Rakete Saturn V Apollokapsel Landefähre Lunar Rover Apollo-Mission Space Center

Die Saturn V Trägerrakete

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Rettungsturm
Rettungsturm (LES)

Der Rettungsturm bringt die Apollo-Kapsel in Notfällen während der kritischen Startphase in sichere Entfernung.

Apollo Kapsel
Apollo Kapsel (CSM)

Das Apollo-Raumschiff besteht aus Kommandomodul und Servicemodul. Hier kommen Lebenserhaltung, Bordcomputer und die Astronauten unter.

Mondlandefähre
Mondlandefähre (LEM)

Hinter der Verkleidung der 3. Raketenstufe versteckt sich die Mondlandefähre. Sie wird erst auf dem Flug zum Mond aus der Raketenstufe gezogen.

3. Raketenstufe
3. Raketenstufe (S-IVB)

Die S-IVB Stufe wird von einem einzelnen J-2 Triebwerk angetrieben. Dieses bringt die Saturn in ihre Parkumlaufbahn um die Erde und dann auf den Weg zum Mond. An der Spitze beherbergt sie, hinter einer vierteiligen Verkleidung die Mondlandefähre.

2. Raketenstufe
2. Raketenstufe (S-II)

Die S-II-Raketenstufe wird von fünf J-2 Triebwerken angetrieben.
Sie startet in einer Höhe von 56 km und bringt die Rakete fast auf ihre Erdumlaufbahn.

1. Raketenstufe
1. Raketenstufe

Die S-IC Stufe wird von fünf F-1 Triebwerken angetrieben.
Diese sind nötig, um die 2900 t schwere Saturn V von der Erdoberfläche zu starten.
Die erste Stufe bringt die Rakete in eine Höhe von 56 km und auf eine Geschwindigkeit von Mach 8.




Technische Daten Saturn V

Gesamthöhe

110,6 m

Startgewicht

2 900 t

davon Treibstoff

2 550 t

maximale Schubleistung

3 400 t 

maximale Nutzlast

130 t

maximale Geschwindigkeit

39 000 km/h

Allgemein

Die Saturn V ist eine Mehrstufenrakete, die speziell für die Apollo-Missionen mit dem Ziel Mond entworfen wurde. Sie besteht aus 3 Raketenstufen, die das Apolloraumschiff in Richtung Mond bringen sollen. Mit ihrer Höhe von über 110 Metern ist sie bis heute die größte Rakete der Welt. Sie besitzt ein Startgewicht von 2900 t, davon sind 2550 t ausschließlich Treibstoff. Um dieses Ungetüm vom Boden abheben zu lassen, müssen die fünf Triebwerke der ersten Stufe über 3400 t (33 354 000 N entspricht 160 Mio. PS) Schubleistung erbringen (Die Maximalleistung der Triebwerke beträgt 4100 t). Das Verhältnis Nutzlast - Treibstoffmenge beträgt 1:50.
Die Saturn V kann eine Nutzlast von 120 Tonnen in den Erdorbit oder 45 Tonnen bis zum Mond bringen. Zum Vergleich: Ebenso könnten 85 Mercury-Kapseln in die Umlaufbahn gebracht werden.
Der erfolgreiche Jungfernflug fand am 9. November 1967 statt (Apollo 4).

Entwicklung

Der Saturn V ging die Saturn I und IB voraus. Die Saturn I wurde bereits Ende der 50er Jahre entwickelt. Bei der Saturn IB handelt es sich um eine aufgerüstete Variante, die für Apollo-Missionen im Erdorbit eingesetzt wurde. Das Konzept der Saturn V wurde schließlich Anfang 1962 vollendet. Als Hersteller wurden Boeing (Raketenstufe 1), North American Aviation (Stufe 2) und Douglas Aircraft (Stufe 3) ausgewählt.

