サターンI

サターンI

最初のサターンIは1961年10月27日に打ち上げられました。
関数	中型ロケット
メーカー	クライスラー( SI ) ダグラス( S-IV ) コンベア( SV )
原産国	アメリカ合衆国
サイズ
身長	55メートル（180フィート）
直径	6.60 m (21 フィート 8 インチ)
質量	510,000 kg (1,124,000 ポンド)
ステージ	2 または 3 (第 3 段は飛行したが、アクティブ構成ではなかった)
容量
LEOへのペイロード
高度	185 km (115 マイル)
軌道傾斜角	28°
質量	9,100 kg (20,000 ポンド) (2 段)
TLIへのペイロード
質量	2,200 kg (4,900 ポンド) (2 段)
発売履歴
状態	引退
発射場	ケープカナベラル、LC-34およびLC-37
総打ち上げ数	10
成功	10
初飛行	1961年10月27日 ( SA-1 )
最終便	1965年7月30日 ( AS-105 )
乗客/貨物の種類	ボイラープレート アポロ CM、ペガサス
第一段階 – SI
搭載	8 × H-1
最大推力	6,700 kN (1,500,000 lb f )
燃焼時間	約150秒
推進剤	LOX / RP-1
第2段階 – S-IV
搭載	6 × RL10
最大推力	400 kN (90,000 lb f )
比推力	421秒（4.13 km/s）真空
燃焼時間	約482秒
推進剤	LOX / LH 2
第三段 – SV（非活動飛行）[1]
搭載	2 × RL10
最大推力	133 kN (30,000 lb f )
燃焼時間	約430秒
推進剤	LOX / LH 2
[Wikidataで編集]

サターンI ^{[a] は、}米国初の中型ロケットとして設計されたもので、最大20,000ポンド (9,100 kg) の低軌道ペイロードを運ぶことができる。^{[2]その開発は、1958年に}高等研究計画局(ARPA) から新たに設立された民間のNASAに引き継がれた。その設計は健全で柔軟性があることが証明された。液体水素燃料ロケット推進の開発、ペガサス衛星の打ち上げ、アポロ司令・機械船の打ち上げ段階の空力特性の飛行検証に成功した。10機のサターンIロケットが飛ばされた後、より大型で総推力の高い第2段と改良された誘導制御システムを採用した大型ロケット派生型のサターンIBに置き換えられた。また、アポロ計画で人類初の月面着陸を果たした超大型ロケットサターンVの開発への道も開いた。

ジョン・F・ケネディ大統領は、サターンI、特にSA-5の打ち上げが、スプートニク以来遅れをとっていたアメリカのロケット打ち上げ能力がソ連を追い抜くポイントであると認識していた。^{[3] [4]}

サターン計画は、新しい通信衛星や「その他の」衛星を軌道に乗せるための重量物打ち上げ機という国防総省(DoD) の新しい要件を満たすための提案の 1 つとして開始されました。 ^[2]この要件では、20,000 ～ 40,000 ポンド (9,100 ～ 18,100 kg) を軌道に乗せるか、13,200 ～ 26,200 ポンド (6,000 ～ 11,900 kg) を加速して月周回軌道に乗せる能力のあるロケットが求められました。既存の米国の打ち上げ機は最大で約 3,900 ポンド (1,800 kg) を軌道に乗せることができますが、新しい高エネルギー上段ロケットを使用すると 9,900 ポンド (4,500 kg) まで拡張できます。いずれにしても、これらの上段ロケットは早くても 1961 年まで利用できず、それでも国防総省の重量物打ち上げ要件を満たしていません。

