امروز در فضا: ساترن ۵ با مأموریت آپولو ۴ پرتاب شد

۹ نوامبر ۱۹۶۷، ماموریت آپولو ۴ توسط موشک ساترن ۵ به فضا پرتاب شد.

تاریخچه

این موشک هنگامی ساخته شد که ایالات متحده و اتحاد جماهیر شوروی در جنگ سرد به‌سر می‌بردند.

برنامه آپولوی آمریکا که با هدف ارسال فضانوردان به ماه و شکست شوروی طراحی شده بود، نیاز به موشکی قدرتمند داشت. بنابراین دستور ساخت موشک‌های باربری ساترن با سرپرستی آرتور رادولف و ورنر فون براون به اجرا درآمد.

ورنر فون براون، دانشمند آلمان نازی در جریان جنگ جهانی دوم بود که اولین موشک‌های بالستیک وی- ۲ را طراحی کرده بود. دانش او باعث ساخت موشک‌های بعدی شد تا پدر علم موشکی نام بگیرد. فون براون به همراه رادولف چند سری از راکت‌های ساترن را طراحی و توسعه دادند.

ساترن ۵ تنها در شش سال از مرحله طراحی روی کاغذ به پرواز رسید. حال این موشک پس از رساندن انسان به ماه و مأموریت‌های مختلف، همچون یک ستاره در علم مهندسی هوافضا می‌درخشد.

ویژگی‌های ساترن ۵

ساترن ۵ یک موشک سه مرحله‌ای بود. مرحله اول آن ۴۲ متری بود و می‌توانست نیروی رانشی بسیار زیادی ایجاد کند. پنج موتور موشک آن به مدت ۲ دقیقه و ۴۱ ثانیه می‌سوختند و فضاپیما را به ارتفاع ۶۸ کیلومتری از سطح زمین می‌فرستادند.

سپس مرحله اول جدا می‌شد و بر زمین می‌افتاد، در حالی که مراحل دوم و بالایی به سفر خود ادامه می‌دادند.

امروزه تنها چند تقویت‌کننده مرحله اول ساترن ۵ استفاده می‌شوند که از زمان پروازهای آپولو به یادگار مانده‌اند.

این راکت از نظر میزان محموله‌ای که می‌توانست به فضا حمل کند، بهترین بود و راکت‌های دیگری که وجود داشتند، نمی‌توانستند با آن رقابت کنند. وقتی که فضاپیمای آپولو در قسمت بالایی موشک قرار می‌گرفت، ارتفاع ساترن ۵ به حدود ۱۱۱ متر می‌رسید و قطر آن بدون باله‌های کناری، حدود ۱۰ متر بود.

مدت‌ها بعد و پس از انجام بروزرسانی‌ها، ظرفیت راکت اندکی افزایش یافت؛ به‌گونه‌ای که طی سه مأموریت آپولو به سمت ماه، ساترن ۵ توانست ۱۴۰ هزار کیلوگرم محموله را به مدار پایینی زمین و ۴۸,۶۰۰ کیلوگرم فضاپیما را به سمت ماه ارسال کند. ساترن ۵ با ارتفاع ۱۱۱ متری خود، حدود ۱۸ متر بلندتر از مجسمه‌ آزادی بود.

تجهیزات

واحد تجهیزات ساترن ۵ یک ساختار حلقوی شکل است که در قسمت بالایی راکت قرار می‌گیرد. اصلی‌ترین چیزی که روی این واحد تجهیزات نصب شد، سیستم راهنمای مسیر بود.

از دیگر تجهیزاتی که روی این ساختار نصب شدند، می‌توان به رایانه دیجیتالی، رایانه آنالوگ کنترل پرواز، سامانه شناسایی وضعیت اضطراری، پلتفرم داخلی راهنمای مسیر و کنترل نرخ شتاب‌سنج‌ها اشاره کرد. واحد تجهیزات ساترن ۵ توسط مهندسان ناسا در مرکز پروازهای فضایی مارشال طراحی شد.

در این قسمت، یک رایانه‌ همه‌چیز را پیش از پرتاب راکت و تا زمانی که مرحله‌ سوم راکت جدا می‌شد، کنترل می‌کرد. سیستم‌های راهنمای مسیر نیز با اندازه‌گیری شتاب و ارتفاع راکت، می‌توانستند سرعت و موقعیت راکت را مشخص کرده و پیش‌بینی کنند.

ساختار اصلی واحد تجهیزات، یک سازه‌ حلقوی شکل است که به شکل استوانه‌ای بسیار کوتاه درآمده است. این ساختار از جنس آلیاژ آلومینیوم و کندو شکل است و ۲.۵ سانتی‌متر ضخامت دارد. ساختار حلقوی شکل، یک‌تکه نیست؛ بلکه از سه تکه‌ منحنی با زاویه‌ ۱۲۰ درجه تشکیل شده که وقتی سرهم می‌شوند، یک دایره‌ کامل را تشکیل می‌دهند. دلیل ساختار کندویی شکل و جنس آلومینیومی این قسمت، استحکام بالای آن است و می‌تواند نقش یک عایق خوب را ایفا کرده و مانع از رسانایی گرما به سایر قسمت‌ها شود.

پرتاب ساترن ۵

اولین پرتاب موشک ساترن ۵ را مأموریت آپولو ۴ رقم زد. این مأموریت بی‌سرنشین بود. آپولو ۴، یک آزمایش تمام عیار به‌شمار می‌رفت؛ زیرا اولین‌باری بود که تمام مراحل راکت عملیاتی می‌شدند.

اهداف مأموریت شامل آزمایش یکپارچگی ساختاری، سازگاری موشک و فضاپیما، یکپارچگی سپر حرارتی و مهر و موم حرارتی، عملیات کلی ورود مجدد، بارهای پرتاب و ویژگی‌های دینامیکی، جداسازی مرحله، زیرسیستم های موشک، سیستم تشخیص اضطراری و امکانات و عملیات پشتیبانی مأموریت بود که تمام این اهداف محقق شدند.

مأموریت آپولو ۴ در ابتدا قرار بود اواخر سال ۱۹۶۶ انجام شود، اما به دلیل مشکلاتی که به هنگام ساخت ‌راکت به وجود آمده بود، انجام آن چند ماهی به تعویق افتاد و در نوامبر سال ۱۹۶۷ انجام شد. این نخستین مأموریت آپولو بود که پس از حادثه‌ مأموریت سرنشین‌دار آپولو ۱ که به مرگ خدمه‌ آن منجر شد، انجام می‌شد و ناسا تأکید داشت که باید حتماً بی‌سرنشین باشد.

آپولو ۴ مأموریتی ۹ ساعته بود که با موفقیت انجام شد و درون اقیانوس آرام فرود آمد. طی این مأموریت، ناسا به تمام اهدافی که تعیین کرده بود، رسید. ناسا این مأموریت را یک موفقیت بزرگ نامید؛ زیرا نشان داد که ساترن ۵ یک راکت قابل اطمینان بوده و به‌خوبی کار می‌کند و می‌تواند راه را برای مأموریت‌های بعدی آپولو و در‌نهایت سفر انسان به ماه، هموارتر کند.