Saturne 5: comment perdre la technologie des fusées

Les médias parlent de plus en plus de la soi-disant «conspiration lunaire», une théorie théologique du complot qui prétend que le vol et l'atterrissage sur la lune dans le cadre du programme spatial Apollo ont été fabriqués. Qu'il s'agisse de spéculation politique, quels sont les objectifs de ces discussions est une question légèrement différente. Parfois, des courants de conscience simples se répandent sur les Giktayms .

On dit souvent que la fusée Saturn-5 était trop belle pour être réelle. S'il existait, pourquoi avez-vous dû lancer le programme de navettes, qui s'est finalement avéré plus cher que son prédécesseur? Si elle existait, pourquoi maintenant partir de zéro pour développer une fusée SLS ultra-lourde avec des caractéristiques similaires? Comment la technologie de production peut-elle être perdue?

"Saturne-5" - une fusée conçue pour assurer le retrait des vaisseaux spatiaux Apollo habités sur la trajectoire de vol vers la lune. Les personnes devaient non seulement être lancées, mais également prévoir la possibilité d'un retour en toute sécurité. Autrement dit, il était nécessaire d'assurer un atterrissage en douceur sur la surface lunaire de deux personnes avec des équipements et des systèmes de survie, décoller de la lune et revenir sur Terre avec une protection thermique en entrant dans l'atmosphère. Une partie de la masse a été sauvée grâce à la séparation du module lunaire, qui était assis sur la lune, de l'ordre, qui est resté dans l'orbite de la lune.

Mais une énorme fusée était encore nécessaire: le Saturne-5 pourrait lancer 140 tonnes sur une orbite terrestre basse. A titre de comparaison: la fusée lourde Proton souvent utilisée affiche 22 tonnes. Le dernier Saturn 5 lancé a lancé la station spatiale Skylab pesant 77 tonnes en orbite - seul le Mir multi-module pourrait battre ce record. Le Skylab était si énorme que si le point de pivot était perdu, l'astronaute pourrait se bloquer et rester coincé dans cette position pendant plusieurs minutes jusqu'à ce que le système de ventilation se dégonfle sur l'un des murs. Saturne 5 reste le missile le plus puissant de l'histoire, jusqu'à présent, personne n'a pu battre son record.

L'humanité est tournée vers l'avenir et souhaite de nouvelles réalisations. Aujourd'hui, la NASA regarde Mars. Et bien que le Congrès hésite à donner de l'argent, la fusée Space Launch System (SLS) est en cours de développement. Décrivant en gros, il s'agit d'une fusée à trois étages avec deux propulseurs à combustible solide renforcés provenant des navettes. À sa première étape, quatre moteurs navettes sont installés. Dans sa modification la plus lourde, le SLS devrait battre le record de Saturne 5 - le bloc III pourra mettre 150 tonnes en orbite terrestre basse.

Mais ce n'est que la plus difficile des modifications proposées. D'autres sont plus réalistes, ils peuvent lancer 70 ou 130 tonnes. Si Saturne 5 pouvait en produire 140, alors pourquoi ne pas l'utiliser? Pour répondre à cette question, vous devez vous tourner vers l'histoire de la création de la fusée.



Bien que officieusement, la NASA a commencé à penser à la lune en 1960, avant même le discours de Kennedy . Le nom de Saturne 5 suggère que la fusée était le cinquième modèle de la famille. Il y avait d'autres options, même plus lourdes que Saturne 5. Une série de fusées Nova pourrait amener 300 tonnes et plus en orbite terrestre basse, mais resta à jamais sur la planche à dessin. En 1962, le programme de développement de Nova a été réduit en raison du choix d'un plan de vol avec un module lunaire séparé, ce qui a réduit les exigences de poids de l'avion.

La fusée était d'une complexité sans précédent. La question était de savoir qui allait le construire. Von Braun a choisi la division du travail. Cela lui a permis de choisir le meilleur des meilleurs de toute l'industrie. Il pourrait impliquer les personnes les plus expérimentées de chacune des entreprises. La vitesse de développement s'est avérée vraiment élevée. Pour les entrepreneurs, la solution signifiait de grosses commandes, pas une grosse commande pour personne. En conséquence, la part principale a été répartie entre trois sociétés: Boeing, North American Aviation et Douglas. Ils ont produit les trois étapes qui composent Saturne 5.