アメリカ陸軍弾道ミサイル局（ABMA）のヴェルナー・フォン・ブラウンのチームは、1957年4月にこの問題の研究を開始した。彼らは、要求される性能のロケットには、離陸時に約150万ポンド力（6.7MN）の推力を持つ下段ブースターが必要であると計算した。たまたま、空軍はちょうどそのようなエンジンの開発に着手したばかりで、最終的にはF-1として登場した。しかし、 F-1 は国防総省が要求している時間枠内には入手できず、いずれにせよ短期的には約100万lbfに制限される予定だった。別の可能性は、当時E-1として知られていたロケットダインエンジンで、約360,000～380,000 lbf（1,600～1,700 kN）の推力を提供し、そのうち4つで要求される推力レベルに達するものだった。このアプローチは人気となり、エンジンと配管が取り付けられるスラストプレートの上に9つのタンクのクラスターを載せた第1段と組み合わされた。設計では、レッドストーン段に似た8つのロケットタンクを、ジュピターロケットから派生した中央のより大きなタンクの周りに縛り付けることを想定していた。設計と直径の類似性により、古いタンクを製造するのに使用されたのと同じツールと設備を使用でき、新しい段の設計と製造段階を迅速化できた。^[5]当時の報道で報じられたこと（そしてその後も広く伝えられた）に反して、タンクは単にレッドストーンタンクとジュピタータンクではなく、同じ直径で新たに作られたはるかに長いバージョンだった。^[5]しかし、第1段は古いロケット設計から設計された推進剤タンクのクラスターであるという認識があり、批評家はそれを「クラスター最後の抵抗」と冗談めかして呼んだ。これはリトルビッグホーンの戦いのニックネーム「カスター最後の抵抗」をもじったものである。

フォン・ブラウンは1957年12月に国防総省に設計を返却し、当時は単に「スーパー・ジュピター」と呼ばれていた新しい設計の概要を示した。共通のクラスター型第1段と、アトラスまたはタイタンIをベースにした上段を使用するいくつかのバリエーションが提案された。アトラスの生産は極めて優先度が高く、余剰生産能力がほとんどまたは全くなかったため、ABMAはタイタンを支持した。彼らは、直径120インチ (3.0 m) の既存のタイタンの工具を使用し、それを延長して長さ200フィート (61 m) の新しい段を製造することを提案した。セントールは第3段として使用され、1963年に運用可能になると予想され、ちょうど下2段の試験が完了した頃だった。結果として得られた3段設計は、最終的に作られたサターン設計よりもはるかに高くて細いものになった。

1958 年 2 月に国防総省の一部として高等研究計画局 (ARPA) が設立され、要件を担当しました。ARPA は設計の変更を 1 つだけ求めました。E-1 がまだ開発の初期段階にあることを懸念し、ロケットができるだけ早く生産に入るように代替案を検討するよう提案しました。ABMA はすぐに対応し、わずかに変更した設計で 4 基の E-1 を 8 基のH-1エンジンに置き換えました。これは、トールミサイルとジュピター ミサイルで使用されている S-3D エンジンのマイナー アップグレードです。エンジンを変更することで、約 6,000 万ドルと最大 2 年間の研究開発期間を節約できると見積もられました。

フォン・ブラウンは以前、宇宙打ち上げに使われるレッドストーンロケットとジュピターロケットをそれぞれジュノーIとジュノーIIと呼んでおり、多段式のバージョンをジュノーIIIとIVとして提案していた。彼は新しい設計の名前をジュノーVに変更した。1958年から1963年までの8億5000万ドル（2007年の価値で56億ドル）の総開発費には、有人および無人の宇宙ペイロードを運んだものも含め、30回の研究開発飛行も含まれていた。

この結果に満足し、1958年8月15日付ARPA命令番号14-59でこのプログラムの実施が命じられた。^[6]

利用可能なロケット エンジンのクラスターに基づいて、推力約 1,500,000 ポンドの大型宇宙船ブースターを提供する開発プログラムを開始します。このプログラムの当面の目標は、1959 年末までに本格的なキャプティブ ダイナミック発射を実証することです。

これに続いて、1958 年 9 月 11 日にはロケットダイン社と H-1 の開発を開始するための新たな契約が締結されました。1958 年 9 月 23 日、ARPA と陸軍兵器ミサイル司令部 (AOMC) は、プログラムの範囲を拡大する追加契約を締結し、「キャプティブダイナミック発射に加えて、このプログラムを 1960 年 9 月頃までにこのブースターの推進飛行試験を実施できるように拡張することに合意する」と述べていました。さらに、彼らは ABMA に 3 基の追加ブースターの製造を依頼し、そのうちの最後の 2 基は「限られた積荷を軌道に乗せることができる」ものとしました。

