サターンI SA-3

サターン-アポロ3号
	SA-3、34番発射台から打ち上げられる
ミッションタイプ	テスト飛行
オペレーター	米航空宇宙局（NASA）
ミッション期間	4分52秒
移動距離	211.41 km (131.36 マイル)
アポジー	167.22 km (103.91 マイル)
宇宙船の特性
打ち上げ質量	499,683 kg (550.8ショートトン)
ミッション開始
発売日	1962 年 11 月 16 日、17:45:02 UTC
ロケット	サターンI SA-3
発射場	ケープカナベラル LC-34
ミッション終了
破壊された	1962年11月16日、17:49:54 UTC ; (プロジェクトハイウォーター)
	アポロ計画; 無人テスト

サターン・アポロ3号（SA-3 ）は、サターンIロケットの3回目の飛行であり、ハイウォーター計画の2回目の飛行であり、アメリカのアポロ計画の一部であった。このロケットは1962年11月16日にフロリダ州ケープカナベラルから打ち上げられた。

歴史

サターンIロケットの部品は1962年9月19日にプロミス船でケープカナベラルに運ばれたが^[1]^{: 6} 、フロリダ半島上空を移動した熱帯低気圧のため、第一段ブースターの打ち上げ台への設置は9月21日まで延期された。^[2]ダミーの第二段と第三段（S-IVとSV）とペイロードは9月24日にブースターに組み立てられた。^[1]^{: 6}バラスト水は10月31日にダミー段に積み込まれ、RP-1燃料は11月14日に積み込まれた。^[1]^{: 6}

この打ち上げにあたり、ケープカナベラル宇宙飛行センター所長のクルト・デブスは、サターン計画を監督していたマーシャル宇宙飛行センター所長のヴェルナー・フォン・ブラウンに対し、キューバ危機の緊張が続いているため、NASAの敷地内に外部からの訪問者を許可しないよう要請した。^[2]

フライト

サターン・アポロ3号は、1962年11月16日17時45分02秒に第34発射施設から打ち上げられた。^[3]カウントダウンシーケンスが停止したのは、地上支援装置の電源障害のため45分間のみであった。^[4]このミッションは、サターンIロケットが燃料を満載して打ち上げられた初めてのミッションであり、約75万ポンド（34万kg）の燃料を積んでいた。^[2]^[5]^[6]

機体の内側のH-1エンジン4基は打ち上げ後2分21.66秒、高度38.19マイル(61.46 km)で停止し、外側の4基のエンジンは打ち上げ後2分29.09秒、高度44.19マイル(71.11 km)で停止した。両エンジンとも当初の推定よりわずかに長く燃焼し、最高速度時速4,046マイル(6,511 km/h)に達した。^[1]^{: 10}機体は高度103.91マイル(167.22 km)、航続距離131.36マイル(211.41 km)まで惰性飛行を続け、打ち上げ後4分52秒で^[1]^{: 10}当局はロケットに停止命令を送り、機体のダミー段を破壊させるいくつかの爆薬を爆発させた。^[3]^[7]第一段は制御不能であったものの、発射地点から約270マイル（430 km）離れた大西洋に衝突するまで無傷のままでした^。 [ ⁶^]

目的

主要な

SA-3の主な目的は、以前の2回のサターンI飛行とほぼ同じで、主に第1段ブースター（SI）とH-1エンジンのテストでした。NASAの報告書「第3回サターン1ロケットテスト飛行の結果」によると、SA-3はブースター、地上支援装置、飛行中の車両、ハイウォーター計画の4つの領域をテストすることを目的としていました。^[1]^{: 3}

ブースターの試験には、推進システム、構造設計、制御システムが含まれた。地上支援試験には、推進剤システム、自動チェックアウト装置、発射台、支援タワーなど、打ち上げに使用された施設と機器が含まれた。機体飛行試験では、安定性や性能などの空力特性の値を確認するための航空弾道、エンジンが機体を正しい速度と軌道で推進するのに十分な推力を提供できることを確認するための推進力、飛行中の8基すべてのエンジンの性能に関するデータを提供するための構造と機械、飛行のすべての段階における機体の応力と振動レベルの測定値を提供するための構造と機械、および宇宙船システムが方向と速度の情報を正確に提供できることを実証するための誘導と制御が測定された。^[1]^{: 3}

4番目の目標であるハイウォーター計画は、SA-2で以前に行われた実験である。これは、第2段と第3段からバラスト水を意図的に放出し、科学者が地球の電離層の性質、夜光雲、宇宙での氷の挙動を調査することを可能にした。^[8]

ハイウォーター計画では、SA-3の模擬上段のタンクに192,528ポンド（87,329 kg）の水、およそ22,900米ガロン（87,000 L、19,100英ガロン）が充填され、将来のサターンのペイロードの質量をシミュレートするために使用された。^[1]^{: 3, 66}水は2つの模擬段にほぼ半分ずつ分割された。ロケットに終了コマンドが送信されると、プリマコードチャージが両方の段を縦方向に分割し、積荷の水が即座に放出された。^[8]この実験は、地上および航空機のカメラやその他の機器によって追跡された。^[7]ケープカナベラルの観測者は、氷の雲が約3秒間見え、「幅は数マイル」あったと報告した。^[6]^[7]

