ดาวเสาร์ I SA-3
จรวด แซทเทิร์น-อะพอลโล 3 ( SA-3 ) เป็นเที่ยวบินที่สามของ จรวด แซทเทิร์น 1เที่ยวบินที่สองของโครงการไฮวอเตอร์และเป็นส่วนหนึ่งของโครงการอะพอลโล ของสหรัฐอเมริกา จรวดถูกปล่อยเมื่อวันที่ 16 พฤศจิกายน 1962 จากแหลมคานาเวรัลรัฐฟลอริดา
ประวัติศาสตร์
ส่วนประกอบของยานปล่อยจรวด Saturn I ถูกส่งไปยัง Cape Canaveral โดยเรือบรรทุกสินค้าPromiseเมื่อวันที่ 19 กันยายน พ.ศ. 2505 [ 1 ] : 6แต่การประกอบบูสเตอร์ขั้นแรกเข้ากับแท่นปล่อยจรวดล่าช้าไปจนถึงวันที่ 21 กันยายน เนื่องจากพายุดีเปรสชันเขตร้อนที่เคลื่อนตัวผ่านคาบสมุทรฟลอริดา[ 2 ]ขั้นที่สองและสามจำลอง (S-IV และ SV) และน้ำหนักบรรทุกถูกประกอบเข้ากับบูสเตอร์เมื่อวันที่ 24 กันยายน[ 1 ] : 6 น้ำ ถ่วงถูกบรรจุลงในขั้นจำลองเมื่อวันที่ 31 ตุลาคม และ เชื้อเพลิง RP-1ถูกบรรจุเมื่อวันที่ 14 พฤศจิกายน[ 1 ] : 6
สำหรับการปล่อยจรวดครั้งนี้เคิร์ต เดบัส ผู้อำนวยการเคปคานาเวรัล ได้ขอให้ เวอร์เนอร์ ฟอน บราวน์ผู้อำนวยการศูนย์การบินอวกาศมาร์แชลล์ ซึ่งดูแลโครงการดาวเสาร์ ไม่ให้ผู้เยี่ยมชมจากภายนอก เข้ามาในพื้นที่ของนาซา เนื่องจากความตึงเครียดที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องจากวิกฤตการณ์ขีปนาวุธคิวบา [ 2 ]
เที่ยวบิน
ยานอวกาศ Saturn-Apollo 3 ถูกปล่อยขึ้นเวลา 17:45:02 น. ของวันที่ 16 พฤศจิกายน พ.ศ. 2505 จากฐานปล่อยจรวดหมายเลข 34 [ 3 ] การหยุดชะงักเพียงครั้งเดียวในลำดับการนับถอยหลังคือ 45 นาทีเนื่องจากไฟฟ้าดับในอุปกรณ์สนับสนุนภาคพื้นดิน[ 4 ]ภารกิจนี้เป็นครั้งแรกที่จรวด Saturn I ถูกปล่อยขึ้นโดยบรรทุกเชื้อเพลิงเต็มพิกัด ซึ่งบรรทุกเชื้อเพลิง ประมาณ 750,000 ปอนด์ (340,000 กิโลกรัม) [ 2 ] [ 5 ] [ 6 ]
เครื่องยนต์ H-1 ภายใน 4 เครื่องของยานหยุดทำงานที่เวลา 2 นาที 21.66 วินาทีหลังการปล่อย และที่ระดับความสูง38.19 ไมล์ (61.46 กม.)และเครื่องยนต์ภายนอก 4 เครื่องหยุดทำงานที่เวลา 2 นาที 29.09 วินาที และที่ระดับ ความสูง 44.19 ไมล์ (71.11 กม.)โดยทั้งสองชุดทำงานนานกว่าที่คาดการณ์ไว้ในตอนแรกเล็กน้อย ทำให้มีความเร็วสูงสุดที่4,046 ไมล์ต่อชั่วโมง (6,511 กม./ชม.) [ 1 ] : 10ยานยังคงลอยตัวต่อไปจนถึงระดับความสูง103.91 ไมล์ (167.22 กม.)และระยะทาง131.36 ไมล์ (211.41 กม.)ณ จุดนั้น เวลา 4 นาที 52 วินาทีหลังการปล่อย[ 1 ] : 10เจ้าหน้าที่ได้ส่งคำสั่งยุติไปยังจรวด ทำให้เกิดการระเบิดหลายครั้ง ส่งผลให้ส่วนประกอบจำลองของยานถูกทำลาย[ 3 ] [ 7 ]ขั้นแรกยังคงสภาพสมบูรณ์[ 1 ] : 66แม้ว่าจะไม่สามารถควบคุมได้ จนกระทั่งตกกระทบมหาสมุทรแอตแลนติกที่ระยะประมาณ270 ไมล์ (430 กม.)จากจุดปล่อย[ 6 ]
วัตถุประสงค์
หลัก
