Saturn 5: Wie kann man Raketentechnologie verlieren?

Die Medien sprechen zunehmend von der sogenannten "Mondverschwörung", einer verschwörungstheologischen Theorie, die behauptet, dass der Flug und die Landung auf dem Mond im Rahmen des Apollo-Weltraumprogramms erfunden wurden. Ob dies politische Spekulation ist, was die Ziele dieser Diskussionen sind, ist eine etwas andere Frage. Manchmal spritzen unkomplizierte Bewusstseinsströme auf die Giktayms .

Es wird oft gesagt, dass die Saturn-5-Rakete zu gut war, um real zu sein. Wenn es existierte, warum mussten Sie das Shuttle-Programm starten, das sich letztendlich als teurer als sein Vorgänger herausstellte? Wenn es existierte, warum jetzt von Grund auf eine superschwere Rakete SLS mit ähnlichen Eigenschaften entwickeln? Wie kann Produktionstechnologie überhaupt verloren gehen?

"Saturn-5" - eine Rakete, die den Rückzug bemannter Apollo-Raumschiffe auf dem Flugweg zum Mond sicherstellen soll. Die Menschen mussten nicht nur ins Leben gerufen werden, sondern auch für die Möglichkeit einer sicheren Rückkehr sorgen. Das heißt, es war notwendig, eine sanfte Landung auf der Mondoberfläche von zwei Personen mit Ausrüstung und Lebenserhaltungssystemen zu gewährleisten, vom Mond abzuheben und beim Eintritt in die Atmosphäre mit Wärmeschutz zur Erde zurückzukehren. Ein Teil der Masse wurde durch die Trennung des Mondmoduls, das auf dem Mond saß, von dem Befehl, der in der Umlaufbahn des Mondes blieb, gerettet.

Aber eine riesige Rakete war immer noch erforderlich: Der Saturn-5 konnte 140 Tonnen in eine erdnahe Umlaufbahn bringen. Zum Vergleich: Die häufig verwendete schwere Proton-Rakete zeigt 22 Tonnen an. Der letzte der gestarteten Saturn 5 brachte die 77 Tonnen schwere Raumstation Skylab in die Umlaufbahn - nur das Multimodul Mir konnte diesen Rekord brechen. Das Skylab war so groß, dass der Astronaut bei Verlust des Drehpunkts einige Minuten in dieser Position hängen bleiben konnte, bis das Lüftungssystem an einer der Wände entleert war. Saturn 5 ist nach wie vor die stärkste Rakete der Geschichte. Bisher konnte niemand seinen Rekord brechen.

Die Menschheit freut sich und will neue Errungenschaften. Heute ist der Blick der NASA auf den Mars gerichtet. Und obwohl der Kongress nur ungern Geld gibt, wird die Rakete Space Launch System (SLS) entwickelt. Grob beschrieben handelt es sich um eine dreistufige Rakete mit zwei verstärkten Festbrennstoff-Boostern aus den Shuttles. In der ersten Phase werden vier Shuttle-Motoren installiert. In seiner schwersten Modifikation sollte der SLS den Saturn 5-Rekord brechen - Block III wird 150 Tonnen in die erdnahe Umlaufbahn bringen können.

Dies ist jedoch nur die schwierigste der vorgeschlagenen Änderungen. Andere sind realistischer, sie können 70 oder 130 Tonnen starten. Wenn Saturn 5 140 ausgeben könnte, warum dann nicht? Um diese Frage zu beantworten, müssen Sie sich der Entstehungsgeschichte der Rakete zuwenden.



Obwohl informell, begann die NASA 1960, noch vor Kennedys Rede , über den Mond nachzudenken . Der Name Saturn 5 deutet darauf hin, dass die Rakete das fünfte Modell in der Familie war. Es gab andere Optionen, sogar schwerer als Saturn 5. Eine Reihe von Nova-Raketen konnte 300 Tonnen und mehr in die erdnahe Umlaufbahn bringen, blieb aber für immer auf dem Reißbrett. 1962 wurde das Nova-Entwicklungsprogramm aufgrund der Wahl eines Flugschemas mit einem separaten Mondmodul eingeschränkt, wodurch die Gewichtsanforderungen des Flugzeugs reduziert wurden.

Die Rakete war von beispielloser Komplexität. Die Frage war, wer es bauen würde. Von Braun entschied sich für die Arbeitsteilung. Dadurch konnte er die Besten der Besten der gesamten Branche auswählen. Er könnte die erfahrensten Leute aus jedem der Unternehmen einbeziehen. Die Entwicklungsgeschwindigkeit erwies sich als sehr hoch. Für Auftragnehmer bedeutete die Lösung große Aufträge, keinen großen Auftrag für irgendjemanden. Infolgedessen wurde der Hauptanteil auf drei Unternehmen verteilt: Boeing, North American Aviation und Douglas. Sie produzierten die drei Schritte, aus denen Saturn 5 besteht.



