Saturn V: NASA:n Apollo-ohjelman kolmivaiheinen kantoraketti

Saturn V — NASA:n valtava kolmivaiheinen Apollo-kantoraketti, joka kuljetti astronautit Kuuhun. Historia, tekniset tiedot ja ikoniset laukaisut.

Saturn V oli NASA:n kehittämä ja käyttämä kolmivaiheinen kantoraketti, jota käytettiin pääasiassa Apollo-ohjelmassa ihmisten viemiseksi Kuun läheisyyteen. Saturn V on historiallisesti yksi voimakkaimmista ja korkeimpiin saavutuksin johtaneista kantoraketeista: se vei muun muassa Apollo 11:n ja sen miehistön Kuuhun vuonna 1969. Raketin suuren osan suunnittelusta ja kehitystyöstä johti saksalaissyntyinen insinööri ja tiedemies Wernher von Braun Marshallin avaruuskeskuksessa. Saturn-perheen raketteja kehitettiin useiden vuosien ajan ja niitä laukaistiin useita kymmeniä kertoja; Saturn V oli näistä suurin ja voimakkain.

Tuotanto, laukaisut ja tärkeät lennot

Saturn V -raketteja rakennettiin yhteensä noin 15 kappaletta, joista 13 lähetettiin avaruuteen. Ensimmäiset laukaisut olivat miehittämättömiä testilentoja, ja ensimmäinen miehitetty Apollo-lento Saturn V:llä oli Apollo 8, joka lähetettiin Kuun ympäri 21. joulukuuta 1968. Tunnetuin lento on tietenkin Apollo 11:n laskeutuminen Kuuhun 1969. Saturn V:llä laukaistiin myös Skylab-avaruusaseman lähtö, ja viimeiset Saturn V -laukaukset tapahtuivat 1970-luvun alussa.

Rakenne ja vaiheet

Saturn V oli kolmivaiheinen kantoraketti. Sen korkeus oli noin 111 metriä (363 jalkaa) ja tyhjä- tai kantoonlähdössä oleva kokonaispaino oli noin 2 903 020 kiloa (6 400 060 puntaa). Raketin vaiheet tunnettiin nimillä S-IC (ensimmäinen vaihe), S-II (toinen vaihe) ja S-IVB (kolmas vaihe). Näiden vaiheiden yhteispeli mahdollisti ensin noston ilmakehän läpi ja lopulta Maan kiertoradalle ja sieltä Kuuhun suuntautuvan raketoinnin (translunar injection, TLI).

Moottorit ja polttoaine

Ensimmäisen vaiheen (S-IC) voimantuotannosta vastasivat viisi suurta F-1-rakettimoottoria, jotka polttivat kerosiinia (RP-1) ja nestemäistä happea (LOX). Yhden F-1-moottorin työntövoima oli luokkaa noin 1,5 miljoonaa paunaa (noin 6,8 meganewtonia), joten viiden moottorin yhteistuotto teki S-IC:stä erittäin voimakkaan nousuvaiheen moottoriyksikön. Toisessa (S-II) ja kolmannessa vaiheessa (S-IVB) käytettiin J-2-moottoreita, jotka toimivat nestemäisellä vedyllä (LH2) ja nestemäisellä hapella (LOX). S-IVB:n J-2-moottoria käytettiin lisäksi uudelleenkäynnistyksenä translunar injection -polttohetkellä.

Lentovaiheet ja suorituskyky

• Ensimmäinen vaihe (S-IC): Ensimmäisen vaiheen moottorit paloivat noin 168 sekuntia. Tämä vaihe nosti Apollo-alustan noin 67 kilometrin korkeuteen ja noin 93 kilometrin päähän laukaisualustasta.
• Toinen vaihe (S-II): Toinen vaihe jatkoi nousua ja paloi noin 8 minuuttia, vieden aluston yliilmakehän läpi. Tänä aikana nopeus nousi noin 25 182 kilometriin tunnissa (15 647 mph).
• Kolmas vaihe (S-IVB): Kolmatta vaihetta käytettiin ensin noin 2 minuutin 30 sekunnin ajan asettamaan Apollo Maan kiertoradalle (~191,2 km korkeuteen). Tämän jälkeen S-IVB sammutettiin ja sen jälkeen uudelleenkäynnistettiin muutamaa minuuttia myöhemmin translunar injection -polttoa varten: uudelleenkäynnistys kesti noin 6 minuuttia ja nosti nopeuden noin 40 320 kilometriin tunnissa (25 050 mph), mikä riitti lähettämään Aluksen kohti Kuuta.

Ohjaus ja järjestelmät

Saturn V:n ohjauksesta vastasi Instrument Unit -yksikkö, joka sijaitsi kolmannen vaiheen (S-IVB) ja hyötykuorman (komentokapseli/kuumoduuli) välissä. Instrument Unit sisälsi lennonohjaus-, navigointi- ja telemetriajärjestelmät, jotka mahdollistivat tarkat polttohetket ja suunnankorjaukset laukaisun aikana.

Merkitys ja perintö

Saturn V on jäänyt historiaan ainutlaatuisena insinööri-ihmeenä: se on yksi harvoista raketeista, jotka ovat kuljettaneet ihmisiä Kuuhun ja takaisin. Sen kehitys mahdollisti ihmiskunnan ensimmäiset laskeutumiset toiselle taivaankappaleelle ja jätti pysyvän perinnön sekä teknisessä osaamisessa että avaruustutkimuksen historiassa. Useat sen teknologiat, valmistusmenetelmät ja kokemukset vaikuttivat myöhempään kantorakettikehitykseen.

Yhteenveto keskeisistä luvuista: korkeus noin 111 m, lähtöpaino noin 2 903 020 kg, rakenteena kolme vaihetta (S-IC, S-II, S-IVB), ensimmäisen vaiheen polttoaika ~168 s, toisen ~8 min ja kolmannen eri käyttötarkoituksissa ~2,5 min sekä uudelleenkäynti ~6 min. Ensimmäinen miehitetty lento Saturn V:llä oli Apollo 8 (1968) ja kuuluisa laskeutuminen tapahtui Apollo 11:llä (1969).

Kysymyksiä ja vastauksia

K: Mikä oli Saturn V:tä käyttäneen avaruusohjelman nimi?

K: Kuka suunnitteli suuren osan raketista?

K: Kuinka monta Saturn-rakettia lähetettiin avaruuteen?

K: Kuinka pitkä Saturn V -raketti oli?

K: Mitä polttoainetta ensimmäisen vaiheen moottorit polttivat?

K: Kuinka kauan kesti, että ensimmäisen vaiheen moottorit nostivat Apollon Maasta?

Hae kirjaimella