SA-3 (Apollo)

SA-3
Vzlet SA-3 z odpalovací rampy LC-34, 16. listopadu 1962.
SA-3 startující z odpalovací rampy LC-34 ,16. listopadu 1962.
Údaje o misi
Organizace NASA
Fotbalová branka Zkušební let
Hmotnost 499 683  kg
Spouštěč Saturn I.
Datum vydání 16. listopadu 196217  h  45  min  2  s UTC
Spusťte web LC-34 , Cape Canaveral Launch Base
Doba trvání 4  min  52  s
Konec mise 16. listopadu 196217  h  49  min  54  s UTC
Ujetá vzdálenost 211,41  km
Orbitální parametry
Počet oběžných drah Žádný (suborbitální let)
Apogee 167,22  km
Navigace
Předchozí SA-2 SA-4 Následující

SA-3 , pro „  Saturn-Apollo 3  “, byl třetím letem odpalovacího zařízení American Saturn I , druhým letem projektu Highwater  (in) , a byl součástí programu Apollo . Raketa byla zahájena16. listopadu 1962z mysu Canaveral , Florida , na misi trvající čtyři minuty a padesát dvě sekundy.

Dějiny

Různé prvky odpalovacího zařízení byly na mys Canaveral doručeny člunem Promise on19. září 1962, ale vztyčení prvního stupně na jeho odpalovací rampě bylo odloženo do21. záříkvůli tropickému cyklónu, který se pohyboval nad Floridou a ohrožoval bezpečnost provozu, se třemi dny silného deště a silného větru. Když byly operace obnoveny 21. dne, podmínky byly stále nepříznivé. Inženýři z Aeronautical Radio Incorporated , najatí NASA, aby sledovali operace kolem rakety, hlásili, že stavba první etapy byla provedena správně, ale přesto byla docela nebezpečná a technici šplhali kolem horní části prvního patra k instalaci zvedací zařízení, zatímco podlaha byla stále pokryta hladkou plastovou fólií a stále foukal vítr rychlostí 37  km / h . Inženýři také poznamenali, že operace před postavením prvního stupně byly relativně pomalé, neúčinné a nebezpečné, s mnoha chybami a několika zkouškami. Poté doporučila lepší seznámení s návodem k použití. Během osmi týdnů přípravných operací si tým všiml i dalších problémů, jako je použití kovových kladiv k nastavení odolných součástí a také nedostatek vhodných nástrojů k provádění určitých operací. Řekli však, že efektivita a odhodlání týmů divize Launch Operations je zásadní pro úspěch raketových testů Saturn .

Fiktivní druhý a třetí stupeň -  S-IV a SV  - a užitečné zatížení byly instalovány na prvním stupni dne24. září. Voda použita jako velkokapacitní simulátor byl vložen do jalového etapách.31. říjnaa palivo RP-1 bylo naloženo do nádrží dne14. listopadu.

Z tohoto startu, ředitel mysu Canaveral na Kurta H. Debus , požádal ředitel Center Marshall Space Flight , Wernher von Braun , který dohlížel na projekt Saturn , aby se nedostala vnější návštěvníky z důvodů NASA v důsledku montážních napětí Následující kubánská raketová krize , která se konala od 16. do28. října 1962.

Let

SA-3 vzlétl16. listopadu 1962v 17  h  45  min  2  s UTC , od spuštění komplexu 34 ( LC-34 ) při spuštění mysu Canaveral . Odpočítávání proběhlo bez problémů, s výjimkou čtyřicetipětminutového vypnutí kvůli výpadku proudu v pozemním servisním zařízení. Tato mise byla první, kdy se Saturn I raketa byla zahájena s plně nabitými bateriemi paliva, nese přibližně 340,000  kg z pohonných látek .

