SA-3 (Apollo)

SA-3
SA-3 felszállás az LC-34 rakétáról, 1962. november 16.
Az LC-34 kilövőpadról felszálló SA-3 , a 1962. november 16.
Küldetés adatai
Szervezet NASA
Cél Berepülés
Tömeg 499,683  kg
Indító I. Szaturnusz
Kiadási dátum 1962. november 1617  óra  45  perc  2  s UTC
Kilövőállás LC-34 , a Cape Canaveral indítóbázis
Időtartam 4  perc  52  s
Feladat vége 1962. november 1617  óra  49  perc  54  s UTC
Megtett távolság 211,41  km
Orbitális paraméterek
Pályák száma Nincs (szuborbitális repülés)
Tetőpont 167,22  km
Navigáció
Előző SA-2 SA-4 következő

Az SA-3 a "  Saturn-Apollo 3  " esetében az American Saturn I hordozórakéta harmadik repülése, a Project Highwater  (in) második repülése volt, és az Apollo program része volt. A rakétát elindították 1962. november 16re Cape Canaveral , Florida , egy küldetés tartó négy perc és ötvenkét másodperc.

Történelem

A hordozórakéta különféle elemeit a Promise on uszály szállította a Canaveral-fokra 1962. szeptember 19, de az első szakasz felállítása az indítópulton addig késettSzeptember 21egy trópusi ciklon miatt, amely Floridán mozgott és veszélyeztette a műveletek biztonságát, három napos esővel és nagy széllel. Amikor a műveletek 21-én újraindultak, a körülmények továbbra is kedvezőtlenek voltak. Az Aeronautical Radio Incorporated mérnökei , akiket a NASA felbérelt a rakéta körüli műveletek megfigyelésére, arról számoltak be, hogy az első szakasz felállítását helyesen hajtották végre, de ennek ellenére meglehetősen veszélyes volt, a technikusok felmásztak az első emelet tetejére, hogy felszereljék a emelőeszközöket, miközben a padlót még sima műanyag fólia borította, és a szél továbbra is 37  km / h sebességgel fújt . A mérnökök azt is megjegyezték, hogy az első szakasz felállítását megelőző műveletek viszonylag lassúak voltak, nem hatékonyak és veszélyesek voltak, sok hibával és számos próbával. Ezután javasolta, hogy jobban ismerje meg a használati utasításokat. A felkészülési műveletek nyolc hete alatt a csoport egyéb problémákat is felismert, például a fémkalapácsok használatát az ellenszenves alkatrészek elhelyezésére, valamint a megfelelő eszközök hiányát bizonyos műveletek végrehajtására. Azt mondták azonban, hogy a Launch Operations Division csapatai hatékonysága és elkötelezettsége létfontosságú a Saturn rakétatesztek sikeréhez .

Az első szakaszra a második és harmadik próbabábut - az  S-IV és az SV  -, valamint a hasznos terhet telepítettékSzeptember 24. A tömegszimulátorként használt vizet a próbabábu szakaszaiba töltöttük.Október 31és RP-1 üzemanyagot viszünk be tartályok onNovember 14.

Mert ez a dob, a rendező a Cape Canaveral, Kurt H. Debus , kérte a rendező a Center Marshall Space Flight , Wernher von Braun , aki felügyelte a projektet Saturn , hogy nem kap külső látogatók NASA okból, mivel a felgyülemlő feszültségeket következő 16-ig tartó kubai rakétaválság1962. október 28.

Repülési

Az SA-3 felszállt 1962. november 16A 17  óra  45  perc  2  s UTC , mivel a dob Komplex 34 ( LC-34 ) a dob Cape Canaveral . A visszaszámlálás gond nélkül zajlott, kivéve a földi szolgáltató berendezés áramkimaradása miatt bekövetkezett negyvenöt perces leállást. Ez a misszió volt az első alkalom, hogy a Saturn I rakéta indult egy teljes töltés üzemanyag, melyen mintegy 340.000  kg a hajtóanyagok .

