель повинен вийти на траєкторію до Місяця, висадитися на Місяці і злетіти з нього. Маса такого корабля на навколоземній орбіті повинна була становити близько 200 тонн.
Сатурн С-2 повинен був виводити на низьку навколоземну орбіту корисне навантаження масою в 21,5 тонни, за цим проектом передбачалося зібрати корабель для польоту на Місяць за п'ятнадцять пусків[2].
За проєктом Сатурн C-3 був триступеневою ракетою-носієм, на першому ступені були встановлені два двигуни F-1, на другий чотири двигуни J-2, і третій ступінь — другий ступінь ракети носія Сатурн I, S-IV. Сатурн C-3 повинен був виводити на низьку навколоземну орбітукорисне навантаження масою 36,3 тонни, і по цьому проєкту місячний корабель повинен був бути зібраний за чотири або п'ять пусків[3].
Сатурн C-4 також був триступеневою ракетою, перший ступінь повинен був мати чотири двигуни F-1, другий ступінь був таким же, що і на C-3, і третім ступенем був S-IVB, збільшений варіант ступеня S-IV. Сатурн C-4 повинен був виводити на низьку навколоземну орбітукорисне навантаження масою 99 тонн, і за цим проєктом місячний корабель повинен був бути зібраний за два запуски[4].
C-5
10 січня1962 року NASA опублікувало плани будівництва ракети-носія Сатурн C-5, на першому його ступені були встановлені п'ять двигунів F-1, на другому — п'ять двигунів J-2, і на третьому один J-2 [5]. С-5 повинен був виводити на траєкторію до Місяця корисне навантаження масою 41 тонни.
На початку 1963 року НАСА остаточно вибрало тип експедиції (основний корабель залишається на орбіті, посадку здійснює місячний модуль) і дало ракеті-носієві Сатурн C-5 нове ім'я, Сатурн V.
Технічні дані
Ступені
Схема ракети-носія «Сатурн V».
Сатурн V складався з трьох ступенів: S-IC - перший ступінь, S-II - другий і S-IVB - третій. Всі три ступені використовували рідкий кисень як окисник. Паливом в першому ступені був гас, а у другому і третьому — рідкий водень
Перший ступінь, використаний в місії Аполлон-8 в Цеху вертикальної збірки
S-IC вироблявся компанією Боїнг. На першому ступені було встановлено п'ять киснево-гасових двигунівF-1, сумарна тяга яких була понад 34 МН. Перший ступінь працював 2,5 хвилини, розганяв наступні ступені й корисне навантаження до швидкості 2,68 км / с і виводив їх на висоту 67 кілометрів [6]. Один з п'яти двигунів був зафіксований в центрі, чотири інших розташовані діаметрально і могли повертатися для управління вектором тяги. У польоті центральний двигун вимикався раніше, щоб зменшити тягу і перевантаження. Діаметр першого ступеня 10 метрів, висота 42 метри.
S-II вироблявся компанією «North American Aviation». Ступінь використовував п'ять киснево-водневих двигунівJ-2, загальна тяга яких становила 5115 кН. Як і на першому ступені, один двигун був в центрі та на зовнішньому колі чотири інших, які могли повертатися для управління вектором тяги. Висота другого ступеня 24,9 метра, діаметр 10 метрів, як і у першого ступеня. Тяга ступені була 5,1 МН (у вакуумі), і він до сьогодні є найпотужнішим ракетним ступенем на кріогенному паливі. Другий ступінь працював приблизно 6 хвилин, розганяючи ракету-носій до швидкості 6,84 км / с і виводячи її на висоту 185 км [7].
S-IVB побудований компанією «Douglas Aircraft Company». На ступені був встановлений один двигун J-2, який використовував рідкий кисень і рідкий водень як окисник і пальне, як і другий ступінь S-II. Ступінь розвивав тягу близько 1 МН. Розміри ступені: висота 17,85 метра, діаметр 6,6 метра. Під час місячних місій ступінь вмикався двічі, перший раз на 2,5 хвилини для довиведення «Аполлона» на навколоземну орбіту і вдруге — для виведення «Аполлона» на траєкторію до Місяця.
Збірка
Транспортування
Для перевезення ракет Сатурн V до стартового майданчика використовувалися спеціальні гусеничні транспортери (англ. crawler-transporter). Свого часу вони були найбільшими зразками наземної самохідної техніки у світі.
Схема місячної експедиції
Скайлеб
Останній запуск Сатурна V, який виводить на низьку земну орбіту космічну станцію «Скайлеб»
Космічна станція «Скайлеб» була виготовлена на землі, з невикористаного другого ступеня ракети-носія Сатурн IB, S-IVB. Спочатку планувалося, що станція буде перетворена з S-IVB в орбітальну станцію вже на орбіті: після того як останній ступінь буде виведено на орбіту як робочий ракетний ступінь, звільнений бак рідкого водню повинен був бути дооснащений і конструкція перетворилася б на орбітальний модуль. Однак внаслідок різкого урізання бюджету на початку 70-х років НАСА відмовилося від цих планів. Після скасування місій «Аполлон-19», «Аполлон-20», а потім і скасування «Аполлон-18», у розпорядженні НАСА залишилося кілька невикористаних ракет Сатурн V, які могли вивести на орбіту повністю оснащену орбітальну станцію без необхідності використання її як ступеня.
Космічна станція «Скайлеб» була запущена 14 травня1973 року з допомогою двоступеневої модифікації ракети-носія Сатурн V — Сатурн INT-21.
Вартість
З 1964 року по 1973, з бюджетуСША було виділено 6,5 мільярда доларів на Сатурн V, максимум в 1966, 1,2 мільярда[8]. З урахуванням інфляції на Сатурн V було витрачено 32-45 мільярдів доларів у цінах 2007 року[9]. Приблизна вартість одного запуску Сатурна V становила 2,4-3,5 мільярда доларів в цінах 2007 року.
Одна з головних причин скасування програми «Аполлон» після 6 вдалих пілотованих польотів на Місяць була її висока вартість. У 1966 році NASA отримала найбільший бюджет за свою історію — 4,5 мільярда доларів з урахуванням інфляції, що становило близько 0,5 відсотка ВВП США.
↑Радянська ракета-носій Н-1 мала тягу від 45 до 50 МН, майже в 1,5 рази більше, ніж «Сатурн V», але всі 4 проведених запуски були невдалими, корисне навантаження не було виведенр на орбіту ні в одному з пусків.