Le S-IC dispose de 5 moteurs Rocketdyne F-1 fonctionnant à l'oxygène liquide et au kérosène. La première étape a été franchie par Boeing au Michoud Assembly Facility de la Nouvelle-Orléans, en Louisiane. La course en soufflerie a eu lieu à Seattle. La piste a été créée par des designers du Marshall Space Center, le principal centre de la NASA.

S-II était responsable de l'aviation nord-américaine. L'étape était conduite par cinq moteurs Rocketdyne J-2 utilisant de l'hydrogène liquide et de l'oxygène. L'assemblage a été réalisé à Seal Beach en Californie. La Douglas Aircraft Company a construit le troisième échelon du S-IVB à Huntington Beach en Californie. Comme le second, il y avait un moteur J-2, mais un. Il a travaillé sur le même hydrogène et oxygène. La troisième étape s'inscrit dans l'avion Pregnant Guppy, et les deux autres doivent être livrés à Cape Canaveral par voie d'eau. Parfois, ils passaient 70 jours en mer.

Le vol de trois étages a été contrôlé par le module instrumental de la conception du Marshall Space Center et de l'assemblage d'IBM. Les concepteurs ont décidé de séparer le système de navigation du navire et de la fusée pour un certain nombre de raisons. Parmi eux, la fiabilité. Cette décision a sauvé des vies: lors du vol d'Apollo 12, la foudre a frappé une fusée. L'ordinateur Apollo s'est éteint, mais pas le Saturn 5.



La division du travail s'est avérée être une épée à double tranchant. Au total, plus de 20 000 entrepreneurs et sous-traitants ont été impliqués dans la production de fusées. Ils n'existent pas tous aujourd'hui. Aujourd'hui, North American Aviation appartient au passé en tant qu'entité distincte - la société a été vendue à Boeing en 1996. Rocketdyne était également propriétaire du Boeing, mais l'a vendu plus tard à United Technologies Corporation, et ce dernier l'a transféré à Aerojet. De nombreuses entreprises qui ont participé à la création de la fusée n'ont pas survécu à ce jour. Certains des autres ont changé la structure et plusieurs générations d'employés.

Mais les organisations liquidées ne sont pas le seul problème. Même si toutes les sociétés existaient encore, il était peu probable qu'elles puissent démarrer la production. Chacun des entrepreneurs a conservé sa propre documentation de production, qui pourrait être perdue. Même s'il n'est pas perdu, il peut être stocké dans certains entrepôts. Laquelle la personne sait qui n'y travaille plus ou qui est même décédée.

Le travail des entrepreneurs a été contrôlé par deux groupes au Marshall Space Center. La Division des opérations de recherche et développement a surveillé l'intégrité de la structure de la fusée et les opérations industrielles ont transféré des fonds et accepté le poste. Il n'y a plus de gens qui savent assembler les morceaux de la mosaïque.

Il n'y avait aucune utilisation prévue pour Saturne 5 après Apollo. Beaucoup n'a pas été correctement documenté, restant dans les dossiers personnels des ingénieurs. Aujourd'hui, ces morceaux de papier pourrissent dans le sous-sol de quelqu'un. Les gens savent où se trouvaient ces documents, souvenez-vous des bagatelles importantes qui ne sont enregistrées nulle part. Besoin encore d'opérateurs qui contrôleront le vol de la fusée. Si aujourd'hui vous souhaitez lancer Saturn 5, ils devront être formés à nouveau.

La formulation même de la question «comment la technologie a été perdue» est incorrecte. Nous ne vivons pas dans certains âges sombres. Nous n'avons pas atteint une certaine ère d'ignorance, dans laquelle nous avons soudainement oublié les principes des moteurs-fusées. La connaissance est restée, il y en avait plus. Il y a aussi la possibilité de fabriquer des fusées. Pourquoi ne pas construire Saturne 5 aujourd'hui s'il est si puissant?

Pourquoi faut-il plusieurs années pour développer un nouveau modèle de voiture ou d'avion? Toutes les technologies de leur construction sont déjà connues. Ils ne diffèrent les uns des autres que par des améliorations mineures, même s'il y a parfois de nouveaux développements. Même les modifications d'un modèle de base existant prennent des périodes de temps considérables. En effet, il s'agit d'un appareil très complexe avec de nombreuses pièces fabriquées par plusieurs sociétés différentes.