Čtyři vnitřní motory H-1 rakety se vypnuly 2  min  21,66  s po startu, ve výšce 61,46  km , zatímco čtyři vnější motory se vypnuly 2  min  29,09  s po startu a ve výšce 71,11  km . Obě skupiny motorů běžely o něco déle, než se původně očekávalo, přičemž raketa dosáhla maximální rychlosti 6 511  km / h . Raketa pokračovala ve stoupání na setrvačnost do výšky 167,22  km a vzdálenosti 211,41  km od odpalovací rampy, kdy v době 4  min  52  s po startu vyslal odpalovací tým příkaz ke zničení rakety, který spustil několik výbušnin a ničit figuríny vozidla. První etapa zůstala nedotčena, i když nekontrolovaná, až do jejího dopadu v Atlantském oceánu , přibližně 430  km od místa startu.

Cíle

Hlavní

Hlavní cíle mise SA-3 byly víceméně stejné jako cíle předchozích misí SA-1 a SA-2 , přičemž let musel převážně otestovat první stupeň SI rakety Saturn I a jeho motory H-1. . Podle zprávy NASA s názvem „  Výsledky třetího zkušebního letu vypouštěcího vozidla Saturn 1  “ bylo úkolem SA-3 otestovat čtyři sady systémů: první stupeň, vybavení pozemní služby, odpalovací zařízení za letu a druhá fáze projekt Highwater .

První fáze zkoušky zahrnovala pohonný systém, konstrukční návrh a řídicí systémy. Zkouška pozemního vybavení zahrnovala zařízení a systémy použité k vypuštění, včetně pohonných systémů, automatického řídicího zařízení, odpalovací rampy a servisních věží. Třetí fáze testů se týkala odpalovacího zařízení za letu a měřila jeho aerobalistické vlastnosti, které potvrdily hodnoty aerodynamických charakteristik, jako je stabilita a výkon rakety. Během této fáze byl také testován pohon, který umožňoval ověřit, že motory mohou poskytovat dostatečný tah, aby poháněly vozidlo na správné rychlosti a trajektorie, a také sběr údajů o výkonu osmi motorů během letu . Let zahrnoval také mechanické a strukturální zkoušky, které zajišťovaly měření napětí a úrovní vibrací, které raketa zažívala během všech fází letu. Třetí kolo zkoušek nakonec zahrnovalo kontroly naváděcího a kontrolního systému, které prokázaly, že systémy lodi mohly přesně poskytovat informace o orientaci a rychlosti.

Čtvrtým cílem, projektem Highwater , byl experiment, který byl poprvé proveden během letu mise SA-2 . Spočívalo to v dobrovolném uvolnění vody sloužící jako balast obsažené ve druhém a třetím stadiu figuríny, aby vědci mohli studovat povahu ionosféry naší planety, stejně jako noční svítící mraky a chování ledu v oblast .

U experimentu Highwater II byly figuríny horního stupně nádrže naplněny 87 414  kg vody (přibližně 87 000  litrů), což také sloužilo k simulaci hmotnosti budoucího užitečného zatížení, které by raketa unesla. To bylo rozděleno více či méně rovnoměrně mezi oběma fázemi, se 41,102  kg ve druhém stupni a 46,312  kg ve třetí etapě. Když byl na raketu vyslán příkaz zničení, nálože Primacordu podélně snížily dva stupně na polovinu a okamžitě vypustily veškerou obsaženou vodu. Experiment byl pozorován kamerami - umístěnými na devíti různých pozorovacích místech - a dalším vybavením na zemi a na palubě pozorovacího letadla. Svědci na mysu Canaveral uvedli, že ledový mrak byl viditelný po pěti sekundách po dobu asi tří sekund a měl průměr několik kilometrů. Byl patrný rozdíl mezi poklesem vody ve výšce 105 km letu SA-2 a poklesem  provedeným ve vzdálenosti 165  km během letu SA-3  ; Během letu SA-2 byl podélně rozřezán pouze druhý stupeň, zatímco u letu SA-3 byly dva stupně rozřezány společně. Vědecky vzato, velký rozdíl pocházel z přetrvávání ledového mraku, který trval déle během poklesu 105  km od letu SA-2 než během 165  km od letu SA-3 .