フォン・ブラウンはこの設計に大きな期待を寄せ、完成すれば他の推進システム、特に F-1 の優れた試験台になると感じていた。彼はジュノー V を「攻撃用および防御用の宇宙兵器」の研究開発のための一般的な運搬手段として利用することを概説した。海軍の航法衛星、陸軍と空軍の偵察、通信、気象衛星、空軍の有人ミッションの支援、陸軍の地上から地上への補給 (最大 6,400 キロメートルの距離) など、各軍種で具体的な用途が予測された。フォン・ブラウンはまた、ホライゾン計画の一環として、有人月面ミッションの基盤としてジュノー V を使用することを提案した。ジュノーは最大2万ポンド（9,000kg）を低地球軌道に打ち上げることができ、彼はジュノーを15機打ち上げて地球軌道上に20万ポンド（91,000kg）の月探査機を建造することを提案した。

この時点ですでに、「木星の次のもの」という意味で「サターン」という名前が使われていました。初期の ARPA レポートの 1 つには、「ダグラス DC-3 が航空学における最初の本格的な旅客機であり、耐久性のある主力機であったように、サターンは最初の本格的な宇宙船であると考えられています」と記されていました。名前の変更は 1959 年 2 月に正式に行われました。

1958年7月29日のNASAの設立は、既存の大型ロケット計画を収集し、将来の作業のために単一の設計セットを選択する取り組みにつながった。当時、空軍と米陸軍の両方に、陸軍のサターンと空軍のスペース・ローンチング・システム（SLS）という、そのような乗り物を開発するチームがあった。^[7] SLSは、固体燃料ブースターと水素/酸素上段を備えた共通のモジュール式コンポーネントのセットを使用して、さまざまな打ち上げ構成とペイロード重量を可能にした。両グループはまた、有人月面基地の計画も開発しており、ABMAのホライゾンは地球軌道上に大型月面ロケットを建造する地球軌道ランデブー方式を採用し、空軍のルネックス・プロジェクトは、最大のSLS構成を使用して単一の巨大着陸船を打ち上げることを計画していた。それだけでは不十分であるかのように、NASA自身のエンジニアは、空軍のアプローチに似た 直接上昇プロファイルで使用することを計画し、独自のノヴァ設計シリーズの設計を開始していた。

フォン ブラウンは、既存の取り組みを調査して勧告を作成するための委員会の議長を務めるよう依頼された。委員会は 1958 年 7 月 18 日に報告書を提出したが、報告書は、米国の計画がこれまでどのように不適切に扱われてきたかを批判し、ソ連の計画が明らかに先を進んでいたことを指摘することから始まった。報告書は、初期のヴァンガードから始まり、ジュノー、アトラスやタイタンなどのICBM、サターンのようなクラスター設計、そして最終的に 600 万ポンド (27MN) の推力を持つ F-1 を使用したクラスターまで、5 つの「世代」のロケットについて説明していた。報告書は、これらのロケットが利用可能になったときにそれらを使用する有人探査プログラムの概要を述べた。既存の ICBM を使用することで、4 人乗りの小型宇宙ステーションが 1961 年に運用可能となり、クラスターは 1965 年から 1966 年にかけて有人月面着陸を支援し、1967 年までに 50 人乗りのより大規模な宇宙ステーションを実現する予定であった。一方、最大のロケットは 1972 年に大規模な月探査を支援し、1973 年から 1974 年にかけて恒久的な月面基地を設置し、1977 年に有人惑星間旅行を開始する予定であった。

1958 年 12 月、すべてのチームが集まり、設計を発表しました。NASA は 1959 年 1 月 6 日にフォン ブラウンの提案を選択し、この提案に重要な後押しを与えました。1 月末、NASA は完全な開発計画の概要を発表しました。これには、ベガとセントールの上段ロケット、ジュノー V、独自のノヴァ ブースターが含まれていました。ベガは、以前は秘密だったアジェナの上段ロケット (当時は「ハスラー」と呼ばれていました) に関する情報が公開されたため、後にキャンセルされました。アジェナの上段ロケットの性能は、NASA の設計とほぼ同等でした。