Une fusée d'appoint pour atterrir une personne fragile sur un autre corps céleste nécessite une précision encore plus grande des parties individuelles. Ses tolérances, les différences de taille admissibles, sont plus petites que pour n'importe quelle voiture. Par conséquent, lors de la création et de la construction d'un tel appareil, des milliers d'heures sont consacrées aux tests et au perfectionnement. Besoin d'une expertise technique sophistiquée. En conséquence, l'équipe de développement acquiert une expérience unique que personne d'autre au monde n'a. Quiconque veut répéter Saturne 5 devrait avoir une expérience de travail sur Saturne 5. Mais il n'y a personne.

La gestion de la fusée est reflétée dans la documentation technique, qui est le résultat de la modélisation et des tests. Disons que la documentation apparaît quelque part. La fusée Saturn-5 se compose de plus de 3 millions de pièces. Le vaisseau Apollo lui-même et le module lunaire ajoutent quelques millions de plus. L'assemblage et le contrôle de tels dispositifs est un processus complexe, dont l'échelle est à peine accessible à la conscience humaine. Toute modification de conception nécessitera également des modifications et une réécriture de ce document avec des instructions.

Et des changements seront nécessaires. À la fin du programme Apollo, les usines qui fabriquaient des pièces de missiles ont été fermées ou ont commencé à produire autre chose. Les chaînes de montage ont été démontées, les motifs et les formes ont été détruits car inutiles. Des ingénieurs, des ouvriers en mécanique, des scientifiques et des opérateurs de commandes de vol ont pris d'autres fonctions. Au fil du temps, les matériaux sont dépassés, certains d'entre eux ne produisent plus.

Les matériaux obsolètes peuvent être remplacés. (Ou vous pouvez recréer la moitié de l'industrie américaine au début des années soixante.) Le remplacement des matériaux modifiera la masse, la contrainte, la pression et l'interaction entre les pièces. Les dysfonctionnements et les capacités de l'avion vont changer. Vous pouvez effectuer un examen technique. Il faudra plusieurs années pour tester à nouveau et simuler. Vous pouvez créer de nouvelles méthodes d'action et d'opérations de gestion, rédiger une nouvelle documentation. Vous pouvez éduquer les gens. Mais tout cela signifie la création réelle d'une fusée à partir de zéro. A été considéré



la possibilité d'utiliser des moteurs F-1 de premier étage dans une future fusée SLS sur des boosters latéraux. Bien sûr, ils ne voulaient pas les copier complètement. Les outils de développement modernes et les systèmes de conception assistée par ordinateur ont plus de puissance et de simplicité pour le concepteur. En cinquante ans, beaucoup a été créé, vous pouvez donc aujourd'hui créer des nœuds plus efficaces. Vous pouvez commencer à améliorer des pièces individuelles. C'est exactement l'objectif du projet F-1B: l'un des moteurs F-1 a été démonté et chassé avec un scanner 3D.

Le projet SLS actuel utilise des moteurs et des propulseurs à propergol solide - le F-1B a été abandonné . Le Congrès américain fait des demandes aux entrepreneurs pour le programme SLS, et ils sont beaucoup plus sévères qu'à l'époque de la course lunaire. Pour ce projet, ils ont surnommé en plaisantant le système de lancement du Sénat.

Saturne 5 était un missile trop cher. Le coût de lancement en 1969 était de 3,19 milliards de dollars, compte tenu de l'inflation. Le programme a été remplacé par le programme de la navette spatiale, dont l'objectif était de réduire le coût du lancement jusqu'à 118 $ la livre (20 1 520 $ le kilogramme en argent d'aujourd'hui). En raison de la complexité inattendue de toutes les opérations, d'un changement de conception et d'un budget gonflé, les navettes n'ont jamais atteint cet objectif, devenant beaucoup plus chères. SLS devrait livrer une personne sur Mars, dont le coût ne plaît pas non plus.

Basé sur le blog d'Amy Shire Teitel et la réponse de Robert Frost .

Source: https://habr.com/ru/post/fr388699/