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LE LANCEUR SATURN 1B
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CARCTERISTIQUE DU SATURN 1B Le Saturn Uprated ou 1B a été conçue en 1962 par la NASA et le centre Marshall de Huntsville, comme un moyen plus rapide, plus réaliste et plus économique d' emporter sur orbite de grandes charges plus lourdes que celle transporté par Saturn 1 et attendre l' arrivée du géant Saturn 5. Le dessin de base du 1B utilise deux étages existants de Saturn 1 et Saturn 5, avec le premier étage S1B redessiné et le troisième étage S4B et l' IU du Saturn 5. En 1966, deux Saturn 1B sont lancés ajoutant aux succès des 10 Saturn 1B. Elle fait son premier vol le 26 février 1966 AS 201 et réalisera au total 9 missions, AS 203, 202, Apollo 5, 7, Skylab 2, 3, 4 et ASTP jusqu' en 1975. Saturn 1B est un lanceur à 2 étages mesurant 51 m de haut, 68, 5 m avec le CSM Apollo. Sa masse est de 589 770 kg.
ETAGE S1B Le premier étage S1B est en apparence le même que celui de Saturn 1. Il mesure 24,3 m de haut pour 6,5 m de diamètre et pèse à vide 43 200 kg. Il a été redessiné par rapport au S1 ceci afin de réduire le poids. A noter que l' étage S1B du 202 comme celui du 201 est à l' origine un étage S1 destiné au vol Saturn 1 et qui a été affecté au vol AS sans appliquer la réduction de poids (il pèse 45 800 kg). Le second vol du Saturn 1B en juillet 1966 utilisait un étage S1B incorporant la réduction de poids de près de 10 000 kg. Ce gain de poids a été gagné grâce à un nouveaux dessin des ailerons, du berceau des réservoirs, des réservoirs eux mêmes, le déplacement de canalisations de purge à hydrogène, et en supprimant tout ce qui n' était pas nécessaire. Il est composé d'un réservoir central (2,6
m de diamètre) cylindrique remplis d'oxygène liquide autour duquel se greffe
quatre autres réservoirs (1,75 m de diamètre) eux aussi remplis d'oxygène
et quatre réservoirs remplis de kérosène. Sur les premiers exemplaires, les réservoirs LOX sont peint en
blanc et ceux de RP1 en noir avec le logo "United States". Après le
test de mise à feu de l'étage S1B-2 au centre Marshall, le réservoir de
kérosène F3 a subit des déformations permanentes, des ondulations dues aux
contraintes thermiques du retour de flammes des moteurs juste au dessous. Le
réservoir étant peint en noir, il a absorbé plus facilement la chaleur. La
différence entre les parties noires et blanches du réservoirs a crée des
différences de températures et des rides sur la paroi du réservoir. Le
rapport d'enquête publié en août 1965 demande à ce que les réservoirs F3 et
F4 soient peint en noir pour les tirs statiques. Pour simplifier la chose et
rendre le lanceur esthétique, les 4 réservoirs de kérosène sont alors peint
en blanc. En ce moment, l'étage S1B-5 est en cours de clusterineg en usine,
et le S1B-6 est en attente. Il
sera peint selon le nouveau schéma, en blanc. La structure en haut de l'étage qui maintient les 9 réservoirs en place est appelée "Spider beam" de part sa forme octogonale en toile d'araignée. Un trou à l'intérieur permet l'assemblage du S4B. La base est le bâti moteur sur lequel les moteurs H1 sont montés.
Le bâti-moteur du S1B.
Montage des moteurs sur le bâti-moteur. Le "Spider beam" avec le réservoir central.
Les 8 moteurs H1 ont été gonflés, la poussée
passant à 93 tonnes, soit plus 30%. En 2 minutes, l' étage brûle 135 000 kg
de RP1 et 305 500 kg de LOX et se trouve à environ 56 km d' altitude. Les 8
moteurs H1 sont disposés comme sur le Saturn 1, avec un montage en un premier
carré au centre de la baie de propulsion et les 4 autres autour de la baie.
Ils sont tous indépendant.
L'inter-étage est cylindrique en alliage d'aluminium renforcé par des raidisseurs. Quand le S1B est largué du S4B, la partie arrière de l'inter-étage reste avec le S1B. Quatre rétro-fusée permettent d'éloigner les deux étages.
ETAGE S4B-200 Le second étage est le S4B dérivé du S4. Il mesure
17,6 m de haut pour 6,6 m de diamètre. Un moteur Rocketdyne J2 fournit la
poussée de l' étage (moteur à hydrogène et oxygène liquide de 105200 kg).
Le S4B assure la satellisation du vaisseau Apollo à 216 km d' altitude. Fondamentalement, l'étage n'est pas différent de celui qui équipe les Saturn 5, la série 500. Extérieurement, seul le forme de l'APS (Auxilary Propulsion System) destiné au manoeuvre en orbite et le schéma de peinture permet de les différencier. La série 500 est peinte en blanc avec une bande noire sur la jupe avant. La série 200 est peinte en blanc avec la même bande noire ainsi qu'une autre à la base avec quatre bandes versticale se raccordant à l'inter-étage.
