SA-5 (Apollo)

SA-5
Wernher von Braun și John F. Kennedy, cu un model de vehicul SA-5, 16 noiembrie 1963, cu două luni înainte de lansare.
Wernher von Braun și John F. Kennedy , cu un model al vehiculului SA-5 ,16 noiembrie 1963, cu două luni înainte de lansare.
Date despre misiune
Organizare NASA
Poartă Zbor de testare
Lansator Saturn I "  Blocul II  "
Data de lansare 29 ianuarie 196416  h  25  min  1  s UTC
Lansați site-ul LC-37B  (în) , stația forțelor aeriene Cape Canaveral
Durată 791 zile
Reveniți la atmosferă 30 aprilie 1966
Distanta parcursa 519.463.719  km
Identificator COSPAR 1964-005A
Parametrii orbitali
Numărul de orbite ~ 12.000
Apogeu 741  km
Perigeu 258  km
Perioadă orbitală 94,61 minute
Înclinare 31,4 °
Navigare
Anterior SA-4 SA-6 ca urmare a

SA-5 , pentru „  Saturn Apollo-5  ” ( COSPAR ID  : 1964-005A , SATCAT Nr. 744) , a fost al cincilea zbor al lansatorului american Saturn I și primul zbor al celei de-a doua versiuni, cunoscut și sub denumirea de „  Block II”  ”. Lansat pe29 ianuarie 1964din Cape Canaveral , Florida , acest zbor a făcut parte din programul Apollo . Președintele John Kennedy a identificat lansarea ca unul care ar plasa capacitatea de sarcină utilă americane peste cea a sovieticilor , după ce a petrecut mai mult de șase ani în urmă, de la lansarea Sputnik .

Îmbunătățiri și obiective

Știri și ambiții

Principala noutate a zborului SA-5 a fost utilizarea a două etape funcționale pe racheta Saturn I  : prima etapă SI și a doua etapă S-IV . A doua etapă a fost echipată cu șase motoare RL-10A-3 , care ardeau hidrogen lichid . Deși acest motor urma să fie testat inițial cu câțiva ani mai devreme pe etapa superioară Centaur , prima copie a Centaurului a ieșit în aer doar cu două luni înainte de zborul SA-5 . Această etapă a fost livrată la baza Cape Canaveral de un Boeing 377 Stratocruiser modificat, „  Pregnant Guppy  ”.

O altă schimbare majoră a inclus extinderea rezervoarelor de combustibil la primul etaj. Pentru prima dată, racheta își va încărca cei 340.500  kg de combustibil planificați pentru prima etapă - o creștere de 31% - și va folosi opt motoare la o putere crescută, fiecare dezvoltând o tracțiune de 836  kN . Prima etapă a primit, de asemenea, pentru prima dată opt aripioare - două mici și două mai lungi - pentru a-și îmbunătăți stabilitatea în zbor. Ca și în zborul anterior, racheta a purtat întotdeauna un con de la o rachetă Jupiter-C , în loc de un simulator de masă  (în) („  boilerplate  ”) reprezentând nava spațială Apollo transportată de rachete în zborurile ulterioare. Cu toate acestea, a fost balastat de un rezervor umplut cu apă, pentru a reproduce masa viitoarei nave spațiale Apollo.

La fel, în raza noutăților, se poate cita deplasarea computerului de ghidare și control al rachetei în partea de sus a celei de-a doua etape, locație care ar fi pe zborurile lui Saturn V, care ar duce astronauții către Lună . Această nouă și prima „ cutie de echipament ” reală   , instalată într-un segment dedicat deasupra celei de-a doua etape S-IV a rachetei, avea un diametru de 3.900  mm pentru o înălțime de 1.500  mm și a fost proiectată și construită la Marshall Center. Echipamentele de ghidare, telemetrie , urmărire, supraveghere și generare a energiei electrice au fost instalate în interiorul a patru containere cilindrice presurizate , atașate ca niște spițe ale roții bicicletei în jurul unui știft central în partea superioară a celei de -a doua etape S-IV . Rolul lor era de a controla urcarea rachetei prin atmosferă , compensând automat efectele vântului sau pierderea unui motor în timpul ascensiunii. Acest nou element structural a fost conceput pentru a oferi inginerilor mai multă flexibilitate și pentru a permite modificări rapide între lansări, în funcție de rezultatele obținute de la zborurile anterioare sau de noile nevoi ale viitoarei misiuni.

