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8 avril 2012 7 08 /04 /avril /2012 10:34

 

 

Karen Nyberg dans la station spatiale internationale

   Portail de l'astronautique

 

La Terre est le berceau de l'humanité, mais on ne passe pas sa vie entière dans un berceau. C. Tsiolkovski

La sonde Cassini se met en orbite autour de Saturne

 

Surveyor 1 launch.jpg

Lancement de la sonde lunaire Surveyor 1 par une fusée Atlas-Centaur (1966)

Apollo Saturn 500F and VAB.jpg


Vue aérienne du VAB au Centre Spatial Kennedy (1966)

STS-125 EVA3a.jpg


Les astronautes John Grunsfeld and Andrew Feustel dans le sas de la navette avant une sortie extra-véhiculaire (2009)


Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.

Saturn V
La première Saturn V avant le lancement d’Apollo 4

Données générales

Mission Vol habité en LEO et vaisseau lunaire
Date des lancements 1967 à 1973
Nb de lancements 13 (dont 1 pour Skylab)
Pays d’origine États-Unis États-Unis

Caractéristiques techniques

Dimensions

Hauteur 110,6 m
Diamètre 10,1 m
Masse au décollage 3 038 t
Nombre étages 3 (2 pour Skylab)
Puissance et capacité d’emport
Charge utile en LEO 118 t
Charge utile pour la lune 47 t
Poussée au décollage environ 34 MN



Saturn V
est la fusée spatiale qui a été utilisée par la NASA pour les programmes Apollo et Skylab entre 1967 et 1972, en pleine course à l’espace entre Américains et Soviétiques.

Il s’agissait d’un lanceur à plusieurs étages, à ergols liquides, dernier né de la famille de lanceurs Saturn conçue sous la direction de Wernher von Braun au Centre de vol spatial Marshall (MSFC) à Huntsville en Alabama, en collaboration avec les sociétés Boeing, North American Aviation, Douglas Aircraft Company ou IBM comme principaux entrepreneurs.

Saturn V reste, encore en 2009, le lanceur spatial le plus imposant qui ait été utilisé en opération, que ce soit du point de vue de la hauteur, de la masse au décollage ou de la masse de la charge utile injectée en orbite. Seule la fusée russe Energia, qui ne vola que pour deux missions de test, la dépassa légèrement au niveau de la poussée au décollage.

Saturn V, qui a été conçue pour lancer le vaisseau spatial habité Apollo permettant les premiers pas de l’homme sur la Lune, a continué son service en envoyant en orbite la station spatiale Skylab.

En tout, la NASA lança treize fusées Saturn V, sans avoir à déplorer la moindre perte de charge utile.

Les trois étages qui composaient Saturn V ont été développés par de nombreuses entreprises sous-traitantes sous pilotage de la NASA. Ces sociétés, suite à de multiples fusions et rachats, font aujourd’hui toutes parties du groupe Boeing.

Contexte historique

Au début des années 1960, l’Union soviétique était très en avance sur les États-Unis dans la course à l’espace. En effet, en 1957, les soviétiques lançaient Spoutnik 1, le premier satellite artificiel, et le 12 avril 1961, le Russe Youri Gagarine devenait le premier homme envoyé en orbite autour de la Terre.

Le 25 mai 1961, le président John Fitzgerald Kennedy annonça que les États-Unis se donnaient comme objectif d’envoyer un homme sur la Lune avant la fin de la décennie (« We choose to go to the Moon »). À cette époque, la seule expérience qu’avaient les États-Unis des vols habités se résumait aux 15 minutes de vol suborbital d’Alan Shepard, lors de la mission Mercury-Redstone 3 à bord de la capsule Freedom 7. Aucune fusée d’un seul étage au monde n’aurait pu envoyer une capsule habitée sur la Lune. La fusée Saturn I était en développement, mais n’avait encore jamais décollé, et avec sa petite taille, il aurait fallu plusieurs lancements pour placer en orbite tous les composants d’un module lunaire.

Au début du projet, la NASA étudia trois concepts différents pour la réalisation de la mission lunaire : le concept dit du « rendez-vous en orbite terrestre » (EOR), celui de l’« ascension directe » (ou mode direct), et celui du « rendez-vous en orbite lunaire » (LOR - Lunar orbit rendez-vous). Bien qu'au début la NASA ait écarté l’idée du LOR, considérant qu’un rendez-vous orbital était déjà bien assez compliqué à réaliser en orbite terrestre, c’est finalement ce plan qui fut retenu aux motifs de sa simplicité globale et de la vitesse avec laquelle il pouvait être exécuté, dans l’optique d’atteindre l’objectif fixé par Kennedy[1][2].

Un des avantages notables du « concept LOR » était que, contrairement au concept de l’ascension directe, il ne nécessitait pas l’emploi d’une fusée de taille démesurée, comme l’était le lanceur Nova qui était envisagé à l’époque[1][2].

