პირველი სატურნ-5 რაკეტა: მიმოხილვა, მახასიათებლები და საინტერესო ფაქტები

2024 ავტორი: Howard Calhoun | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2023-12-17 10:32

21-ე საუკუნის პირველი ათწლეულის განვითარებაზე დაყრდნობით, სატურნ-5 (ამერიკული წარმოების) რაკეტა ყველაზე ძლიერია მის ძმებს შორის. მისი სამსაფეხურიანი სტრუქტურა გასული საუკუნის სამოციან წლებში იყო დაპროექტებული და მიზნად ისახავდა ადამიანის მთვარის ზედაპირზე მიტანას. ყველა საჭირო ხომალდი, რომელსაც დაევალა ჩვენი პლანეტის ბუნებრივი თანამგზავრის გამოკვლევის მისია, მას უნდა მიემაგრებინა.

აპოლოს პროგრამის მიხედვით რაკეტას მთვარის მოდული მიამაგრეს, მის ადაპტერში მოათავსეს და მასზე ორბიტერის სხეული მიამაგრეს. ასეთი ერთჯერადი გაშვების სქემა ერთდროულად ასრულებდა ორ რამეს. მართალია, იყო ორსაფეხურიანი მოდელიც, რომელიც მხოლოდ ერთხელ გამოიყენეს ამერიკის შეერთებული შტატების პირველივე კოსმოსური სადგურის ორბიტაზე გაშვებისას..

მთვარის პროგრამა: მითი თუ სიმართლე?

თითქმის ნახევარი საუკუნე გავიდა,მაგრამ ლაპარაკი შეთითხნილ მთვარის პროგრამაზე უცვლელად გრძელდება. ვიღაც დარწმუნებულია, რომ ასტრონავტების გაგზავნა მთვარეზე სატურნ-5 რაკეტის გამოყენებით სისულელეა. ასეთი ადამიანებისთვის უცხოა ამერიკელების დიდი მიღწევების ნებისმიერი მტკიცებულება და მათი თქმით, ვიდეოები პლანეტა დედამიწის გარეთ გაფრენის გარეშეა გადაღებული.

ზოგჯერ ვრცელდება ჭორები, რომ ლამაზად აგებული სატურნი ზედმეტად სრულყოფილია იმისთვის, რომ რეალური იყოს. მაშინაც კი, თუ Saturn-ის პროგრამა მართლაც შედგა, რატომ არ გააგრძელეს ამერიკელებმა იგი სატურნ-5 რაკეტის საპროექტო დოკუმენტაციის დაკარგვის მოტივით და დაიწყეს მრავალჯერ მეტი ღირებული შატლების წარმოება? რატომ გახდა საჭირო მსგავსი რაკეტის შემუშავების მთელი სამუშაო პროცესის დაწყება ნულიდან? და როგორ შეიძლება დაიკარგოს სატურნ-5 რაკეტის წარმოების ტექნოლოგიური რუკა? ბოლოს და ბოლოს, ეს არ არის ქვიშის მარცვალი ქვიშიან სანაპიროზე.

ზოგადად, სატურნ-5 რაკეტა პირველია მის სახეობაში, რომელიც შექმნილია არა მხოლოდ ასტრონავტების მთვარეზე მიტანისთვის, არამედ მათ სახლში წარმატებით დასაბრუნებლად. გარდა ამისა, დაშვება ყველა აღჭურვილობით, მათ შორის მთვარის მოდულით ორი ცოცხალი მგზავრით, უნდა ყოფილიყო ძალიან გლუვი და რბილი, წინააღმდეგ შემთხვევაში ეს იქნებოდა მათი ბოლო ფრენა. მასის ნაწილის გამოყოფა შესაძლებელი გახდა მთვარის მოდულის სარდლობის ხომალდიდან გათიშვით, რომელიც, თავის მხრივ, დარჩა მთვარის ორბიტაზე და დაელოდა ყველა სამუშაოს დასრულებას.