A rakéta négy belső H-1 motorja az indítás után 2  perc  21,66  másodperccel leállt, 61,46  km magasságban , míg a négy külső motor 2  perc  29,09  másodperccel leállt az indítás után és 71,11 km magasságban  . Mindkét motorcsoport valamivel hosszabb ideig működött, mint azt eredetileg várták, a rakéta végsebessége 6511 km / h volt . A rakéta tovább emelkedik a tehetetlensége, egy magasságban 167,22  km -es távolságig 211,41  km távolságra a ugródeszkát ekkor, 4  perc  52  s után dob, a dob csapat küldött parancs pusztítás a rakéta, kiváltó számos robbanásveszélyes díjak és megsemmisítésének a dummy szakaszaiban a járművet. Az első szakasz sértetlen maradt, bár ellenőrizetlen volt, egészen az Atlanti-óceánon bekövetkezett hatásáig , körülbelül 430  km- re az indítóhelytől.  

Célok

Fő

Az SA-3 küldetés fő célkitűzései nagyjából megegyeztek az előző SA-1 és SA-2 küldetésekével , a repülésnek elsősorban a Saturn I rakéta első SI szakaszának , valamint annak H-1 motorjainak tesztelésére volt szükség. . A NASA " A harmadik Saturn 1 hordozórakéta- teszt repülés eredményei " című jelentése   szerint az SA-3 feladata négy rendszerkészlet tesztelése volt: az első szakasz, a földi kiszolgáló berendezések, az indítógép repülés közben és a második szakasz a Highwater projekt .

Az első szakaszban a hajtásrendszer, a szerkezeti tervezés és a vezérlőrendszerek vettek részt. A földi felszerelések tesztje kiterjesztette az indításhoz használt létesítményeket és rendszereket, beleértve a hajtóanyag-rendszereket, az automatikus vezérlő berendezéseket, az indítópadot és a kiszolgáló tornyokat. A tesztelés harmadik fázisa a hordozórakétát érintette repülés közben, és megmérte aero-ballisztikus jellemzőit, ami megerősítette az olyan aerodinamikai jellemzők értékeit, mint a rakéta stabilitása és teljesítménye. Ebben a szakaszban a hajtást is tesztelték, amely lehetővé tette annak ellenőrzését, hogy a motorok elegendő tolóerőt tudnak-e biztosítani a jármű megfelelő sebességhez és pályához való mozgatásához, valamint a nyolc motor repülés közbeni teljesítményéről történő adatgyűjtést. . A repülés mechanikai és szerkezeti vizsgálatokat is tartalmazott, amelyek lehetővé tették a rakéta által a repülés minden fázisában tapasztalt feszültségek és rezgésszintek mérését . Végül a tesztek harmadik fordulója magában foglalta a vezetési és ellenőrzési rendszer ellenőrzését, amely megmutatta, hogy a hajó rendszerei pontosan tudják nyújtani a tájékozódást és a sebességet.

A negyedik célkitűzés, a Highwater projekt egy kísérlet volt, amelyet már először hajtottak végre az SA-2 küldetés repülése során . Ez állt egy önkéntes kibocsátás a víz szolgáló előtét belsejében a második és harmadik dummy szakaszában, annak érdekében, hogy a tudósok, hogy tanulmányozza a természet az ionoszféra bolygónk, valamint az éjszakai világító felhő és a viselkedést. A jég a terület .

A Highwater II kísérlethez a próbabábu felső szakaszú tartályokat 87 414 kg vízzel (körülbelül 87 000  liter) töltötték meg , amely a rakéta által hordozandó  jövőbeni hasznos teher tömegének szimulációját is szolgálta. Ezt elosztva nagyjából egyenletesen a két emelet, 41.102  kg , a második emeleten, és 46.312  kg a harmadik emeleten. Amikor a megsemmisítési parancsot elküldték a rakétának, a Primacord töltései hosszában kettévágták a két fokozatot, azonnal felszabadítva az összes benne levő vizet. A kísérletet kamerák figyelték meg - kilenc különböző megfigyelőhelyen helyezkedtek el - és egyéb berendezések a földön és a megfigyelő repülőgép fedélzetén. A Canaveral-fok tanúi arról számoltak be, hogy a jégfelhő öt másodperc múlva, körülbelül három másodpercig volt látható, és több kilométer átmérőjű volt. Jelentős különbség volt az SA-2 repülés 105 km-es magasságban és az SA-3 repülés során 165 km- nél megtett  vízcsepp között   ; Az SA-2 repülés során csak a második szakaszt vágták ketté hosszanti irányban, míg az SA-3 repülésnél a két szakaszt kettévágták. Tudományos szempontból a nagy különbség a jégfelhő fennmaradásából származott, amely tovább tartott az SA-2-es járat 105 km-es esése  alatt, mint az SA-3-as járattól 165  km- re .