サターンの設計は順調に進んでいるように見えました。1959 年 4 月、最初の H-1 エンジンが ABMA に到着し、5 月にテスト発射が開始されました。6月にはケープ カナベラルでコンプレックス 34発射場の建設が開始されました。

そして、まったく予想外のことに、1959 年 6 月 9 日、国防総省研究技術局長のハーバート ヨークが、サターン計画の終了を決定したと発表した。彼は後に、この計画が ARPA のより緊急性の高いプロジェクトから資金を奪っていることを懸念しており、既存の ICBM のアップグレードによって短期的には必要な重量物運搬能力が得られると思われると述べた。ABMA 司令官のジョン B. メダリスは次のように述べている。

この頃には、私の鼻は「魚」の異臭を嗅ぎ始めていた。私は、何が起こっているのか、誰と競争しなければならないのかを知ろうと、自分の調査犬を働かせた。空軍が、ダイナソーのブースターとして、まったく異なるまったく新しい乗り物を提案していることがわかった。それは、タイタン エンジンのクラスターを使用し、その性能をアップグレードして、離陸に必要な第 1 段推力を得るというものだった。この乗り物は、スーパー タイタン、またはタイタン C などとさまざまに名付けられた。この乗り物については、急いでエンジニアリングの概要を作成した以外には、何の作業も行われていなかった。しかし、2 段または 3 段構成の乗り物は、すでに何ヶ月も懸命に取り組んできたサターンよりも速く飛行できるという主張がなされた。その提案には、日付と見積もりが添付されていたが、よく言ってもコストの多くの要素を無視し、悪く言えば完全に宣伝だった。

キャンセルを回避しようと、国防総省とARPAのサターン支持者たちはキャンセルに反対する独自のメモを起草した。陸軍もNASAも当時ブースターに関する書面による要件を持っていなかったという事実が彼らにとって不利に働いた。1959年9月16日から18日までの3日間の会議が続き、ヨークとドライデンはサターンの将来を検討し、タイタンCとノヴァの役割について話し合った。結果は同様に予想外のもので、ヨークはキャンセルを延期し短期的な資金提供を続けることに同意したが、それはNASAがABMAチームを引き継いで国防総省の支援なしに開発を続けることに同意する場合に限られていた。NASAもブースターを第三者に頼ることでプログラム全体が危険にさらされることを同様に懸念しており、チームを引き継ぐという考えに非常に前向きだった。

両当事者は翌週も協議を続け、合意に達した。ABMA のフォン ブラウンのチームはそのまま残され、サターンの主任開発者として引き続き働くが、組織全体が NASA の管理下に移管されることになった。1960 年 3 月 15 日の大統領令により、ABMA は NASA のジョージ C. マーシャル宇宙飛行センター(MSFC) となった。

1959年7月、ARPAから、上段をより強力な設計にアップグレードする変更要求を受けました。上段は、直径160インチ(4.1メートル)のより大きな第2段に、4基の新しい20,000ポンド(89kN)の液体水素/液体酸素駆動エンジンを搭載し、第3段には同じ設計のエンジン2基を搭載したアップグレード版のセントールを搭載するというものでした。この変更について、メダリスは次のように述べています。

経済的な理由から、第 2 段の製造には、タイタンの第 1 段と同じ直径 (120 インチ) を使用するよう推奨し、承認されました。ミサイル タンクと主要構造の製造に使用するツールの主なコストは、直径に関係しています。長さの変更によるツールのコストはほとんど、またはまったくかかりません。タンクの内部分割方法、内部で補強された構造、または下部の大きなブースターや上部の異なるサイズのステージに構造を取り付けるために最後に使用される構造の詳細の種類は、ツールの問題にほとんど影響しません。ただし、直径の変更は、ツール、コスト、および時間に関する大きな問題を引き起こします。

突然、第 2 段の作業を中止せよという指令が下され、第 2 段の直径を 160 インチに拡大することの検討を含む、一連の新しいコストと時間の見積もりの​​要求が出された。どうやらヨーク博士が登場し、ダイナソアの将来の要件が 120 インチの直径と両立しないという点を指摘したようだ。彼は、サターンをその空軍プロジェクトのブースターとして使用できるような設計にすることは可能かどうかという疑問を提起した。