Le S4B 508 et 212 dans la tour d'assemblage à Huntington Beach en septembre 1967. Noter le schéma de peinture entre l'étage série 500 et 200. La case à équipement, le cerveau du lanceur, Instrument Unit est monté au dessus du S4B. Elle contrôle le lanceur du lancement à la mise en orbite, le guidage, la télémétrie, la séparation des étages, le pilotage, et les moteurs. Elle mesure 90 cm de haut pour 6,6 m de diamètre. L' UI est développé par le centre Marshall, fabriquée et contrôlée par IBM pour chaque lanceur. Le vaisseau Apollo est au sommet. Le module de service est relié au S4B par un adaptateur tronconique, le SLA, qui s' ouvre en 4 pétales dévoilant le LM. L' ensemble pèse 48000 kg et mesure 25 m de haut.
Au sommet du lanceur, se trouve la tour de sauvetage d' une hauteur d' environ 1 m, chargé, en cas de défaillance du lanceur d' éloigner le module de commande à haute altitude, grâce à un moteur à poudre. En vol normal, le système est largué 197 secondes après le décollage, à 96 km d' altitude. LE MOTEUR J2 Le moteur cryogénique Rocketdyne J2 équipe les étages S4 et S4B des Saturn 1, 1B et 5. Il développe une poussée de 90 tonnes qui sera augmenté à 104 tonnes ultérieurement. Le contrat est passé avec Rocketdyne par la NASA en 1960. Un contrat de production pour 55 moteurs est passé le 24 juin 1964. Au mois d'août suivant, il est augmenté de 102 autres moteurs. Comme le H1, le développement est réalisé à Santa Susana. En novembre, le J2 démontre sa capacité à redémarrer plusieurs fois après 75 minutes de pause. Au total, Rocketdyne fabriquera et livrera 152 moteurs J2. 65 moteurs seront lancés sur des étages S2 (5 moeurs équipent le second étage du Saturn 5), 9 moteurs sur des étages S4 B 200 (Saturn 1B), 12 moteurs sur des étages S4 B 500 (Saturn 5), 10 moteurs sur des étages S2 qui resteront au sol et 2 moteurs sur des étages S4 B 500 qui resteront eux aussi au sol.
ASSEMBLAGE ET LANCEMENT Tous les composants du lanceur se retrouvent ensemble pour la première fois au Cap Canaveral en Floride. Près de 90 opérations seront menées avant le lancement pour tester et vérifier ce gigantesque mécano. L' étage S1B est transporté par bateau du centre MSFC Michoud au hangar AF 4 à Cap Canaveral. Après réception, inspection et la préparation à l' érection, l' étage est amené au LC 34 ou 37 et hissé sur la table de lancement. A ce moment là, débutent les opérations suivantes : _ 1/ Installation des ailerons Le S4B arrive de Sacramento, chez Douglas au KSC par avion, le " Super Guppy ", et est amené dans les petites baies du bâtiment d' assemblage VAB pour être inspecté et préparé à l' érection. _ 1/ Vérification et mise en puissance Le S4B est transporté sur le LC 34 ou 37 et hissé sur le S1B. La case à équipement IU arrive de Huntsville au KSC et est transporté dans un hangar pour recevoir sa centrale à inertie et l' aligner. L' IU est amené sur le pad et est hissé sur le S4B. _ 1/ Vérification des plaques froides Après assemblage des étages S1B, S4B et la centrale inertielle IU, commencent les opérations suivantes : _ 1/ Vérification des connections électriques Après ces tests, le vaisseau Apollo est assemblé au IU. Suivent les opérations suivantes : _ 1/ Test d' intégration avec le simulateur de
lanceur Le CD démarra quelques heures avant l' heure du lancement. Installation des charges pyrotechniques, vérification des systèmes électromécaniques, pressurisation pneumatique des sphères, remplissage des propergols sont quelques-uns uns des évènements qui sont contrôlé depuis le centre de tir dans le blockhaus. Le CD identifie les évènements depuis moins 300 mn jusqu' à zéro. SEQUENCE DE VOL Lancement à T 0 Extinction du S1B à T + 2 mn 10 s Allumage des fusées d' accélération du S4B en vue de sa mise à feu, commande de séparation des deux étages. Allumage du S4B à T + 2 mn 23 s Ejection de la tour de sauvetage à T + 2 mn 51 s Coupure de l' étage S4B à T + 10 mn 30 s (par épuisement des ergols ou commande de l' IU) Le lanceur a fini son vol à T + 7 mn Avec le transfert des lancements de Saturn 1B sur le LC 39 B du KSC en 1970, les procédures d' assemblage différent quelques peu. Le lanceur est amené dans le bâtiment d' assemblage VAB des Saturn 5. En général l' étage S4B arrive bien avant le S1B. Il est mis en stockage et vérifié dans les petites baie du bâtiment. Le S1B est monté sur le Milkstool, un LUT de Saturn 5 modifié pour l' occasion avec l' ajour d' un " escabeau " sur la plateforme afin que la partie haute du lanceur soit au même niveau qu' un Saturn 5. L' assemblage du Saturn 1B se fait comme le Saturn 5 dans une des grandes baie, la n° 1. L' ensemble lanceur / Milkstoll est ensuite transporté sur le LC 39 B par le crawler et préparé pour le lancement.
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