วัตถุประสงค์หลักของ SA-3 คล้ายคลึงกับเที่ยวบิน Saturn I สองครั้งก่อนหน้านี้ โดยเน้นที่การทดสอบบูสเตอร์ขั้นแรก (SI) และเครื่องยนต์ H-1 เป็นหลัก ตามรายงานของ NASA เรื่องผลลัพธ์ของเที่ยวบินทดสอบยานปล่อยจรวด Saturn 1 ครั้งที่สาม SA-3 มีเป้าหมายเพื่อทดสอบสี่ด้าน ได้แก่ บูสเตอร์ อุปกรณ์สนับสนุนภาคพื้นดิน ยานในระหว่างการบิน และโครงการ Highwater [ 1 ] : 3
การทดสอบบูสเตอร์เกี่ยวข้องกับระบบขับเคลื่อน การออกแบบโครงสร้าง และระบบควบคุม การทดสอบการสนับสนุนภาคพื้นดินเกี่ยวข้องกับสิ่งอำนวยความสะดวกและอุปกรณ์ที่ใช้ในการปล่อย รวมถึงระบบเชื้อเพลิง อุปกรณ์ตรวจสอบอัตโนมัติ แท่นปล่อย และหอคอยสนับสนุน การทดสอบยานในระหว่างการบินได้วัดค่าแอโรบัลลิสติกส์ ซึ่งยืนยันค่าลักษณะทางอากาศพลศาสตร์ เช่น เสถียรภาพและประสิทธิภาพ การขับเคลื่อน ซึ่งทำให้มั่นใจได้ว่าเครื่องยนต์สามารถให้แรงขับเพียงพอที่จะขับเคลื่อนยานด้วยความเร็วและวิถีโคจรที่ถูกต้อง ตลอดจนให้ข้อมูลเกี่ยวกับประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ทั้งแปดเครื่องในระหว่างการบิน โครงสร้างและกลไก ซึ่งให้การวัดระดับความเครียดและการสั่นสะเทือนของยานตลอดทุกขั้นตอนของการบิน และการนำทางและการควบคุม ซึ่งแสดงให้เห็นว่าระบบยานอวกาศสามารถให้ข้อมูลการวางแนวและความเร็วได้อย่างแม่นยำ[ 1 ] : 3
วัตถุประสงค์ที่สี่ โครงการไฮวอเตอร์ เป็นการทดลองที่เคยดำเนินการบนSA-2 มาก่อน ซึ่งเกี่ยวข้องกับการปล่อยน้ำอับเฉาจากขั้นที่สองและสามโดยเจตนา ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถตรวจสอบธรรมชาติของชั้นไอโอโนสเฟียร์ ของโลก รวมถึงเมฆเรืองแสงในเวลากลางคืนและพฤติกรรมของน้ำแข็งในอวกาศ[ 8 ]
สำหรับโครงการ Highwater ถังในส่วนบนจำลองของ SA-3 ถูกเติมด้วยน้ำ192,528 ปอนด์ (87,329 กิโลกรัม) ประมาณ 22,900 แกลลอนสหรัฐ (87,000 ลิตร; 19,100 แกลลอน อังกฤษ)ซึ่งใช้เพื่อจำลองมวลของสัมภาระ Saturn ในอนาคต[ 1 ] : 3, 66น้ำถูกแบ่งครึ่งโดยประมาณระหว่างสองส่วนจำลอง เมื่อส่งคำสั่งยุติไปยังจรวดประจุไพรมาคอร์ดจะแยกทั้งสองส่วนตามแนวยาว ปล่อยน้ำออกมาทันที[ 8 ]การทดลองถูกติดตามโดยกล้องและอุปกรณ์อื่นๆ บนพื้นดินและในเครื่องบิน[ 7 ]ผู้สังเกตการณ์ที่ Cape Canaveral รายงานว่าเมฆน้ำแข็งสามารถมองเห็นได้ประมาณสามวินาทีและมีขนาด "กว้างหลายไมล์" [ 6 ] [ 7 ]
NASA ประกาศว่าเป้าหมายทางวิศวกรรมทั้งหมดของเที่ยวบินประสบความสำเร็จ[ 9 ]แม้จะมีปัญหาเป็นครั้งคราวกับระบบส่งข้อมูลทางไกลระหว่างการบิน และข้อมูลการวัดบางส่วนใช้การไม่ได้หรือใช้ได้เพียงบางส่วน[ 1 ] : 3โครงการ Highwater บน SA-3 ก็ได้รับการประกาศว่าประสบความสำเร็จเช่นกัน[ 1 ] : 3แม้ว่าปัญหาด้านระบบส่งข้อมูลทางไกลจะทำให้ได้ผลลัพธ์ที่น่าสงสัยก็ตาม[ 9 ]
พิเศษ