A NASA szerint a misszió elsődleges célkitűzései teljesültek, annak ellenére, hogy a repülés közbeni telemetriával kapcsolatban néha előfordultak problémák, és néhány használhatatlan vagy csak részben használható adat. A Highwater II kísérletet szintén sikeresnek nyilvánították, bár a telemetriai hibák szintén megkérdőjelezhető eredményeket hoztak.

Különlegességek

A NASA eredményjelentése szerint tíz speciális tesztet vontak be az SA-3 repülésre , amelyek mindegyike az Apollo program jövőbeli küldetéseiben való felhasználásra szánt technológiákra és eljárásokra összpontosított .

Meghajtás

Mint korábban említettük, az SA-3 missziós repülés elsőként szállított teljes rakomány üzemanyagot, míg az előző két járat csak a maximális kapacitás 83% -át szállította. Ez a választás lehetővé tette az első szakasz és motorjainak lassabb, de hosszabb gyorsulásra adott reakciójának kipróbálását . Ezen a küldetésen a külső motorok addig működhettek, amíg a rakéta folyékony oxigénje kimerült , a korábbi repülések során tervezett leállítások helyett.

Az SA-3 repülés alkalmával a retro rakétákat először alkalmazták az Apollo programnak szánt berendezéseken. Ezek voltak az SA-3 repülés egyetlen funkcionális része, amely az SI / S-IV fokozatelválasztó rendszerré vált, amelyet az SA-5 küldetés során használt két szakasz elkülönítésére használtak -  a Saturn I rakéta „ Block II ” változatának első repülése.   - és később. Ez a négy kicsi rakétamotor az első szakasz tetején, 90 ° -on volt elrendezve, fúvókáikkal felfelé. At 2  perc  33,66  s indítás után, a retro rakétát lángra mintegy 2,1 másodperccel. Enyhe elmozdulás miatt a jármű 4,3  fok / másodperc sebességgel gurult , aminek következtében az ST-90 és ST-124P tehetetlenségi platformok tizenöt fokos forgatás után leálltak . Ezt az eseményt egyszerű eseménynek tekintették, és nem befolyásolta a küldetés sikerét.

Hangszerelés

Az ST-124P in (in) platform  (in) ("P" a "prototípus" számára) a vezérlő és irányító rendszer eleme volt, és giroszkópokat és gyorsulásmérőket tartalmazott , amelyek információkat szolgáltattak a számítógépek vezérléséhez. Miután kilépett a légkörből , ez az információ dőlésjeleket adott a kardántengelyekre szerelt motorokhoz . Az SA-3 repülés során ez a platform passzív komponens maradt: bár működött és a repülés alatt figyelték, de nem volt irányítása alatt a jármű felett, és csak arra használták, hogy összehasonlítsa teljesítményét a szokásos platformmal. ST-90 , amelyet szintén inaktív elem a repüléshez. Ehhez a küldetéshez a két platform az SI és az S-IV emeletek közötti emeleteken helyezkedett el . A Saturn IB és a Saturn V hordozórakétáknak rendelkeznie kellett az S-IVB szakasz tetején található felszerelőládában .

Két új adót telepítettek az SA-3 járatra . A kötelező adatimpulzus-kód moduláció (PCM, Pulse Code Modulated ), amely létfontosságú lenne az automatikus ellenőrzési eljárások és a jövőbeli járatok elindítása szempontjából. Az egység erős jelzéssel működött, jelezve, hogy nagyon pontos adatokat szolgáltat. UHF rádiós kapcsolatot is teszteltek a járaton. Később olyan érzékelőkből származó mérések továbbítására szolgál, amelyeket alacsonyabb frekvenciákon nem lehet továbbítani , például rezgésméréseket. A rendszer kielégítően teljesített, és a repülés utáni dokumentáció azt mutatta, hogy a mérnökök kibővíthetik szerepét a jövőbeni telemetriai adásokban .

A II . Blokk antennák egy csoportját is tesztelték a repülés során. A hajtóanyagtartályok közé telepítve sokkal erősebb és következetesebb jelet adott, mint a blokk I antennái .