Treibstoff

Der Treibstoff der Saturn V besteht aus flüssigem Sauerstoff (LOX) sowie Kerosin (1. Stufe) bzw. flüssigem Wasserstoff (LH2) bei der 2. und 3. Stufe. Diese Kombination ergibt bei der Zündung einen sehr hohen Dehnungsfaktor von 1600%. 
Die Komponenten werden bei Temperaturen von etwa -200°C in den Tanks vor dem Start kühl gehalten, um eine möglichst hohe Treibstoffmenge in den Tanks unterzubringen. Solange die Saturn mit dem Startturm verbunden ist, wird der wegen der hohen Außentemperatur ständig verdunstende Treibstoffvorrat über Leitungen immer wieder ergänzt (rechts). Diese Leitungen werden erst kurz zuvor bzw. während des Starts abgetrennt.

Ablauf des Starts und des Flugs

Die Triebwerkspumpen der ersten Raketenstufe bauen den Schub 5 Sekunden vor dem eigentlichen Start (dem Abheben) auf. Bis dahin stabilisieren sich die Brennkammern, um eine regelmäßige Verbrennung des Treibstoffes zu gewährleisten. Die Telemetrie sorgt für die synchrone Verbrennung in den 5 Kammern.
Beim Start hebt die Saturn sehr langsam ab. Zum einen wird der nötige Schub erst allmählich erreicht, zum anderen wird sie von riesigen Klammern am Startturm gehalten (links), damit sie nicht sich ruckartig erhebt. Nach der 1. Flugsekunde legt sie nur 0,9 m zurück. Nach der 3. Sekunde 8,3 m. Nach 10 s passiert das Heck der Saturn V die Spitze des 110m hohen Startturmes. In 12 km Höhe, 63 s nach dem Start, durchbricht sie die Schallmauer. Nach 75 s erreicht sie den Punkt mit dem größten Luftwiderstand. Dies ist der größte Belastungstest der Rakete. Mit steigender Höhe wird die Atmosphäre dünner. 160 Sekunden nach dem Start hat die Rakete eine Höhe von 56 km und eine Geschwindigkeit von 10.000 km/h (Mach 8) erreicht. Nun sind die 2000 t Treibstoff der ersten Stufe aufgebraucht, sie wird abgetrennt. 
Einige Sekunden später startet die zweite Stufe, danach wird der Rettungsturm abgetrennt, er wird nun nicht mehr benötigt. Die zweite Raketenstufe besitzt fünf Triebwerke, die die Rakete auf eine Höhe von 185 km bringen. Dort erreicht sie eine Geschwindigkeit von 24 000 km/h. Die ersten Bahnkorrekturen werden mittels Schubreduktion durchgeführt. Nach 390 s wird die 2. Stufe abgetrennt.
Nun startet die 3. Stufe. Die Rakete hat dann die Höhe der Parkumlaufbahn erreicht, muss aber noch auf 28.000 km/h beschleunigen, um nicht auf die Erde zurückzustürzen. Dann wird das Triebwerk abgeschaltet. In der Parkumlaufbahn werden alle Systeme der verbleibenden Rakete überprüft und kleine Bahnkorrekturen vorgenommen.
Nach eineinhalbfacher Erdumkreisung startet die 3. Stufe nochmals, um Apollo Richtung Mond zu schießen. Während der 5minütigen Brenndauer erreicht die Rakete 39.000 km/h - genug, um sich von der Schwerkraft der Erde loszureissen. Mit dieser Geschwindigkeit erreichen die Astronauten den Mond in 60 Stunden. Die 3 Raketenstufen haben bis dahin nur 16 min gearbeitet, ihr Treibstoff von über 2.200 Tonnen ist jedoch schon verbraucht. (siehe auch Missionsbeschreibung)

Stages to Saturn

Neben der Entwicklung und Konstruktion der gewaltigen Mondrakete Saturn V behandelt dieses Buch auch die Männer dahinter und die Reisen der Rakete.

Apollo 11-14 - The Eagle Has Landed [UK IMPORT]

Die englische DVD beschreibt die Apollo-Missionen 11 bis 14

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