Pentru prima dată în timpul programului Apollo , acest zbor urma să fie o misiune orbitală . Acest lucru a fost posibil prin prezența unei prime etape mai puternice și prin adăugarea celei de-a doua etape. Racheta urma să intre pe o orbită eliptică și să cadă înapoi în atmosferă două zile mai târziu, orbita acesteia neputând fi menținută la nesfârșit și deteriorându-se din cauza rezistenței aerodinamice reziduale în spațiu .

Președintele John Kennedy a făcut referire specifică la această lansare în timpul unui discurs la Brooks Air Force Base , San Antonio , Texas , pe21 noiembrie 1963- cu o zi înainte de asasinarea sa  -, timp în care a declarat:

„Și în decembrie, deși consider stăpânirea noastră de spațiu departe de a fi atinsă, când recunosc că există încă zone în care ne aflăm în spatele [sovieticilor] - Cel puțin una, de dimensiunea primului etaj - anul acesta sper Statele Unite vor fi în față. "

-  John F. Kennedy ,21 noiembrie 1963, discurs către Brooks AFB.

SA-5 și camere

De la primele lansări americane, echipele de oameni de știință și ingineri repartizați la diferite proiecte spațiale doriseră întotdeauna să obțină cea mai mare acoperire cinematografică a fiecărui zbor al unui lansator. Cu toate acestea, deși multe sisteme au fost dezvoltate și testate cu succes din zborurile rachetei Redstone în 1961 , niciunul dintre aceste dispozitive nu a fost instalat pe rachetele Saturn I aparținând primei versiuni (numite „  Blocul I  ”), în principal din lipsă de buget si timpul. După patru zboruri observate „numai” de către stațiile de urmărire la sol, s-a decis testarea acestor sisteme pe prima rachetă pentru a utiliza două etape active, numite „  Blocul II  ”, cel al zborului SA-5 .

Responsabilitatea pentru camere a devenit un program comun între un laborator de la Marshall Center și un contractor civil din Chicago , Cook Technological Center , care a fost numit înOctombrie 1961să dezvolte sisteme de unică folosință și recuperabile post-lansare a camerelor pentru utilizare pe zborurile SA-5 , SA-6 și SA-7 .

Capsulele care conțin camerele au format din trei secțiuni:

Aceste capsule au fost concepute pentru a rezista la toate constrângerile de zbor și la întoarcerea lor pe Pământ, rezistând, de exemplu, la impacturi violente și sejururi prelungite în apă sărată . În timpul zborului SA-5 , au fost instalate patru camere de tip „A” pentru a filma zonele exterioare ale rachetei, filmând în sus. Alți patru, de tip "B", au filmat în poziție inversă interiorul rezervoarelor LOX și separarea între etape între SI și S-II . Majoritatea acestor camere au fost filmate în culori, tehnicienii considerând că acest proces a oferit o mai bună vizualizare tridimensională a fenomenelor observate. Pentru zonele interioare, s-au folosit lămpi incandescente puternice pentru iluminarea zonelor care trebuie monitorizate.

Zbor

Pregătirea înainte de zbor

Pregătirea înainte de zbor pentru misiunea SA-5 nu a fost ușoară, cu multe incidente și amânări ale programului. A fost cea mai lungă dintre toate pregătirile înainte de zbor ale celei de-a doua versiuni a rachetei Saturn I , cu 70 de zile mai mult decât timpul mediu de pregătire a zborului de la SA-6 la SA-10 , care a fost de 91 de zile.