私たちはショックを受け、呆然としました。これは新しい問題ではなく、国防総省と NASA が上段ロケットにどのような種類を使用すべきかという問題を議論していた時期に、必要であれば検討すべきだった理由は見当たりませんでした。それでも、私たちは 160 インチの直径を受け入れるという前提で、プロジェクトの見積もり作業を非常に迅速に進めました。同時に、ダイナソアを一定回数の飛行にブーストする完全な運用プログラムの見積もりを提出するよう求められました。いつものように、私たちは 1 つの固定数量ではなく 2 つまたは 3 つの数値を与えられ、それぞれについて見積もりを求められました。

何らかの妥協点を見出すために、NASA、空軍、ARPA、ABMA、国防総省研究技術局から集まったグループが、 12 月にシルバースタイン委員会の下に結成されました。フォン ブラウンは上段燃料としての液体水素に懐疑的でしたが、委員会はそれが将来の上段開発の進むべき道であると彼を説得しました。これらの変更が行われた後、NASA のブースター プロジェクトは軍事開発への依存から完全に解放されました。その時点では、どのような上段でも問題ありませんでした。委員会は、「これらの推進剤が困難な上段用途に受け入れられるのであれば、中段へのそれほど困難ではない用途に高エネルギー推進剤の使用を受け入れない正当な技術的理由はないように思われる」と結論付けました。

委員会は、3 つの大まかなカテゴリに分けられた、いくつかの異なる潜在的な打ち上げ構成の概要を示した。「A」グループは、会議前に提案されたサターン設計に似た低リスク バージョンである。タイタンとセントーアの上段を使用した元の設計は A-1 になり、タイタンを IRBM のクラスターに置き換えた別のモデルは A-2 になった。B-1 設計では、A-2 クラスターを、下段と同様に H-1 を使用する新しい 4 エンジン設計に置き換える新しい第 2 段が提案された。最後に、上段をすべて液体水素エンジンに置き換えた 3 つの C シリーズ モデルがあった。C-1 では、既存の SI クラスターを下段に使用し、新しい 4 基の 15,000 ～ 20,000 lbf (67 ～ 89 kN) エンジンを搭載した新しい S-IV ステージを追加し、2 エンジンのセントーアを上段に残し、現在は SV ステージとして知られるようになった。 C-2 モデルでは、2 基の新しい 150,000 ～ 200,000 lbf (670 ～ 890 kN) エンジンを搭載した新しい S-III ステージが追加され、S-IVとSV が上位に残りました。最後に、C-3 構成では、同じエンジンを 4 基搭載した S-II ステージが追加され、S-III と S-IV のみが上位に残りました。C モデルは A モデルや B モデルを簡単に上回り、さらに互換性があり、必要なペイロード要件に合わせて構築できるという利点もありました。

これらの新しいステージ設計のうち、実際に納品されたのは S-IV のみであり、委員会の報告書に示された形ではなかった。開発スケジュールに間に合わせるため、6 基の Centaur エンジンのクラスターが新しい 220 インチ (5.6 m) ステージに配置され、元の 4 基のアップグレードされたエンジンとほぼ同じ性能の「新しい」S-IV が製造された。多数の小型エンジンは少数の大型エンジンよりも効率が悪く、問題が多いため、早期に単一のJ-2にアップグレードする対象となった。結果として得られたステージであるS-IVB は、性能が大幅に向上したため、サターンはアポロCSM を打ち上げることができ、アポロ計画で非常に貴重であることが証明された。