NASA uvedla, že všechny hlavní cíle mise byly splněny, navzdory občasným problémům s telemetrií během letu a některým nepoužitelným nebo jen částečně použitelným údajům. Experiment Highwater II byl také prohlášen za úspěšný, ačkoli chyby telemetrie také přinesly některé sporné výsledky.

Speciální nabídka

Zpráva o výsledcích NASA uvádí, že do letu SA-3 bylo zahrnuto deset speciálních testů , všechny zaměřené na technologie a postupy určené pro použití v budoucích misích programu Apollo .

Pohon

Jak již bylo zmíněno dříve, let mise SA-3 byl první, který nese plnou zátěž paliva, zatímco předchozí dva lety nesly pouze přibližně 83% maximální kapacity. Tato volba umožnila otestovat reakci prvního stupně a jeho motorů na pomalejší, ale delší zrychlení . Na této misi také mohly přívěsné motory pracovat, dokud nebyl vyčerpán kapalný kyslík rakety, namísto plánovaných odstávek, které byly provedeny během předchozích letů.

Let SA-3 byl také příležitostí pro první použití retro raket na vybavení určeném pro program Apollo. Byly jedinou funkční částí letu SA-3, která se stala separačním systémem SI / S-IV, který se používal k oddělení těchto dvou stupňů během mise SA-5 - prvního letu  verze „  Block II “ rakety Saturn I.  - a později. Tyto čtyři malé raketové motory byly v horní části prvního stupně uspořádány navzájem pod úhlem 90 ° , přičemž jejich trysky směřovaly nahoru. Ve 2  minutách  33,66  s po startu se retro rakety zapálily přibližně 2,1 sekundy. Mírná vada v jejich vyrovnání způsobila, že se vozidlo odvalilo rychlostí 4,3  stupně za sekundu, což způsobilo, že inerciální plošiny ST-90 a ST-124P přestaly fungovat po patnácti stupních otáčení. Tato událost byla považována za prostý incident a neměla vliv na úspěch mise.

Instrumentace

Inerciální plošina ST-124P  (ne) ( „P“ pro „prototyp“) byl jedním z prvků řídicího a naváděcího systému, a obsahoval gyroskopy a akcelerometry , že poskytnuté informace do počítače kontrolou. Jakmile se dostali z atmosféry , tato informace poskytovala signály naklonění motorům namontovaným na závěsech . Během letu SA-3 zůstala tato platforma pasivní součástí: ačkoli fungovala a byla během letu sledována, neměla nad vozidlem žádnou kontrolu a byla používána pouze k porovnání svého výkonu se standardní platformou. ST-90 , která byla také neaktivní prvek pro let. Pro tuto misi byly dvě platformy umístěny v mezipříběhu mezi podlahami SI a S-IV . Odpalovací zařízení Saturn IB a Saturn V měla mít jeden uvnitř boxu s vybavením v horní části stupně S-IVB .

Na letu SA-3 byly instalovány dva nové vysílače . Vazebná datová pulzní kódová modulace (PCM, Pulse Code Modulated ), která by byla zásadní pro dosažení postupů automatického ověření a zahájení budoucích letů. Jednotka pracovala se silným signálem, což naznačuje, že bude poskytovat velmi přesná data. Během letu bylo také testováno rádiové spojení UHF . To by později bylo použito k přenosu měření ze senzorů, které nemohly být přenášeny při nižších frekvencích , jako jsou měření vibrací. Systém fungoval uspokojivě a dokumentace po letu naznačila, že inženýři by mohli rozšířit svoji roli pro budoucí telemetrické přenosy .

Během letu byla také testována skupina antén Block II . Instalovaný mezi pohonných tanky, to produkovalo mnohem silnější a více konzistentní signál než Block I antén .

Měření teploty figuríny S-IV a pláště mezistupně byla prováděna osmnácti teplotními sondami, nazývanými termočlánky . Byly použity k detekci teplotních změn kolem výčnělků podlahové krytiny a v oblasti, kde byly instalovány retro rakety, během jejich používání. U S-IV byly zaznamenané teploty v očekávaném rozmezí, i když byla pozorována rychlost přenosu tepla přibližně dvakrát vyšší, než se očekávalo. V mezistupni, během palby z retro-raket, byla pozorována maximální teplota 315  ° C , což naznačuje, že něco neznámého způsobilo neobvykle vysokou hodnotu.