ამერიკულ რაკეტას "სატურნ-5" შეეძლო აეწია და ორბიტაზე 140-მდე გაუშვატონა ტვირთი. მაგრამ, მაგალითად, ყველაზე ხშირად გამოყენებული მძიმე რაკეტა "პროტონს" შეუძლია მხოლოდ 22 ტონა ატაროს თავის "სხეულზე". შთამბეჭდავი განსხვავებაა, არა?

მოგეხსენებათ, წარმოიქმნა რამდენიმე სატურნი და უკანასკნელმა გაუშვა Skylab კოსმოსური სადგური, რომელიც იწონის 77 ტონას. ის იმდენად დიდი იყო, რომ თუ საცნობარო წერტილი შიგნით დაიკარგებოდა, ასტრონავტი რამდენიმე წუთის განმავლობაში ეკიდა ჰაერში და ელოდა ქარს სავენტილაციო სისტემიდან. რეალურად, ეს რეკორდი მხოლოდ მირმა მოხსნა, რომელიც რამდენიმე მოდულისგან შედგებოდა. მაგრამ ეს არის სატურნ-5 რაკეტა, რომელიც ჯერ კიდევ არის ყველაზე ამბიციური პროექტი მსოფლიოში და ყველაზე ძლიერი კოსმოსური მანქანა, რეკორდი, რომლის დამარცხება არცერთ სხვა გამშვებ მანქანას ჯერ არ მიუღწევია.

სატურნის ისტორია V

სიცოცხლის დასაწყისშივე გემს აწყდება სირთულეები წარუმატებელი გაშვების სახით უპილოტო, ცუდად მორგებული სისტემის მონაწილეობით. ამას მოჰყვა უარი უპილოტო ტესტის გამეორებაზე, მაგრამ ყველაფერი "ბედნიერი" დასასრულით დასრულდა, რადგან 1968 წლიდან 1973 წლამდე იყო აპოლოს ათი კოსმოსური პროგრამისა და ზემოხსენებული Skylab კოსმოსური სადგურის წარმატებული გაშვება. შემდეგ კი Saturn-5 გამშვები მანქანა ხდება მუზეუმის ექსპონატი და მისი წარმოება და შემდგომი ექსპლუატაცია მთლიანად შეჩერებულია. ეს პერიოდი გრძელდება დღემდე.

საინტერესო ფაქტები

შეერთებულმა შტატებმა დაიწყო სატურნის რაკეტის შემუშავება ჯერ კიდევ 1962 წელს, ხოლო ოთხი წლის შემდეგ პირველი გამოცდა.ფრენა. უფრო ზუსტად, გამოცდა მთლიანად ჩაიშალა, რადგან რაკეტის მეორე ეტაპი, რომელიც უნდა გაეშვა საცდელ ადგილზე სენტ-ლუისთან, უბრალოდ აფეთქდა და დაიმსხვრა. ისტორიული ჩანაწერების მიხედვით, რაკეტის უპილოტო ფრენა გამუდმებით ჭიანურდებოდა გაუთავებელი ავარიებისა და ხარვეზების გამო, მაგრამ 1967 წლის შემოდგომაზე ამერიკელებმა მაინც შეძლეს წარმატების მიღწევა. თუმცა, Apollo 6-ის პროგრამის მეორე სატესტო ეტაპზე, უპილოტო პილოტირების მცდელობა კვლავ ჩაიშალა. პირველ ეტაპზე არსებული ხუთი ძრავიდან მხოლოდ სამი შევიდა ექსპლუატაციაში, მესამე ეტაპზე ძრავი საერთოდ არ ამუშავდა და ამის შემდეგ მთელი სტრუქტურა ყველასთვის მოულოდნელად დაინგრა.

მიუხედავად ამისა, ათი დღის შემდეგ მიღებულ იქნა უპრეცედენტო გადაწყვეტილება მთვარეზე ხელახალი ტესტირების გარეშე გაგზავნილი Saturn V გამშვები მანქანა. ბოლოს და ბოლოს, არ დაივიწყოთ ცივი ომი სსრკ-სთან და შეიარაღების რბოლა. ყველა ჩქარობდა და გამოუსწორებელი ტრაგიკული შედეგების შიშით კი მაინც გადაწყვიტეს დაეპყრო დედამიწის ბუნებრივი თანამგზავრი მესამე საცდელი გაშვების გარეშე.