Toate cele trei etaje au fost livrate la baza de lansare Cape Canaveral pe21 august și 21 septembrie 1963. Echipa de lansare Gruene a ridicat prima etapă a rachetei pe23 augustși, în următoarele treizeci de zile, a efectuat teste mecanice ale sistemului, calibrări ale instrumentelor, precum și teste de telemetrie și legături radio . Singura dificultate majoră a venit dintr-o problemă neașteptată: lifturile  ! De fapt, mașinile turn de serviciu au fost utilizate intens și au fost întotdeauna aglomerate, astfel încât acestea au fost adesea în afara serviciului. În plus, partea superioară a acestor mașini, situată la mai mult de nouăzeci de metri deasupra solului, a fost expusă elementelor și vremii, ceea ce a făcut inevitabile operațiile de întreținere frecvente. DinSeptembrie 1963, activitatea crescută asociată cu SA-5 și dependentă de ascensoare a fost declarată a fi o sursă de îngrijorare pentru continuarea operațiunilor. Gruene l-a informat pe Kurt H. Debus că utilizarea ascensoarelor era acum critică și îngrijorătoare. El a încercat să completeze echipamentul turnului de servicii înainte de sfârșitul programului normal de lucru, pentru a reduce la minimum problema.

In Sacramento , Douglas inginerii completat patru săptămâni de testare a etapei S-IV pe10 septembrie. Apoi a fost scos de pe muntele său și trimis la Cape Canaveral folosind Boeing 377 Stratocruiser modificat. Personalul companiei a efectuat o inspecție detaliată a pardoselii, inclusiv măsuri de zgomot pentru detectarea defectelor de izolație a rezervoarelor, utilizând reflexia undelor în modul unei ultrasunete pentru a localiza defectele potențiale în structură. De sudurilor și defectele au fost apoi clar vizibile pe ecranul osciloscopului conectat la receptor al dispozitivului de măsurare. Vânturile și ploile abundente care au atins Cape Canaveral săptămâna viitoare nu au împiedicat desfășurarea activităților din jurul S-IV în hangar, deși platforma de lansare 37B , telefoanele și lifturile s-au defectat, provocând pierderea a trei zile lucrătoare la echipa de lansare. . Operațiunile au atins un ritm ridicat la mijlocul lunii octombrie. După ridicarea S-IV ,11 octombrie, biroul șefului de teste, Robert Moser, a schimbat programul operațiunilor de pre-lansare și i-a oferit lui Douglas o săptămână suplimentară pentru a testa și modifica S-IV , precum și pentru a testa umplerea combustibililor săi , a oxigenului lichid și a hidrogenului . Moser a păstrat inițial data lansării la6 decembrie, prin „comprimarea” cât mai mult posibil a fazei testelor planificate pentru noiembrie, însă Douglas a descoperit că testele ar necesita un timp considerabil. 17 octombrie, compania a solicitat o prelungire a timpului, care, în cele din urmă, a fost acordată cu reticență.

Deși ridicarea S-IV a fost principala activitate a11 octombrie, Rapoartele de progres din acea zi menționează, de asemenea, o problemă deranjantă: o cămașă crăpată în motorul hidraulic al actuatorului circuitului nr .  3 din prima etapă IF . Această jachetă, o parte metalică cilindrică lungă de un centimetru, era de fapt un element prezent pe majoritatea circuitelor hidraulice și pneumatice utilizate de prima etapă. Tehnicienii au înlocuit această cămașă defectă15 octombrieși a continuat verificările actuatorului hidraulic. Cu toate acestea, incidentul a provocat o îngrijorare deosebită în rândul echipajelor din Huntsville , care anterior observaseră fisuri similare în timpul testelor de presurizare . 22 octombrieAu fost efectuate o serie de verificări ale motorului SI , care au relevat douăsprezece fisuri similare suplimentare. Aceste căptușeli și linii asociate au fost înlocuite în următoarele două săptămâni. O altă amânare de cinci zile a datei de lansare a fost decisă la sfârșitul lunii octombrie.