Pozemní technika a zařízení

Ve spodní části prvního patra, u motorů, byl instalován panel tepelného štítu M-31 Block II spolu s jedním z kalorimetrů lodi. Tento test poskytuje míru toku tepla prostřednictvím nového izolací , ve srovnání s materiálem normálně používaného na Saturn I. Blok I .

Studie dynamického tlaku byla rovněž provedena jménem programu Centaur , skládající se ze dvou panelů instalovaných na adaptéru užitečného zatížení v horní části stupně SV , vybaveného jedenácti tlakovými senzory. Tato studie byla provedena v reakci na poruchu prvního stupně, kdy Centaur odletěl do vzduchu a byl podezřelý z důvodu nepříznivých tlakových podmínek kolem okrajů vozidla. Zkouška odhalila, že oblast velmi nízkého tlaku se vytvořila těsně za rameny vozidla, když se pohybovalo rychlostí 0,7 Mach .

Škody způsobené na palebném bodě během startů SA-1 na SA-4 nepřekročily očekávání. Rehabilitace zařízení stála v průměru 200 000  $ a trvala měsíc. Úředníci odpalovacího týmu byli obzvláště pozorní k těmto výsledkům během startu SA-3  : raketa byla těžší a její zrychlení pomalejší, motory by mohly způsobit větší škody v místě startu a druhý by byl vystaven horkým plynům vypouštěným pomocí trysek . Jediným poškozením, které lze skutečně připsat pomalejšímu zrychlení, byla ve skutečnosti výraznější degradace zaplavovacího systému palebného bodu, který má kruhový tvar, a také deformace jednoho z deflektorů plamene.

Nakonec  byla poprvé použita pupeční věž o délce 73  m a otočné rameno „  Block II “ jako příprava na budoucí lety Saturn I Block II . Během předchozích letů byla skutečně zničena stožár plnění kapalného kyslíku a část potrubí. Nové kyvné rameno bylo instalováno jen dva týdny po letu SA-2 . Modifikace se vyplatila: byla jen mírně poškozena vypuštěním SA-3 .

Poznámky a odkazy

  1. (en) Zpráva MPR-SAT-64-13 , str.  6.
  2. (en) „  Saturn Test Flights  “ , na www.nasa.gov , NASA ,8. července 2015(zpřístupněno 19. července 2019 ) .
  3. (en) Benson a Faherty 1978 , s.  193–194. ( číst online )
  4. (in) Brooks et al. 2009 , s.  382.
  5. (en) Ed Bell II, „  Saturn SA-3  “ [ archiv12. prosince 2012] , na nssdc.gsfc.nasa.gov , NASA (přístup 19. července 2019 ) .
  6. (en) „  Missiles and Spaceflight: Third Saturn Launch  “ , Flight International Magazine , Flight Global / Archives, vol.  82, n o  280222. listopadu 1962, str.  827–829 ( číst online [PDF] ).
  7. (en) „  Saturn nastavuje úspěch třetího testu  “ , The Gazette , Montreal, Quebec,17. listopadu 1962, str.  48 ( číst online ).
  8. (in) Zpráva MPR-SAT-64-13 , str.  10.
  9. (en) „  Saturn 3: Krok mocného měsíce  “ , The Miami News , Miami, Florida,17. listopadu 1962, str.  3A ( číst online ).
  10. (en) Zpráva MPR-SAT-64-13 , str.  66.
  11. (en) Zpráva MPR-SAT-64-13 , str.  3.
  12. (en) Woodbridge a Lasater 1963 , s. 1  1.
  13. (in) Bilstein 2015 , s.  325.
  14. (en) Woodbridge a Lasater 1965 , s.  1.
  15. (en) Woodbridge a Lasater 1965 , str.  4–7.
  16. (en) Woodbridge a Lasater 1963 , s. 1  4.
  17. (en) Zpráva MPR-SAT-64-13 , str.  3 a 66.
  18. (en) Woodbridge a Lasater 1965 , str.  7.
  19. (en) Zpráva MPR-SAT-64-13 .
  20. (en) Zpráva MPR-SAT-64-13 , str.  17–18.
  21. (en) Zpráva MPR-SAT-64-13 , str.  32.
  22. (in) Bilstein 2015 , s.  248–249.
  23. (en) Zpráva MPR-SAT-64-13 , str.  1 a 29.
  24. (en) Meltzer 1963 , str.  12–13.
  25. (en) Zpráva MPR-SAT-64-13 , str.  60.
  26. (en) Zpráva MPR-SAT-64-13 , str.  53.
  27. (en) Zpráva MPR-SAT-64-13 , str.  49–51.
  28. (in) Garcia 1964 , str.  9. ( číst online )