ზემოთ ითქვა სატურნ-5 რაკეტის ტექნიკური დოკუმენტაციისა და მახასიათებლების მისტიური გაუჩინარების შესახებ, მაგრამ სინამდვილეში ამერიკელები უარყოფენ ამ ინფორმაციას და მას ველოსიპედს უწოდებენ. ეს ამბავი ჯერ კიდევ 1996 წელს გამოჩნდა სამეცნიერო წიგნში ასტრონავტიკის ფორმირების ისტორიის შესახებ. მარტივად რომ ვთქვათ, ავტორმა თავის სტრიქონებში განაცხადა, რომ ნასამ უბრალოდ დაკარგა ნახატები. მაგრამ ნასას თანამშრომლის პოლ შოუკროსის თქმით, რომელიც განყოფილებაში თანამდებობას იკავებდაშიდა დათვალიერებისას, ნახატები ნამდვილად არ დარჩენილა, მაგრამ გამოცდილება და საინჟინრო „ტვინი“ხელუხლებელი დარჩა: ყველა მონაცემი მოთავსებული იყო პატარა ფოტოფილმში - მიკროფილმში.

სპეციფიკაციები

რა არის სატურნ-5 რაკეტის ძირითადი ტექნიკური მახასიათებლები? დავიწყოთ იქიდან, რომ მისი სიმაღლე აღწევდა 110 მეტრს, დიამეტრი კი ათს და ასეთი პარამეტრებით მას შეეძლო კოსმოსში 150 ტონამდე ტვირთის გაშვება, რის გამოც იგი დედამიწის მახლობლად ორბიტაზე დატოვებდა.

კლასიკურ ვერსიაში მას აქვს სამი საფეხური: პირველ ორში თითო ხუთი ძრავა და მესამეში ერთი. პირველი ეტაპისთვის საწვავი იყო RP-1 ნავთის სახით თხევადი ჟანგბადით, როგორც ოქსიდიზატორი, ხოლო მეორე და მესამე ეტაპებისთვის ის იყო თხევადი წყალბადის სახით თხევადი ჟანგბადით, როგორც ოქსიდიზატორი. სატურნ-5-ის რაკეტის ძრავების გაშვება იყო 3500 ტონა.

რაკეტის დიზაინი

რაკეტის დიზაინის მახასიათებელია განივი დაყოფა სამ ეტაპად, ანუ თითოეული ეტაპი წინაზეა გადატანილი. ყველა ეტაპზე იყო მატარებელი ტანკები. საფეხურები დაკავშირებულია სპეციალური გადამყვანების საშუალებით. ქვედა ნაწილი გამოეყო პირველი ეტაპის კორპუსთან ერთად, ხოლო ზედა რგოლის ნაწილი გამოეყო მეორე ეტაპის ძრავების დაწყებიდან რამდენიმე ათეულ წამში. აქ მუშაობდა სტადიის გამოყოფის „ცივი სქემა“, ანუ სანამ წინა არ გაქრება, შემდეგზე ძრავები ვერ ამუშავდება..

საწყისი ძრავების გარდა, საფეხურებზე იყო მუხრუჭის მყარი საწვავის ძრავებიგამშვები მანქანა "სატურნ-5". მისმა დიზაინერმა, ვერნჰერ ფონ ბრაუნმა, გამოიყენა ისინი საფეხურებისთვის თვითდაჯდომის ფუნქციით. ასევე მესამე ეტაპის განყოფილებაში იყო ინსტრუმენტული ბლოკი, რომელშიც რაკეტა კონტროლდებოდა.