Asasinarea presedintelui Kennedy , încetinește operațiunile timp de trei zile, dar la sfârșitul lunii noiembrie a programului revizuit a fost încă valabilă. 26 noiembrie, un test al rezervoarelor criogenice a avut loc fără probleme majore până seara, când hidrogenul lichid a început să umple rezervorul pe etapa S-IV . Cele trei faze obișnuite de umplere - umplere lentă, umplere rapidă și completare - mergeau bine, dar Albert Zeiler, ajuns la platforma de lansare LC-37 pentru a observa sfârșitul procedurii, a auzit o explozie , fără să poată avertiza imediat Andrew Pickett, șeful Diviziei de mecanică și propulsie. Tehnicienii au văzut flăcări din punctele de observare și televizoare , dar umplerea rezervorului era încă completă. O inspecție ulterioară a arătat că apa a intrat printr-unul dintre orificiile de ventilație din sistemul de hidrogen și a crăpat-o prin înghețarea în conducte, care a scurs hidrogen lichid în rezervor. Începutul focului a fost rapid „suflat” de o injecție de heliu de înaltă presiune în circuitul defect. Acest incident l-a determinat din nou pe Robert Moser să amâne o parte din operațiunile de lansare pentru mai mult de o săptămână, testele criogenice urmând a fi reproduse pe6 decembrie și o amânare potențială de o săptămână a operațiunilor de lansare ...

Deși au existat și unele probleme cu următorul test criogen, lansarea era încă așteptată înainte de Crăciunul 1963. Cu toate acestea,10 decembrie, echipa de lansare a găsit a patra cămașă crăpată în două zile. Descoperirea a încă șapte cămăși defecte doar a doua zi a făcut ca Marshall Center să amâne lansarea pentru o lună, în ciuda unei simulări de zbor efectuate cu succes pe 13. Între timp, echipa de lansare a trebuit să le înlocuiască pe toate. circuite hidraulice și pneumatice considerate critice pentru furt. Cu toate acestea, cămășile fragile nu au fost ultima problemă a misiunii SA-5  : în timpul simulării zborului13 decembrie, secțiunea responsabilă de telemetrie a fost victima interferenței în banda radio 400-450  MHz . A fost nevoie de mai multe zile și un HF de verificare pentru echipele de secțiune pentru a descoperi că sistemul de auto-distrugere a rachetei ar putea ridica , de fapt , în sus - și „interpreteze greșit“ - fără stăpân de radio semnale de la Range Air Force ., Și ei au fost de 42  MHz de mai sus spectrul de frecvență utilizat de sistemul de rachete. Numeroase teste efectuate ulterior au făcut posibil să se considere că aceste semnale parazite au fost de fapt preluate chiar de structura rachetei sau de structurile sale de serviciu, fără a fi totuși capabil să definească cu certitudine cauza amestecului lor cu semnalele „normale”. trimis de rachetă. echipajele de la sol. Ca măsură de precauție, un amplificator radio conectat la o stație de urmărire la sol a fost îndepărtat.

Lansa

Prima încercare de lansare a fost programată pentru 27 ianuarie 1964, totul a decurs fără probleme până când 93% din oxigenul lichid (LOX) a fost încărcat în rezervoare în prima etapă. În acest moment, echipajele de la sol au comutat umplerea de la modul rapid „  umplere rapidă  ” la modul „  reaprovizionare  ”, care avea un debit mult mai mic. Cu toate acestea, nivelul LOX din rezervoare a început să scadă, ceea ce înseamnă că rezervorul nu se umplea. Cauza descoperită a fost prezența unei plăci obturatoare utilizate în timpul testelor uitate în circuitul de alimentare. Nu a putut fi eliminat cu ușurință, iar data lansării a trebuit amânată la două zile mai târziu.

În ziua celei de-a doua încercări de lansare, a avut loc o oprire de 73 minute 29 ianuariedin cauza interferenței radio în radar în banda C și a frecvenței sistemului de autodistrugere, dar arderea ar putea avea loc. Racheta a decolat în cele din urmă sub un cer acoperit29 ianuarie 1964la 11  h  25 IS ( 16  h  25  min  1  s UTC ) a complexului de lansare LC-37B  (în) , în Cape Canaveral . Racheta a returnat 1.183 de măsurători la șapte stații de recepție la sol în timpul zborului, în timp ce în paralel a fost urmărită de șase telescoape . În timpul primelor mii de metri de ascensiune, a fost filmat de treisprezece camere , care au observat cea mai mică mișcare în rulare , gălăgie și pitch .