NASAは、飛行中にテレメトリに時折問題が発生し、一部の測定データが使用できないか部分的にしか使用できなかったにもかかわらず、飛行のすべての技術的目標が達成されたと宣言しました。^[^1]^{: 3} SA-3のハイウォーター計画も成功と宣言されましたが、^[1]^{: 3}テレメトリの問題により、再び疑問の結果が出ました。^[9]

特別

NASA の結果報告書によると、SA-3 飛行には 10 の特別テストが含まれており、すべて将来のアポロミッションで使用することを目的とした技術と手順に重点が置かれていた。

推進

前述のように、SA-3はアポロ計画で初めて燃料を満載した飛行であり、それ以前の飛行では最大積載量の約83%しか積載していなかった。これにより、ロケットの低速加速と第一段飛行時間の延長に対する反応をテストする効果があった。^[2]また、このミッションでは、以前の飛行のように時間制限でエンジンを停止するのではなく、ロケットの液体酸素(LOX) がなくなるまでエンジンを始動させることができた。^[5]

SA-3 では、アポロのハードウェアに初めて逆噴射ロケットが使用された。これは、後のミッションで 2 つのステージを分離することになる SI/S-IV ステージ分離システムのうち、SA-3 で唯一機能する部分だった。これら 4 つの小型固体ロケットは、SI ステージの上部に 90 度間隔で配置され、ノズルは上を向いていた。打ち上げから 2 分 33.66 秒後、ロケットは約 2.1 秒間噴射された。ロケットのわずかな位置ずれにより、機体は 1 秒あたり 4.3 度ロールし、宇宙船の ST-90 および ST-124P 慣性プラットフォームは 15 度回転した後に故障した。これは飛行に伴う偶発的なものと考えられ、ミッションの成功には影響しなかった。^[1]^{: 17–18}

計装

ST -124P慣性プラットフォーム（「P」はプロトタイプの略）は誘導制御システムのコンポーネントであり、制御コンピュータに情報を供給するジャイロスコープと加速度計を搭載していた。^[1]^{: 32}大気圏外に出ると、この情報はジンバルエンジンにステアリング信号を提供した。^[10] SA-3の間、このプラットフォームは非アクティブなコンポーネントであった。飛行中は機能し監視されていたが、機体を制御することはなく、当時の標準であるST-90プラットフォームとの性能比較にのみ使用された。ST-90プラットフォームもこの飛行では非アクティブなコンポーネントであった。^[1]^{: 1、29}このミッションでは、両方のプラットフォームがSIとS-IVの間のステージ間に配置されていた。^[5] サターンIBとサターンVの機体には、S-IVBステージの上の計器ユニットに1つずつ搭載される予定であった。 ^[11]

SA-3には2つの新しい送信機が搭載されました。パルスコード変調（PCM）データリンクはデジタルデータを送信しました。これは将来の飛行で宇宙船の自動チェックアウトと打ち上げ手順を提供するために不可欠です。^[2]このユニットは高い信号強度で動作し、非常に正確なデータを提供することを示しました。^[1]^{: 60} SA-3では極超短波（UHF）無線リンクもテストされました。これは低周波数では効果的に送信できないセンサー測定値を送信するために使用されます。^[2]このシステムは満足のいくパフォーマンスを示し、飛行後の文書によると、エンジニアは将来のテレメトリ送信のためにその役割を拡大する可能性があります。^[1]^{: 60}

ブロックIIアンテナパネルは飛行中にテストされました。燃料タンクの間に配置されたこのアンテナパネルは、ブロックIパネルよりも強力で安定した信号強度を提供しました。^[1]^{: 60}

S-IV ダミーステージと段間フェアリングの温度測定は、サーモカップルと呼ばれる 18 個の温度プローブを使用して実施されました。これらは、ステージ表面の突起部周辺と、作動中の逆噴射ロケットの領域の温度変化を検出するために使用されました。S-IV ステージでは、温度は予想レベル内でしたが、予測の約 2 倍の加熱率が見られました。逆噴射ロケットの噴射中、段間では最高温度 315 °C (599 °F) が観測され、異常に高い測定値を引き起こした原因が不明である可能性があることを示しました。^[1]^{: 53}

エンジニアリングと地上設備

ブロック II M-31 熱シールド断熱材の 1 枚のパネルと宇宙船の熱量計の 1 つが、エンジンのそばの第 1 段のベースに取り付けられました。このテストでは、新しい断熱材を通過する熱流を、サターン I ブロック I の飛行で通常使用される材料と比較して測定しました。^[1]^{: 49–51}

セントール計画では、SVステージの上のペイロードアダプタに2枚のアルミニウムパネルを取り付け、11個の圧力センサーを装備して、動圧の研究が行われた。この研究は、最初のセントール機が故障したために行われたもので、機体の肩の周りの圧力環境が悪かったことが原因であると疑われている。テストでは、機体がマッハ0.7のときに、肩のすぐ後ろに非常に低い圧力領域が形成されることが判明した。^[12]

最後に、将来のブロックIIサターンI飛行に備えて、新しい240フィート（73メートル）のアンビリカルタワーとブロックIIスイングアームが初めて使用されました。^[1]^{: 66}^[5]

参考文献

この記事には、アメリカ航空宇宙局のウェブサイトまたは文書からのパブリックドメインの資料が組み込まれています。

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外部リンク

ウィキメディア・コモンズのサターン-アポロ3号に関連するメディア

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