პირველი ეტაპის დიზაინი

მისი მწარმოებელი გახდა მსოფლიოში ცნობილი ბოინგი. სამივედან ეს იყო პირველი საფეხური, რომელიც ყველაზე მაღალი იყო, მისი სიგრძე 42,5 მეტრი იყო. მუშაობის დრო - დაახლოებით 165 წამი. თუ გავითვალისწინებთ სცენას ქვემოდან ზემოდან, მაშინ მის დიზაინში შეგიძლიათ პირდაპირ იპოვოთ კუპე ხუთი ძრავით, საწვავის ავზი ნავთი, ტანკთაშორისი განყოფილება, ავზი ოქსიდიზატორით თხევადი ჟანგბადის სახით და წინა ქვედაკაბა.

ძრავის განყოფილებაში იყო ყველაზე დიდი Saturn-V ძრავები - F-1, დამზადებული ამერიკული კომპანია Rocketdyne-ის მიერ. თვით მამოძრავებელი სისტემა შედგებოდა უშუალოდ ენერგეტიკული სტრუქტურისგან, სტაბილიზაციის ბლოკებისგან და თერმული დაცვისგან. ერთ-ერთი ძრავა ცენტრში ფიქსირებულ მდგომარეობაში იყო დამაგრებული, დანარჩენი ოთხი კი დაკიდული იყო გიმბალებზე. ასევე, გვერდითა ელექტროსადგურებზე დამონტაჟდა ფერინგი ძრავების აეროდინამიკური დატვირთვისგან დასაცავად.

საწვავის განყოფილებაში იყო ხუთი მილი, რომელიც ახორციელებდა ოქსიდიზატორს მთავარ საწვავამდე, რომელიც უკვე მიწოდებული იყო მზა ათი მილსადენის გამოყენებით ძრავებისთვის. კალთას პირველი და მეორე საფეხურის შეერთების ფუნქცია ჰქონდა. როდესაც განხორციელდა მეოთხე და მეექვსე აპოლონის ფრენები,კონსტრუქციაზე დამაგრებული იყო კამერები ელექტროსადგურის მუშაობის მონიტორინგისთვის, ეტაპობრივი გამოყოფისა და თხევადი ჟანგბადის კონტროლისთვის.

მეორე ეტაპის დიზაინი

მისი მწარმოებელი იყო კომპანია, დღეს ჰოლდინგ "ბოინგის" ნაწილი - ჩრდილო ამერიკული. სტრუქტურის სიგრძე 24 მეტრზე ოდნავ მეტი იყო, ხოლო მუშაობის დრო ოთხასი წამი იყო. მეორე ეტაპის კომპონენტები იყოფა ზედა ადაპტერად, საწვავის ავზებად, განყოფილებად J-2 ძრავებით და ქვედა ადაპტერად, რომელიც აკავშირებდა პირველ საფეხურს. ზედა ადაპტერი აღჭურვილი იყო ოთხი დამატებითი მყარი საწვავის ძრავით, რომლებიც განკუთვნილი იყო იგივე შენელებისთვის, როგორც პირველი ეტაპის შემთხვევაში. ისინი ამოქმედდა მესამე ეტაპის გამოყოფის შემდეგ. ელექტროსადგურის განყოფილებას ასევე ჰქონდა ერთი ცენტრალური ძრავა და ოთხი პერიფერიული.

მესამე ეტაპის დიზაინი

მესამე, თითქმის თვრამეტი მეტრიანი კონსტრუქცია მაკდონელ დუგლასმა შექმნა. მისი მიზანი იყო ორბიტერის გაშვება და მთვარის მოდულის მთვარის ზედაპირზე დაწევა. მესამე ეტაპი დამზადდა ორ სერიად - 200 და 500. ამ უკანასკნელს ჰქონდა სოლიდური უპირატესობა ჰელიუმის გაზრდილ მიწოდებაში ძრავის გადატვირთვის შემთხვევაში..

მესამე ეტაპი შედგებოდა ორი ადაპტერისგან - ზედა და ქვედა, საწვავის განყოფილება და ელექტროსადგური. სისტემა, რომელიც არეგულირებს ძრავებისთვის საწვავის მიწოდებას, აღჭურვილია სენსორებით, რომლებიც ზომავენ საწვავის ბალანსს, ისინი პირდაპირ გადასცემენ მონაცემებს ბორტ კომპიუტერზე. საკუთარ თავსძრავების გამოყენება შესაძლებელია როგორც უწყვეტ რეჟიმში, ასევე იმპულსურ რეჟიმში. სხვათა შორის, ამ მესამე ეტაპის საფუძველზე შეიქმნა ამერიკული კოსმოსური სადგური Skylab.