รายงาน ผลการทดสอบของ NASA ระบุว่า การทดสอบพิเศษ 10 รายการได้ถูกรวมไว้ในเที่ยวบิน SA-3 โดยทั้งหมดมุ่งเน้นไปที่เทคโนโลยีและขั้นตอนต่างๆ ที่มีจุดประสงค์เพื่อใช้ในภารกิจ Apollo ในอนาคต
- ระบบขับเคลื่อน
ดังที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ SA-3 เป็นเที่ยวบิน Apollo ครั้งแรกที่บรรทุกเชื้อเพลิงเต็มพิกัด เมื่อเทียบกับเที่ยวบินก่อนหน้านี้ที่บรรทุกเชื้อเพลิงเพียงประมาณ 83% ของความจุสูงสุด ซึ่งมีผลในการทดสอบปฏิกิริยาของจรวดต่อการเร่งความเร็วที่ช้าลงและระยะเวลาการบินของขั้นแรกที่ยาวนานขึ้น[ 2 ] นอกจากนี้ ในภารกิจนี้ เครื่องยนต์ด้านนอกได้รับอนุญาตให้ทำงานจนกว่า ออกซิเจนเหลว (LOX) ของจรวดจะหมดแทนที่จะเป็นการตัดการทำงานตามเวลาที่กำหนดในเที่ยวบินก่อนหน้านี้[ 5 ]
SA-3 ยังมีการใช้เรโทรร็อกเก็ต เป็นครั้งแรก ในฮาร์ดแวร์ของอะพอลโล เรโทรร็อกเก็ตเป็นส่วนประกอบเดียวที่ใช้งานได้บน SA-3 ซึ่งต่อมาจะกลายเป็นระบบแยกส่วน SI/S-IV ซึ่งจะแยกสองส่วนในภารกิจต่อๆ ไป จรวดเชื้อเพลิงแข็งขนาดเล็กสี่ลูกนี้ตั้งอยู่ห่างกัน 90 องศาโดยรอบส่วนบนของส่วน SI โดยหัวฉีดชี้ขึ้นด้านบน เวลา 2 นาที 33.66 วินาทีหลังจากการปล่อย จรวดได้จุดระเบิดเป็นเวลาประมาณ 2.1 วินาที การจัดเรียงจรวดที่คลาดเคลื่อนเล็กน้อยทำให้ยานหมุน 4.3 องศาต่อวินาที ซึ่งทำให้แพลตฟอร์มเฉื่อย ST-90 และ ST-124P ของยานอวกาศล้มเหลวหลังจากหมุนไป 15 องศา เหตุการณ์นี้ถือเป็นเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นโดยบังเอิญในการบินและไม่ได้ส่งผลกระทบต่อความสำเร็จของภารกิจ[ 1 ] : 17–18
- เครื่องมือวัด
แพลตฟอร์มเฉื่อย ST-124P ('P' สำหรับต้นแบบ) เป็นส่วนประกอบของระบบนำทางและควบคุม และประกอบด้วยไจโรสโคปและมาตรวัดความเร่งที่ป้อนข้อมูลไปยังคอมพิวเตอร์ควบคุม[ 1 ] : 32เมื่อพ้นชั้นบรรยากาศแล้ว ข้อมูลนี้จะให้สัญญาณบังคับทิศทางแก่เครื่องยนต์แบบกิมบอล[ 10 ]ในระหว่าง SA-3 แพลตฟอร์มนี้เป็นส่วนประกอบที่ไม่ทำงาน แม้ว่าจะทำงานและได้รับการตรวจสอบในระหว่างการบิน แต่ก็ไม่มีอำนาจควบคุมยาน และใช้เพียงเพื่อเปรียบเทียบประสิทธิภาพกับแพลตฟอร์ม ST-90 ซึ่งเป็นมาตรฐานในขณะนั้น ซึ่งเป็นส่วนประกอบที่ไม่ทำงานสำหรับการบินเช่นกัน[ 1 ] : 1, 29สำหรับภารกิจนี้ แพลตฟอร์มทั้งสองตั้งอยู่บนส่วนเชื่อมต่อระหว่าง SI และ S-IV [ 5 ] ยาน Saturn IBและSaturn Vจะมีแพลตฟอร์มหนึ่งอยู่บนหน่วยเครื่องมือที่ด้านบนของขั้น S-IVB [ 11 ]