Az S-IV próbabábu és a szakaszok közötti burkolat hőmérséklet- mérését tizennyolc hőmérsékleti szondával, úgynevezett hőelemekkel végeztük . Használatukkal a padlóburkolat kiemelkedései körüli hőmérséklet-ingadozásokat és a retrórakéták felszerelésének területét észlelték használatuk során. Az S-IV esetében a regisztrált hőmérsékletek a várt tartományon belül voltak, bár a hőátadás sebessége a vártnál körülbelül kétszer akkora volt. A szakaszokon a retro rakéták kilövése során 315  ° C maximális hőmérsékletet figyeltek meg, jelezve, hogy valami ismeretlen okozott rendellenesen magas értéket.

Földmérnöki munkák és berendezések

Egy M-31 blokk II hőpajzs panel , valamint az egyik a hajó kaloriméter , volt telepítve az alapja az első emeleten, a motor szinten. Ez a teszt megadta az új szigetelésen átáramló hőáramlást , összehasonlítva a Saturn I blokkban általában használt anyagéval .

Egy dinamikus nyomás vizsgálatot is végeztek nevében a Centaur programot , amely két panel telepített a hasznos adapter tetején a SV szakaszban , felszerelt tizenegy nyomásérzékelők. Ezt a vizsgálatot a Centaur első szakaszának levegőbe kerülésének meghibásodására reagálták, amely feltételezhető, hogy a jármű szélei körüli kedvezőtlen nyomási viszonyok következménye. A tesztből kiderült, hogy egy nagyon alacsony nyomású terület alakult ki közvetlenül a jármű válla mögött, amikor 0,7 Mach sebességgel haladt .

Az SA-1- től az SA-4 - ig tartó indítások során a tűzhelyen okozott kár nem haladta meg a várakozásokat. A létesítmények rehabilitációja átlagosan 200 000  dollárba került, és egy hónapig tartott. Az indítócsapat tisztviselői különösen figyeltek ezekre az eredményekre az SA-3 indítása során  : a rakéta nehezebb és gyorsulása lassabb, a motorok nagyobb károkat okozhatnak az indítási ponton , ez utóbbit kitéve a forró gázoknak. a fúvókák által . Valójában az egyetlen, a lassabb gyorsulásnak tulajdonítható kár az égési pont árvízrendszerének erőteljesebb romlása volt, amely kör alakú, valamint az egyik lángterelő deformációja.

Végül egy 73 m-es köldöktornyot  és egy „ II. Blokk  ” lengőkart  használtak először, felkészülve a jövőbeli Saturn I II . Blokk repüléseire . Valójában a korábbi repülések során a folyékony oxigént kitöltő árboc és a csövek egy része megsemmisült. Az új lengőkar csak két héttel az SA-2 repülés után lett felszerelve . A módosítás megtérült: csak kis mértékben rongálta meg az SA-3 indítása .

Megjegyzések és hivatkozások

  1. (en) MPR-SAT-64-13 jelentés , p.  6.
  2. (en) „  Szaturnusz tesztrepülések  ” , www.nasa.gov , NASA ,2015. július 8(megtekintve : 2019. július 19. ) .
  3. (en) Benson és Faherty 1978 , p.  193–194. ( online olvasás )
  4. (in) Brooks és mtsai. 2009 , p.  382.
  5. (en) Ed Bell II, "  Saturn SA-3  " [ archívum2012. december 12] , A nssdc.gsfc.nasa.gov , a NASA (elérhető július 19, 2019 ) .
  6. (en) „  Rakéták és űrrepülés: harmadik Szaturnusz indítása  ” , Flight International Magazine , Flight Global / Archives, vol.  82, n o  28021962. november 22, P.  827–829 ( online olvasás [PDF] ).
  7. (en) „A  Szaturnusz harmadik tesztsikert aratott  ” , The Gazette , Montreal, Quebec,1962. november 17, P.  48 ( online olvasás ).
  8. (in) MPR-SAT-64-13 jelentés , p.  10.
  9. (in) „  Saturn 3: A hatalmas holdlépés  ” , The Miami News , Miami, Florida,1962. november 17, P.  3A ( online olvasás ).
  10. (en) MPR-SAT-64-13 jelentés , p.  66.
  11. (en) Jelentés MPR-SAT-64-13 , p.  3.
  12. (en) Woodbridge és Lasater 1963 , p.  1.
  13. (a) Bilstein 2015 , p.  325.
  14. (hu) Woodbridge és Lasater 1965 , p.  1.
  15. (en) Woodbridge és Lasater 1965 , p.  4–7.
  16. (en) Woodbridge és Lasater 1963 , p.  4.
  17. (en) MPR-SAT-64-13 jelentés , p.  3 és 66.
  18. (en) Woodbridge és Lasater 1965 , p.  7.
  19. (en) MPR-SAT-64-13 jelentés .
  20. (en) MPR-SAT-64-13 jelentés , p.  17–18.
  21. (en) MPR-SAT-64-13 jelentés , p.  32.
  22. (a) Bilstein 2015 , p.  248–249.
  23. (en) MPR-SAT-64-13 jelentés , p.  1 és 29.
  24. (en) Meltzer 1963 , p.  12–13.
  25. (en) Jelentés MPR-SAT-64-13 , p.  60.
  26. (en) MPR-SAT-64-13 jelentés , p.  53.
  27. (en) MPR-SAT-64-13 jelentés , p.  49–51.
  28. (a) Garcia 1964 , p.  9. ( online olvasás )