ინსტრუმენტების ბლოკი

ყველა ელექტრონული სისტემა მოთავსებული იყო ხელსაწყოების ყუთში, რომლის სიმაღლე იყო მხოლოდ მეტრზე ნაკლები და დიამეტრი დაახლოებით 6,6 მეტრი. ის მესამე საფეხურზეა გადატანილი. რგოლის შიგნით იყო ბლოკები, რომლებიც აკონტროლებდნენ რაკეტის გაშვებას, მის ორიენტაციას სივრცეში, ასევე ფრენას მოცემული ტრაექტორიის გასწვრივ. ასევე იყო სანავიგაციო და გადაუდებელი სისტემური მოწყობილობები.

კონტროლის სისტემა წარმოდგენილი იყო ბორტ კომპიუტერით და ინერციული პლატფორმით. მთელ საკონტროლო ერთეულს ჰქონდა ტემპერატურის კონტროლისა და თერმორეგულაციის სისტემა. აბსოლუტურად მთელი რაკეტა იყო მოფენილი სენსორებით, რომლებიც აღმოაჩენენ რაიმე გაუმართაობას. აღმოჩენილი მონაცემები ამა თუ იმ ელექტრონული ობიექტის საგანგებო მდგომარეობის შესახებ ასტრონავტების სალონში არსებულ პანელზე წარუდგინეს.

მზადდება გაშვებისთვის

სატურნ-5-ის რაკეტისა და კოსმოსური ხომალდის აპოლოს გაფრენისწინა მთელი შემოწმება განხორციელდა ხუთასი კაციანი სპეციალური კომისიის მიერ. ათასობით მუშა მონაწილეობდა გაშვებასა და ტრენინგში კანავერალის კონცხზე. ვერტიკალური შეკრება მიმდინარეობდა კოსმოსურ ცენტრში, რომელიც მდებარეობს გაშვების ადგილიდან ხუთ კილომეტრში.

გამგზავრებამდე დაახლოებით ათი კვირით ადრე, რაკეტის ყველა ნაწილი გადაიტანეს გაშვების ადგილზე. ასეთი მძიმე ობიექტებისთვის გამოიყენებოდა ტრასირებული მანქანები. როცა რაკეტის ყველა ნაწილი ერთმანეთთან იყო დაკავშირებული დაჩართული იყო ყველა ელექტრომოწყობილობა, შემოწმდა კომუნიკაციები, მათ შორის რადიო სისტემა - როგორც ბორტზე, ასევე მიწაზე.

შემდეგ დაიწყო რაკეტების კონტროლის იმობილიზებული ტესტები, ჩატარდა ფრენის სიმულაცია. ჩვენ შევამოწმეთ კოსმოსური პორტის მუშაობა და მისიის კონტროლის ცენტრი ჰიუსტონში. და ბოლო სატესტო სამუშაოები უკვე ჩატარდა ტანკების პირდაპირი შევსებით პირველი ეტაპის დაწყებამდე.

ოპერაციების დაწყება

გაშვებამდე დრო იწყება რაკეტის კოსმოსში გაშვებამდე ექვსი დღით ადრე. ეს არის სტანდარტული პროცედურა, რომელიც ჩატარდა Saturn-5-თან. ამ პერიოდის განმავლობაში განხორციელდა რამდენიმე პაუზა, რათა თავიდან ავიცილოთ წარუმატებლობები და შემდგომი გამგზავრების დაგვიანება. საბოლოო ათვლა დაიწყო გაშვებამდე 28 საათით ადრე.