Der S-IC verfügt über 5 Rocketdyne F-1-Motoren, die mit flüssigem Sauerstoff und Kerosin betrieben werden. Der erste Schritt wurde von Boeing in der Michoud Assembly Facility in New Orleans, Louisiana, gemacht. Der Windkanallauf fand in Seattle statt. Die Landebahn wurde von Designern des Marshall Space Center, dem führenden Zentrum der NASA, entworfen.

S-II war verantwortlich für die nordamerikanische Luftfahrt. Der Schritt wurde von fünf Rocketdyne J-2-Motoren mit flüssigem Wasserstoff und Sauerstoff angetrieben. Die Montage wurde in Seal Beach in Kalifornien durchgeführt. Die Douglas Aircraft Company baute die dritte Sprosse der S-IVB in Huntington Beach in Kalifornien. Wie beim zweiten gab es einen J-2-Motor, aber einen. Er arbeitete an demselben Wasserstoff und Sauerstoff. Der dritte Schritt passte in das Flugzeug Pregnant Guppy, und die beiden anderen mussten auf dem Wasserweg nach Cape Canaveral geliefert werden. Manchmal verbrachten sie 70 Tage auf See.

Der Flug von drei Stufen wurde durch das Instrumentenmodul des Entwurfs des Marshall Space Center und der Montage von IBM gesteuert. Die Designer beschlossen aus mehreren Gründen, das Navigationssystem von Schiff und Rakete zu trennen. Unter ihnen war Zuverlässigkeit. Die Entscheidung rettete Leben: Während des Fluges von Apollo 12 traf ein Blitz eine Rakete. Der Apollo-Computer wurde ausgeschaltet, der Saturn 5 jedoch nicht.



Die Arbeitsteilung erwies sich als zweischneidiges Schwert. Insgesamt waren mehr als 20.000 Auftragnehmer und Subunternehmer an der Raketenproduktion beteiligt. Nicht alle von ihnen existieren heute. Heute gehört die nordamerikanische Luftfahrt als eigenständige Einheit der Vergangenheit an - das Unternehmen wurde 1996 an Boeing verkauft. Rocketdyne besaß auch die Boeing, verkaufte sie jedoch später an United Technologies Corporation und diese übertrug sie an Aerojet. Viele Unternehmen, die an der Entwicklung der Rakete beteiligt waren, überlebten bis heute nicht. Einige der übrigen veränderten die Struktur und mehrere Generationen von Mitarbeitern.

Liquidierte Organisationen sind jedoch nicht das einzige Problem. Selbst wenn alle Unternehmen noch existierten, war es unwahrscheinlich, dass sie mit der Produktion beginnen konnten. Jeder der Auftragnehmer führte seine eigenen Produktionsdokumente, die verloren gehen könnten. Auch wenn es nicht verloren geht, kann es in einigen Lagern gelagert werden. Welches die Person kennt, die dort nicht mehr arbeitet oder sogar gestorben ist.

Die Arbeit der Auftragnehmer wurde von zwei Gruppen im Marshall Space Center überwacht. Die Abteilung für Forschungs- und Entwicklungsoperationen überwachte die Integrität der Raketenstruktur, und die Industriebetriebe überwiesen Mittel und nahmen den Auftrag an. Es gibt keine Menschen mehr, die wissen, wie man die Mosaikstücke zusammensetzt.

Es gab keine geplante Verwendung für Saturn 5 nach Apollo. Vieles wurde nicht richtig dokumentiert und ist in den persönlichen Unterlagen der Ingenieure verblieben. Heute verrotten diese Zettel im Keller eines Menschen. Die Leute wissen, wo diese oder jene Dokumente waren, erinnern sich an wichtige Kleinigkeiten, die nirgendwo aufgezeichnet sind. Benötigen noch Bediener, die den Flug der Rakete kontrollieren. Wenn Sie heute Saturn 5 starten möchten, müssen sie erneut trainiert werden.

Die Formulierung der Frage „Wie Technologie verloren gegangen ist“ ist falsch. Wir leben nicht in einem dunklen Zeitalter. Wir haben keine bestimmte Ära der Unwissenheit erreicht, in der wir plötzlich die Prinzipien von Raketentriebwerken vergessen haben. Wissen blieb, es gab mehr. Es gibt auch die Möglichkeit, Raketen herzustellen. Warum nicht heute Saturn 5 bauen, wenn es so mächtig ist?