Podívejte se také

Související články

Bibliografie

Dokument použitý k napsání článku : dokument použitý jako zdroj pro tento článek.

  • (en) Saturn Flight Evaluation Working Group, Report MPR-SAT-64-13; Přírůstkové číslo N74-72257 - Výsledky třetího zkušebního letu vypouštěcího vozidla Saturn 1 , NASA / Marshall Space Flight Center,26. února 1964( číst online [PDF] ). Dokument použitý k napsání článku
  • (en) Charles D. Benson a William Barnaby Faherty , Moonport: Historie Apollo odpalovací zařízení a provoz , CreateSpace Independent Publishing Platform, Sb.  "The History History Series",1 st 01. 1978, 1 st  ed. , 656  str. ( ISBN  1-4700-5267-9 a 978-1-47005-267-6 , číst online [PDF] ). Dokument použitý k napsání článku
  • (en) Courtney G. Brooks , James M. Grimwood , Loyd S. Swenson, Jr. a Paul Dickson , Chariots for Apollo: The NASA History of Manned Lunar Spacecraft to 1969 , Dover Publications Inc., coll.  "Dover Books on Astronomy",26. března 2009( 1 st  ed. 1979), 576  str. ( ISBN  978-0-486-46756-6 a 0-486-46756-2 , číst online ). Dokument použitý k napsání článku
  • (en) David D. Woodbridge , James A. Lasater , Bennett M. Fulz , Richard E. Clark a Nancy Wylie , Analýza druhého projektu High Water Data , NASA ,25. října 1963( číst online [PDF] ). Dokument použitý k napsání článku
  • (en) David D. Woodbridge a James A. Lasater , Analýza projektu High Water Data , NASA ,6. března 1965( číst online [PDF] ). Dokument použitý k napsání článku
  • (en) Roger E. Bilstein , Stages to Saturn: A Technological History of the Apollo / Saturn launch Vehicles , Andesite Press, coll.  "The History History Series",8. srpna 2015( 1 st  ed. 1996), 538  str. ( ISBN  978-1-297-49441-3 a 1-297-49441-5 , číst online [PDF] ). Dokument použitý k napsání článku
  • (en) SM Seltzer , MTP-ASTR-S-63-15: Saturn IB / V Astrionics System ,Listopad 1963( online prezentace ). Dokument použitý k napsání článku
  • (en) Fernando S. Garcia , NASA-TN-D-2002 - Aerodynamická analýza letových zkušebních vozidel Saturn I Block I , Huntsville, Alabama, USA, NASA / Marshall Space Flight Center,Únor 1964, 57  s. ( online prezentace , číst online ). Dokument použitý k napsání článku
  • (en) Ivan D. Ertel a Mary Louise Morse , Kosmická loď Apollo: Chronologie , sv.  1: Do 7. listopadu 1962 byla vytvořena nezávislá publikační platforma CreateSpace, sb.  "Historická série NASA",3. února 2014( 1 st  ed. 1969), 284  str. ( ISBN  978-1-4954-1397-1 a 1-4954-1397-7 , číst online [PDF] ).