პირველი ეტაპის შევსებას თორმეტი საათი დასჭირდა. უფრო მეტიც, მხოლოდ ნავთი ასხამდნენ, ხოლო თხევადი ჟანგბადი ტანკებს გაშვებამდე ოთხი საათით ადრე მიეწოდებოდა. საწვავის შევსებამდე ყველა ტანკი გადიოდა გაგრილების პროცედურას. ოქსიდიზატორი ჯერ მეორე ეტაპის ავზებს მიეწოდებოდა ორმოცი პროცენტით, შემდეგ მესამეს ავზებს ასით. შემდეგი, მეორე დიზაინის კონტეინერები ივსებოდა ბოლომდე და მხოლოდ ამის შემდეგ მოხვდა ოქსიდიზატორი პირველში. ასეთი საინტერესო პროცედურის წყალობით მუშები დარწმუნდნენ, რომ მეორე ეტაპის ავზებიდან ჟანგბადის გაჟონვა არ ყოფილა. კრიოგენული საწვავის მიწოდების მთლიანი დრო საწვავის შევსებისას იყო 4,5 საათი.

ყველა სისტემის მომზადების შემდეგ, რაკეტა გადავიდა ავტომატურ რეჟიმში. პირველი ეტაპის ხუთი ძრავიდან ჯერ ამოქმედდა ცენტრალური ფიქსირებული და მხოლოდ ამის შემდეგ პერიფერიული საპირისპირო სქემის მიხედვით. შემდეგშიხუთი წამის განმავლობაში რაკეტა შეჩერებული იყო, შემდეგ კი ნაზად გამოვიდა დამჭერებიდან, რომლებმაც გაათავისუფლეს იგი, გადაიხარა გვერდებზე.

კომპიუტერი, რომელიც განთავსებულია ინსტრუმენტულ ერთეულში, აკონტროლებდა რაკეტის სიმაღლეს და გაშვებას. ყველა მანევრი სრულდებოდა ფრენის 31 წამზე, მაგრამ პროგრამა აგრძელებდა პულსირებას, სანამ პირველი ეტაპი მთლიანად არ გათიშული იყო.

დინამიური წნევა დაიწყო სამოცდამეათე წამში. პერიფერიული ძრავები მუშაობდნენ ტანკებში საწვავის დასრულებამდე, ხოლო შუამავალი აფრენიდან კიდევ 131 წამში გამორთო, რათა თავიდან აიცილოს დიდი გადატვირთვები რაკეტის სხეულზე. პირველი ეტაპის გამოყოფა მოხდა დედამიწის ზედაპირიდან დაახლოებით 65 კილომეტრზე და რაკეტის სიჩქარე ამ მომენტისთვის უკვე 2,3 კილომეტრი იყო წამში.

მაგრამ დაშორებით, სცენა მაშინვე არ დაეცა. დიზაინის მახასიათებლების მიხედვით, მან განაგრძო ასვლა ას კილომეტრამდე და მხოლოდ ამის შემდეგ შევიდა ატლანტის ოკეანის წყლებში გაშვების ადგილიდან 560 კილომეტრის დაშორებით.

მეორე ეტაპის ძრავების გაშვება დაიწყო პირველი ეტაპის განბლოკვის შემდეგ. ხუთივე ელექტროსადგური ერთდროულად ამოქმედდა და 23 წამის შემდეგ მეორე ეტაპის ქვედა ადაპტერი გადატვირთული იყო. ამის შემდეგ ეკიპაჟმა საქმეები საკუთარ ხელში აიღო ბორტ კომპიუტერის გამოყენებით. მეორე ეტაპის გამოყოფა მოხდა დედამიწის ზედაპირიდან 190 კილომეტრის სიმაღლეზე და სამუშაო გადავიდა მთავარ ძრავზე. მას ასტრონავტები ხელმძღვანელობდნენ. დაკოსმოსური ხომალდის მთვარის ორბიტაზე გაშვების შემდეგ, მესამე ეტაპი გამოეყო კონტროლირებად მოდულს, როდესაც ძრავა ხელით გამორთული იყო ოთხმოცი წუთის შემდეგ. ამრიგად, „სატურნ-5“-მა შეძლო ასტრონავტების მთვარეზე მიტანა და ამერიკელებს საშუალება მისცა გამხდარიყვნენ დედამიწის ბუნებრივი თანამგზავრის პირველი დამპყრობლები.