Die Saturn V Trägerrakete
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Rettungsturm (LES)
Der Rettungsturm bringt die Apollo-Kapsel in Notfällen während der kritischen Startphase in sichere Entfernung.
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Apollo Kapsel (CSM)
Das Apollo-Raumschiff besteht aus Kommandomodul
und Servicemodul. Hier kommen Lebenserhaltung,
Bordcomputer und die Astronauten unter.
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Mondlandefähre (LEM)
Hinter der Verkleidung der 3. Raketenstufe versteckt
sich die Mondlandefähre. Sie wird erst auf dem Flug zum Mond
aus der Raketenstufe gezogen. |
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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. |
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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.
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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.
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Technische Daten Saturn V
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| 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 |
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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)
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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.
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Apollo 11-14 - The Eagle Has Landed [UK IMPORT]
Die englische DVD beschreibt die Apollo-Missionen 11 bis 14
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