結局、タイタン C は納品されず、空軍は代わりにクラスター型固体燃料ロケットを使用した「推力増強型」タイタン IIに目を向けました。この新しい設計であるタイタン III は、室温で保管できるハイパーゴリック推進剤を使用していることもあり、製造と飛行のコストが大幅に削減されたため、その後数十年間、国防総省の主な大型打ち上げロケットとなりました。この決定の重要な要因は、国防総省が、サターンを NASA と共有するのではなく、完全に制御できる打ち上げロケットを持つことを望んだことです (40 年間の運用期間中に打ち上げられたすべてのタイタン III/ IVロケットのうち、NASA のペイロードを運んだのはほんの一握りでした)。同様に、タイタン III の開発により、サターンの「柔軟な」ステージング コンセプトの必要性がなくなり、サターンはアポロ計画の有人打ち上げにのみ使用されるようになりました。打ち上げ構成の柔軟性の必要性がなくなったため、これらの設計のほとんどはその後廃止されました。 SV のみが元の形で生き残り、S-IV は改良された形で登場し、サターン V はまったく異なる S-II 段を備えました。

サターン I は、1961 年 10 月 27 日に、模造の上段と部分的に燃料を補給した第 1 段で初飛行を行いました。それまでに最初の試みで成功した打ち上げロケットはなく、発射台の爆発の恐れが広まっていたため、ブロックハウス内の緊張が高まりました。サターンはこれまで飛行した中で最大のブースターであったため、そのような事故は間違いなく極めて破壊的であり、発射施設が 6 か月間使用できなくなる可能性がありました。

しかし、結局、ブースターが上昇し、完璧なテスト飛行を行ったことで、これらの懸念は解消されました。その後 17 か月の間に、ダミーの上段ロケットによる飛行がさらに 3 回行われましたが、すべて完全に、またはほぼ成功しました。そのうち 2 回は、S-IV に水を満たし、段分離後に高高度で爆発させて氷雲を形成し、それを写真に撮りました。

1964 年 1 月のフライト 5 は、生きた S-IV を搭載した最初のフライトでした。この S-IV は軌道上でエンジンを再始動して高高度まで上昇し、2 年後に分解されるまでそこに留まりました。その年、ボイラープレート アポロ CSM を搭載した 2 回のフライトが続きました。

しかし、この時点で、タイタン III の登場により、サターンは国防総省のロケットとしての役割を失っており、より新しく改良されたサターン IB が開発中であったため (アポロ CSM は当初の予想よりも重くなり、より強力な打ち上げロケットが必要になったため)、ブースターはすぐに孤立し、実用的な用途は見つからなかった。

サターン I の主なペイロードは、アポロ司令・機械船と打ち上げ脱出システムの定型版でした。最後の 3 つは、第 2 段宇宙船アダプターにペガサス微小流星衛星も搭載しました。

サターンIは、X-20ダイナソア宇宙機の打ち上げに使用が検討され、^[8]後にはジェミニ宇宙船の月周回ミッションの打ち上げにも使用が検討された。^{[9] [10]} ダイナソアの資金は1963年に削減され、アポロ開発はすでにかなり進んでいたため、これらの提案は実現しなかった。

ずっと後になって、サターン I はTABAS 構想の短距離弾道ミサイルシステムとしても検討された。 ^[要出典] TABAS は、サターンに 25 トン (55,000 ポンド) の通常兵器を搭載した機械式運搬システムを搭載し、ミサイルが敵の滑走路に命中して破壊し、3 日間機能停止にすることを保証した。このシステムは、発射されると核攻撃とみなされ、同種の報復を招く可能性があるため、配備するには危険すぎると考えられていた。

SV の第 3 段は、セントール ロケットの段として開発されました。タンクに水を満たした状態で、サターン I で 4 回非活動飛行されました。活動ミッションで飛行することはありませんでした。SV は、アトラス セントール、タイタン III 打ち上げロケット、およびそれらの派生型の上段になります。

SI の第 1 段は、酸化剤として液体酸素 (LOX) を使用し、 RP-1燃料を燃焼する8 基のH-1ロケット エンジンによって駆動されました。推進剤タンクは、LOX を含む中央のジュピター ロケットタンクと、その周囲を囲む 8 基のレッドストーン ロケットタンクのクラスターで構成されていました。レッドストーン ロケット タンクのクラスターには、白く塗装された 4 基の LOX タンクと、黒く塗装された 4 基の RP-1 燃料タンクが含まれていました。4 基の船外エンジンはジンバルに取り付けられており、ロケットを誘導するために操縦することができました。ブロック II の機体 (SA-5 から SA-10) では、8 基のフィンが大気圏内の飛行中に空気力学的安定性を提供しました。