Lásd is

Kapcsolódó cikkek

Bibliográfia

A cikk írásához használt dokumentum : a cikk forrásaként használt dokumentum.

  • en) Szaturnusz repülésértékelő munkacsoport, MPR-SAT-64-13 jelentés; N74-72257 azonosítószám - A NASA / Marshall Űrrepülési Központ harmadik Szaturnusz 1-es indítójármű-tesztrepülésének eredményei ,1964. február 26( olvasható online [PDF] ). A cikk írásához használt dokumentum
  • (en) Charles D. Benson és William Barnaby Faherty , Moonport: Az Apollo bevezetési létesítményeinek és műveleteinek története , CreateSpace Independent Publishing Platform, coll.  "A NASA történelemsorozata",1 st január 1978, 1 st  ed. , 656  p. ( ISBN  1-4700-5267-9 és 978-1-47005-267-6 , olvassa el az online [PDF] ). A cikk írásához használt dokumentum
  • (en) Courtney G. Brooks , James M. Grimwood , Loyd S. Swenson, Jr. és Paul Dickson , Szekerek az Apollóhoz: A NASA története a fedélzeti holdjárművekhez 1969-ig , Dover Publications Inc., össze .  "Dover Books on Astronomy",2009. március 26( 1 st  ed. 1979), 576  p. ( ISBN  978-0-486-46756-6 és 0-486-46756-2 , online olvasás ). A cikk írásához használt dokumentum
  • (hu) David D. Woodbridge , James A. Lasater , Bennett M. Fulz , Richard E. Clark és Nancy Wylie , egy elemzést a második projekt High Water adatok , a NASA ,1963. október 25( olvasható online [PDF] ). A cikk írásához használt dokumentum
  • (en) David D. Woodbridge és James A. Lasater , A nagyvízi projekt elemzése , a NASA ,1965. március 6( olvasható online [PDF] ). A cikk írásához használt dokumentum
  • (en) Roger E. Bilstein , A Szaturnusz szakaszai: Az Apollo / Saturn hordozórakéták technológiai története , Andesite Press, coll.  "A NASA történelemsorozata",2015. augusztus 8( 1 st  ed. 1996), 538  p. ( ISBN  978-1-297-49441-3 és 1-297-49441-5 , olvassa el online [PDF] ). A cikk írásához használt dokumentum
  • (en) SM Seltzer , MTP-ASTR-S-63-15: Saturn IB / V Astrionics System ,1963. november( online előadás ). A cikk írásához használt dokumentum
  • (en) Fernando S. Garcia , NASA-TN-D-2002 - A Szaturnusz I. blokk repülési tesztjárműveinek aerodinamikai elemzése , Huntsville, Alabama, USA, NASA / Marshall Űrrepülési Központ,1964. február, 57.  o. ( online előadás , online olvasás ). A cikk írásához használt dokumentum
  • (en) Ivan D. Ertel és Mary Louise Morse , The Apollo Spacecraft: A Chronology , vol.  1: 1962. november 7-ig a CreateSpace Independent Publishing Platform, coll.  "A NASA Történelmi Sorozata",2014. február 3( 1 st  ed. 1969), 284  p. ( ISBN  978-1-4954-1397-1 és 1-4954-1397-7 , olvassa el online [PDF] ).