Separarea celor două etape active ale rachetei a fost înregistrată de opt camere, care la rândul lor s-au separat de rachetă pentru a fi recuperate la aproximativ 800  km de platforma de lansare din Oceanul Atlantic . Întregul sistem de separare a etapelor a funcționat minunat, rachetele retro aprinzându-se pe prima etapă pentru a-l încetini și rachetele de decantare de la baza celei de-a doua etape S-IV având grijă să împingă propulsorii la fundul rezervoarelor înainte de aprindere dintre motoarele sale, cele două evenimente fiind separate prin tăierea șuruburilor explozive pentru a separa cele două etape.

După ce a ars timp de opt minute, a doua etapă a intrat pe o orbită de 262 × 785  km . Cu o masă de 16.965  kg , devenise cel mai mare satelit care a atins orbita vreodată în această perioadă. Cu toate acestea, atingerea orbitei Pământului nu a fost inițial un obiectiv al misiunii, ci doar un „bonus”. El a demonstrat publicului american că Statele Unite ar putea construi lansatoare la fel de mari ca cele din Uniunea Sovietică .

Întreaga misiune a fost considerată un succes, toate obiectivele fiind îndeplinite.

Note și referințe

Note

  1. "  Și în decembrie, deși nu consider stăpânirea noastră despre spațiu ca fiind aproape completă, în timp ce recunosc că există încă zone în care ne aflăm - cel puțin într-o zonă, de dimensiunea rapelului - în acest an sper că Statele Unite vor fi în față.  "
  2. Eșecul căptușelilor a fost atribuit unei modificări a specificațiilor acestora și a duratei mai lungi a verificărilor legate de zborul SA-5 . Acestea au fost turnate la diferite temperaturi și consecința directă a acestei noi tehnici de fabricație a fost apariția buzunarelor de carbon în corpurile lor din oțel inoxidabil . Aceste buzunare din carbon și-au redus durata de viață dincolo de cea acceptabilă - această durată de viață măsurată în câteva secunde, în cazul echipamentelor spațiale -. Centrul Marshall a trebuit în cele din urmă să arunce aproximativ 22.000 de cămăși defecte.
  3. A se vedea articolul pe zbor SA-1 , punctul „  de pregătire înainte de zbor  “ pentru mai multe detalii cu privire la procedura de umplere cu trei faze a Saturn I rezervoarele de rachete .

Referințe

  1. (în) „  Saturn SA-5  ” , NASA (accesat la 5 august 2019 )
  2. (în) Jonathan McDowell , „  Satellite Catalog  ” , pagina Jonathan's Space (accesată la 5 august 2019 ) .
  3. (en) [video] Observațiile președintelui John F. Kennedy la Brooks Air Force Base, San Antonio, TX - 21 noiembrie 1963 pe YouTube .
  4. (en) Bilstein 2015 , p.  325. ( citește online )
  5. (ro) Benson și Faherty 1978 , p.  205.
  6. (în) Lee Mohon, „  Săptămâna aceasta în istoria NASA: lansarea rachetelor Saturn I Block II - ianuarie. 29, 1964  ” , NASA ,1 st februarie 2017(accesat la 5 august 2019 ) .
  7. (în) Bilstein 2015 , p.  324. ( citește online )
  8. (ro) „  Zboruri de testare Saturn  ” , la www.nasa.gov , NASA ,8 iulie 2015(accesat la 5 august 2019 ) .
  9. (en) Brooks și colab. 2009 , p.  382.
  10. (în) Bilstein 2015 , p.  243–244. ( citește online )
  11. (în) Sistemul Apollo "A" / Saturn C-1 Launch Vehicle System , p.  134.
  12. (în) Bilstein 2015 , p.  245. ( citește online )
  13. (en) Bilstein 2015 , p.  328.
  14. (în) Benson și Faherty 1978 , p.  215.
  15. (ro) Benson și Faherty 1978 , p.  205–206.
  16. (en) Benson și Faherty 1978 , p.  208.
  17. (en) Benson și Faherty 1978 , p.  209.
  18. (ro) Benson și Faherty 1978 , p.  210.
  19. (ro) Benson și Faherty 1978 , p.  212.

Vezi și tu

Articole similare

Bibliografie

Document utilizat pentru scrierea articolului : document utilizat ca sursă pentru acest articol.