มีการติดตั้งเครื่องส่งสัญญาณใหม่ 2 เครื่องบน SA-3 ระบบส่งข้อมูลแบบเข้ารหัสพัลส์ (PCM) ส่งข้อมูลดิจิทัล ซึ่งมีความสำคัญต่อการตรวจสอบยานอวกาศอัตโนมัติและขั้นตอนการปล่อยยานในเที่ยวบินในอนาคต[ 2 ]หน่วยนี้ทำงานด้วยความแรงของสัญญาณสูง แสดงให้เห็นว่าจะให้ข้อมูลที่แม่นยำมาก[ 1 ] : 60 นอกจากนี้ยังมีการทดสอบ ระบบ ส่งสัญญาณวิทยุ ความถี่สูงพิเศษ (UHF) บน SA-3 ด้วย ระบบนี้จะใช้ในการส่งข้อมูลการวัดจากเซ็นเซอร์ซึ่งไม่สามารถส่งได้อย่างมีประสิทธิภาพที่ความถี่ต่ำกว่า[ 2 ]ระบบทำงานได้อย่างน่าพอใจ และเอกสารหลังการบินระบุว่าวิศวกรอาจขยายบทบาทของระบบนี้สำหรับการส่งข้อมูลโทรมาตรในอนาคต[ 1 ] : 60
แผงเสาอากาศ Block II ได้รับการทดสอบระหว่างการบิน โดยติดตั้งอยู่ระหว่างถังเชื้อเพลิง ทำให้ได้สัญญาณที่แรงและสม่ำเสมอกว่าแผง Block I [ 1 ] : 60
การวัดอุณหภูมิของส่วนจำลอง S-IV และส่วนครอบระหว่างขั้นได้ดำเนินการโดยใช้หัววัดอุณหภูมิ 18 ตัว ซึ่งเรียกว่าเทอร์โมคัปเปิลเหล่านี้ใช้เพื่อตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิรอบส่วนที่ยื่นออกมาบนผิวของขั้นและในบริเวณของจรวดเรโทรในระหว่างการทำงาน สำหรับขั้น S-IV อุณหภูมิอยู่ในระดับที่คาดไว้ แม้ว่า จะพบ อัตราการให้ความร้อนประมาณสองเท่าของที่คาดการณ์ไว้ก็ตาม บนส่วนครอบระหว่างขั้น ในระหว่างการจุดระเบิดจรวดเรโทร พบอุณหภูมิสูงสุด315 °C (599 °F)ซึ่งบ่งชี้ว่าอาจมีบางสิ่งที่ไม่ทราบสาเหตุทำให้ค่าที่อ่านได้สูงผิดปกติ[ 1 ] : 53
- วิศวกรรมและอุปกรณ์ภาคพื้นดิน
แผ่นฉนวนกันความร้อน Block II M-31 เพียงแผ่นเดียว พร้อมกับเครื่องวัดความร้อน ของยานอวกาศหนึ่ง เครื่อง ถูกติดตั้งไว้ที่ฐานของขั้นแรกใกล้กับเครื่องยนต์ การทดสอบนี้วัดการไหลของความร้อนผ่านฉนวนใหม่เมื่อเทียบกับวัสดุที่ใช้โดยทั่วไปในเที่ยวบิน Saturn I Block I [ 1 ] : 49–51
มีการศึกษาแรงดันแบบไดนามิกสำหรับ โครงการ เซนทอร์โดยติดตั้งแผงอะลูมิเนียมสองแผงเข้ากับอะแดปเตอร์บรรทุกสัมภาระด้านบนของขั้น SV และติดตั้งเซ็นเซอร์วัดแรงดัน 11 ตัว การศึกษานี้ดำเนินการเนื่องจากความล้มเหลวของยานเซนทอร์ลำแรกที่บิน ซึ่งคาดว่าเกิดจากสภาพแวดล้อมแรงดันที่ไม่เหมาะสมบริเวณไหล่ของยาน การทดสอบพบว่าบริเวณที่มีแรงดันต่ำมากก่อตัวขึ้นด้านหลังไหล่ขณะที่ยานอยู่ที่ความเร็ว Mach 0.7 [ 12 ]
ในที่สุด หอคอยสายสะดือใหม่ขนาด 240 ฟุต (73 ม.)และแขนแกว่ง Block II ก็ถูกนำมาใช้เป็นครั้งแรกเพื่อเตรียมพร้อมสำหรับเที่ยวบิน Saturn I Block II ในอนาคต[ 1 ] : 66 [ 5 ]
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 ผลการทดสอบการบินครั้งที่สามของยานปล่อยจรวดแซทเทิร์น 1ศูนย์การบินอวกาศมาร์แชลล์ นาซา 26 กุมภาพันธ์ 1964 รายงาน MPR-SAT-64-13 หมายเลขการเข้าถึง N74-72257
- 1 2 3 4 5 6 Benson, Charles D; Faherty, William Barnaby (1978). "การปล่อยจรวด Saturn I (1962 – 1965)" . Moonport: A History of Apollo Launch Facilities and Operations . NASA. Special Publication 4204; หมายเลขการเข้าถึง N79-12127.