La réalisation de la mission lunaire LOR nécessitait tout de même le développement d’un lanceur beaucoup plus puissant que ceux disponibles au début des années 1960, comme par exemple le lanceur Saturn I qui était étudié par les équipes de Wernher von Braun.


Le développement de Saturn 5


Saturn V est le dernier né de la famille des lanceurs Saturn, développée au début des années 1960 au Centre de vol spatial Marshall (MSFC).


C-1 à C-4


La fusée C-1, ou Saturn I, était issue de travaux démarrés par les équipes de Wernher von Braun dès avril 1957 pour développer des lanceurs en vue de diverses applications, militaires ou civiles. Ces programmes avaient pour nom « Super Jupiter », puis « Juno » avant d’être rebaptisés « Saturn » par Von Braun en février 1959.

Ensuite vint le projet C-2, qui fut rapidement abandonné au profit de la C-3, qui devait utiliser deux moteurs F-1 pour le premier étage, quatre moteurs J-2 pour le second, et un étage final S-IV utilisant dix moteurs RL-10. Avant que ne soit fait le choix définitif de la stratégie à employer pour exécuter la mission lunaire, la NASA prévit d’utiliser la C-3 comme composante du concept de mission « rendez-vous en orbite terrestre », avec au moins quatre ou cinq lancements pour réaliser une seule mission.

Mais le MSFC prévoyait déjà une fusée encore plus grande, la C-4, qui devait utiliser quatre moteurs F-1 pour le premier étage, un second étage type C-3 élargi et le S-IVB, un étage avec un unique moteur J-2, comme troisième étage. Avec la C-4, seuls deux lancements étaient nécessaires pour réaliser la mission « rendez-vous en orbite terrestre ».


C-5

La fusée Saturn V est sortie du VAB en route vers le pas de tir.



Le 10 janvier 1962, la NASA annonça un programme de construction de la fusée C-5. Celle-ci était prévue avec cinq moteurs F-1 pour le premier étage, cinq moteurs J-2 pour le second et un troisième étage S-IVB. À l’origine, les quatre premiers vols devaient être des essais, les trois premiers pour tester successivement le bon fonctionnement des trois étages, puis le dernier en tant que mission non habitée en orbite lunaire. Un vol habité devait suivre en 1969.

Au milieu de l’année 1962, la NASA décida d’utiliser un plan d’essai « tout en un », avec les trois étages testés en même temps lors du tout premier vol, ce qui devait raccourcir drastiquement le planning d’essai et de développement, et réduire le nombre de fusées nécessaires pour le programme complet de vingt-cinq à quinze. Mais tout dépendait du bon fonctionnement de chacun des trois étages dès le premier lancement.

En 1963, la C-5 fut renommée Saturn V, et la société Rocketdyne produisit les premiers moteurs.

En 1966, le moteur F-1 passa l’inspection de la NASA et obtint le 6 septembre une qualification complète pour des missions habitées.

Le premier lancement de Saturn V eut lieu le 9 novembre 1967 avec à son bord le vaisseau spatial inhabité Apollo 4.

Le premier lancement habité eut lieu en décembre 1968, pour la mission Apollo 8 circumlunaire.


Technologie

Diagramme de Saturn V



Saturn V est, sans aucun doute, une des machines les plus impressionnantes de l’histoire de l’humanité.

Haute de 110,6 mètres et large de 10 mètres, avec une masse totale supérieure à 3 000 tonnes et une capacité de mise en orbite en LEO (Low Earth Orbit) de 118 tonnes, Saturn V surpassait toutes les autres fusées ayant précédemment volé. À titre de comparaison, Saturn V a à peu près la même hauteur que la grande Arche de la Défense à Paris.

Saturn V fut principalement conçu par le Centre de vol spatial Marshall à Huntsville, en Alabama, sans oublier que de nombreux composants majeurs, comme la propulsion, ont été conçus par des sous-traitants.

Les moteurs utilisés par ce lanceur étaient notamment les nouveaux et puissants moteurs F-1 et moteurs J-2. Lorsqu’ils étaient testés, ces moteurs créaient des vibrations dans le sol qui pouvaient être ressenties à 80 kilomètres à la ronde. L'ensemble des stations sismographiques des États-Unis étaient capables de percevoir les vibrations lors du décollage d'une Saturn V.

Les concepteurs décidèrent très tôt d’utiliser pour Saturn V le maximum des technologies déjà éprouvées pour le programme Saturn 1. Ainsi, le troisième étage S-IVB de Saturn V était basé sur le second étage S-IV de Saturn 1. De la même façon, les instruments de bord qui contrôlaient Saturn V partageaient certaines caractéristiques avec ceux de Saturn 1.

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