Warum dauert die Entwicklung eines neuen Auto- oder Flugzeugmodells mehrere Jahre? Alle Technologien ihrer Konstruktion sind bereits bekannt. Sie unterscheiden sich nur in geringfügigen Verbesserungen voneinander, auch wenn es manchmal völlig neue Entwicklungen gibt. Selbst Änderungen an einem vorhandenen Basismodell nehmen viel Zeit in Anspruch. Dies liegt daran, dass es sich um ein sehr komplexes Gerät mit vielen Teilen handelt, die von verschiedenen Unternehmen hergestellt werden.

Eine Booster-Rakete zur Landung einer zerbrechlichen Person auf einem anderen Himmelskörper erfordert eine noch größere Genauigkeit einzelner Teile. Seine Toleranzen, zulässige Größenunterschiede, sind kleiner als bei jedem Auto. Daher werden beim Erstellen und Erstellen eines solchen Geräts Tausende von Stunden für das Testen und Verfeinern aufgewendet. Benötigen Sie anspruchsvolles technisches Fachwissen. Auf diese Weise erhält das Entwicklungsteam eine einzigartige Erfahrung, die sonst niemand auf der Welt hat. Wer Saturn 5 wiederholen möchte, sollte Erfahrung mit Saturn 5 haben. Aber es gibt keine Leute.

Das Management der Rakete spiegelt sich in der technischen Dokumentation wider, die das Ergebnis von Modellierung und Tests ist. Angenommen, die Dokumentation erscheint irgendwo. Die Saturn-5-Rakete besteht aus mehr als 3 Millionen Teilen. Das Apollo-Schiff selbst und das Mondmodul bringen noch ein paar Millionen hinzu. Die Montage und Steuerung solcher Geräte ist ein komplexer Prozess, dessen Umfang dem menschlichen Bewusstsein kaum zugänglich ist. Änderungen am Design erfordern auch Änderungen und das Umschreiben dieses Dokuments mit Anweisungen.

Und Änderungen werden erforderlich sein. Am Ende des Apollo-Programms wurden Fabriken, die Teile für Raketen herstellten, entweder geschlossen oder begannen, etwas anderes zu produzieren. Montagelinien wurden abgebaut, Muster und Formen als unnötig zerstört. Ingenieure, Mechaniker, Wissenschaftler und Flugsicherungsunternehmen nahmen andere Arbeiten auf. Im Laufe der Zeit sind Materialien veraltet, einige von ihnen produzieren nicht mehr.

Veraltete Materialien können ersetzt werden. (Oder Sie können die Hälfte der US-Industrie in den frühen sechziger Jahren nachbauen.) Das Ersetzen von Materialien verändert Masse, Spannung, Druck und die Wechselwirkung zwischen Teilen. Die Fehlfunktionen und Fähigkeiten des Flugzeugs werden sich ändern. Sie können eine technische Prüfung durchführen. Das erneute Testen und Simulieren wird mehrere Jahre dauern. Sie können neue Aktionsmethoden und Verwaltungsvorgänge erstellen und neue Dokumentationen schreiben. Sie können Menschen erziehen. Aber all dies bedeutet die tatsächliche Schaffung einer Rakete von Grund auf neu. Wurde berücksichtigt



die Fähigkeit, F-1-Motoren der ersten Stufe in einer zukünftigen SLS-Rakete auf Seitenverstärkern einzusetzen. Natürlich wollten sie sie nicht vollständig kopieren. Moderne Entwicklungswerkzeuge und computergestützte Entwurfssysteme bieten dem Designer mehr Leistung und Einfachheit des Prozesses. In über fünfzig Jahren wurde viel geschaffen, sodass Sie heute effizientere Knoten erstellen können. Sie können einzelne Teile verbessern. Genau darauf zielte das F-1B-Projekt ab: Eine der F-1-Motoren wurde zerlegt und mit einem 3D-Scanner weggefahren.

Das aktuelle SLS-Projekt verwendet Motoren und Shuttle-Booster mit festem Treibstoff - der F-1B wurde aufgegeben . Der US-Kongress stellt seine Anforderungen an Auftragnehmer für das SLS-Programm und sie sind viel härter als in der Ära des Mondrennens. Für dieses Projekt nannten sie scherzhaft das Senate Launch System.

Saturn 5 war eine zu teure Rakete. Die Startkosten im Jahr 1969 betrugen unter Berücksichtigung der Inflation 3,19 Milliarden US- Dollar. Das Programm wurde durch das Space-Shuttle-Programm ersetzt, dessen Ziel es war, die Startkosten auf 118 USD pro Pfund (1.520 USD pro Kilogramm in heutigem Geld) zu senken . Aufgrund der unerwarteten Komplexität aller Vorgänge, einer Änderung des Designs und eines aufgeblähten Budgets haben Shuttles dieses Ziel nie erreicht und wurden viel teurer. SLS sollte eine Person zum Mars liefern, deren Kosten auch nicht gefallen.

Basierend auf Amy Shire Teitels Blog und Robert Frosts Antwort .

Source: https://habr.com/ru/post/de388699/