- 1 2 Ryba, Jeanne (8 กรกฎาคม 2552). "เที่ยวบินทดสอบดาวเสาร์" . NASA.gov . เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อวันที่ 25 ตุลาคม 2555 . สืบค้นเมื่อ 7 พฤษภาคม 2555 .
- ↑ Brooks, Courtney G; Grimwood, James M; Swenson, Jr, Loyd S (1979). Chariots for Apollo: A History of Manned Lunar Spacecraft . NASA. หน้า382. สิ่งพิมพ์พิเศษ 4205; หมายเลขการเข้าถึง N79-28203
- 1 2 3 4 Smith, Maurice A, บรรณาธิการ (22 พฤศจิกายน 1962). "การปล่อยดาวเทียมแซทเทิร์นครั้งที่สาม" . Flight International . เล่มที่82, ฉบับที่2802. หน้า827–828 .
- 1 2 3 "ดาวเสาร์ประสบความสำเร็จในการทดสอบครั้งที่สาม"เดอะกาเซ็ ตต์ มอนทรีออล ควิเบกสำนักข่าวเอพี 17 พฤศจิกายน 1962 หน้า48
- 1 2 3 "Saturn 3 ก้าวสำคัญสู่ดวงจันทร์"เดอะไมอามีนิวส์ไมอามี ฟลอริดาสำนักข่าวเอพี 17 พฤศจิกายน 1962 หน้า3A
- 1 2 Woodbridge, David D; Lasater, James A (6 มีนาคม 1965). การวิเคราะห์ข้อมูลโครงการระดับน้ำสูง . NASA. หมายเลขการเข้าถึง N65-21330.
- 1 2 Bell II, Ed. "Saturn SA-3" . NASA.gov . เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อวันที่ 29 กันยายน 2020 . สืบค้นเมื่อ9 พฤษภาคม 2012 .
- ↑ Bilstein, Roger E ( 1996) [1980]. ขั้นตอนสู่ดาวเสาร์ NASA หน้า248–249 ISBN 0-16-048909-1เอกสารพิเศษหมายเลข 4206; หมายเลขทะเบียน N97-15592. จัดเก็บจากต้นฉบับเมื่อวันที่ 1 มิถุนายน 2015
- ↑ Seltzer, SM (14 พฤศจิกายน 1963). ระบบดาราศาสตร์ IB/V ของดาวเสาร์ . NASA. หน้า12–13 . MTP-ASTR-S-63-15; หมายเลขการเข้าถึง N65-35311.
- ↑การ์เซีย, เฟอร์นันโด เอส (กุมภาพันธ์ 1964). การวิเคราะห์ทางอากาศพลศาสตร์ของยานทดสอบการบิน Saturn I Block I.ศูนย์การบินอวกาศมาร์แชล/นาซา. หน้า9. บันทึกทางเทคนิค D-2002; หมายเลขการเข้าถึง N64-14392.
{{cite book}}: CS1 maint: บริการเก็บถาวรที่เลิกใช้แล้ว ( ลิงก์ )
ลิงก์ภายนอก
สื่อที่เกี่ยวข้องกับโครงการดาวเสาร์-อะพอลโล 3 ในวิกิมีเดียคอมมอนส์