一般的な特徴

• 長さ: 80.3 フィート (24.5 メートル)
• 直径: 21.4 フィート (6.5 m)

エンジン

• 8 × H-1
  • 推力: 1,500,000ポンド力 (6,700 kN)
  • 燃焼時間: 150秒
  • 燃料: RP-1 / LOX

S-IV の第二段は、ジンバルに取り付けられた 6 基のRL10ロケット エンジンによって駆動され、燃料として液体水素(LH ₂ ) を燃焼し、酸化剤として液体酸素 (LOX) を使用します。推進剤タンクは、LOX と液体水素 (LH ₂₎の推進剤タンクを分離するために 1 つの共通の隔壁を使用しており、構造重量が 20% 削減され、それに伴う長さと構造の複雑さも軽減されました。

一般的な特徴

• 長さ: 40 フィート (12 m)
• 直径: 18 フィート (5.5 m)

エンジン

• 6 × RL10
  • 推力: 90,000ポンド力 (400 kN)
  • 燃焼時間:約410秒
  • 燃料: LH ₂ / LOX

サターンIブロックIのロケット（SA-1からSA-4）は、SI第一段の上にあるキャニスターに搭載された計器によって誘導され、フォード・インストゥルメント社が製造しレッドストーンミサイルに使用されたST-90安定プラットフォームが含まれていた。^[11]これらの最初の4機のロケットは弾道非軌道軌道をたどり、ダミーの上段は単一の動力段から分離されなかった。

ブロックIIのロケット（SA-5からSA-10）には2段の動力付きステージが搭載され、軌道に乗った。SA-5以降、誘導機器はS-IVステージの直前にある計器ユニット（IU）に搭載された。IUの最初のバージョンは直径154インチ（3.9メートル）、高さ58インチ（150センチメートル）で、マーシャル宇宙飛行センターで設計・製造された。誘導、遠隔測定、追跡、および電力コンポーネントは、中央のハブにスポークのように取り付けられた4つの加圧円筒形コンテナに収められていた。^[12]このバージョンはSA-5、SA-6、およびSA-7で飛行した。

MSFCはSA-8、SA-9、SA-10でIUバージョン2を飛行させた。バージョン2はバージョン1と同じ直径だが、高さはわずか34インチ（86cm）だった。加圧容器の代わりに、コンポーネントは円筒壁の内側に吊り下げられ、軽量化が達成された。^[13]

ブロック II の誘導コンピュータは IBM ASC-15でした。IU が搭載したその他の計器には、機体を誘導する能動コンポーネントと、後の飛行で使用するためのテストと評価のために地上にデータを遠隔測定する乗客用コンポーネントがありました。ST-90 安定化プラットフォームは、SA-5 と SA-6 の第 1 段の能動 IMU でした。ST -124 はSA-5 の乗客用で、SA-6 の第 2 段とその後のミッションでアクティブでした。IU には、打ち上げ前に慣性プラットフォームの位置合わせを可能にする光学ウィンドウがありました。

SV段は、燃料として液体水素、酸化剤として液体酸素を燃焼する2基のRL-10A-1エンジンで駆動することになっていた。推進剤タンクは、推進剤を分離するために共通の隔壁を使用していた。SV段は、SA-1からSA-4までのミッションで4回飛行した^[14]。これらの4つのミッションすべてで、SVのタンクは打ち上げ時のバラストとして使用するために水で満たされていた。この段は、どのサターンロケットでもアクティブ構成で飛行したことはなかった。この段は、アトラス-LV3Cでもセントーとして使用され、その現代の派生型は現在でも飛行しており、現在も稼働している唯一のサターンロケット段となっている。

一般的な特徴

• 長さ: 29.9 フィート (9.1 m)
• 直径: 10 フィート (3.0 m)

エンジン

• 2 × RL10
  • 推力: 29,899ポンド力 (133.00 kN)
  • 燃焼時間:約430秒
  • 燃料: LH ₂ / LOX

Saturn-1 シリーズの車両のさらなる打ち上げについては、Saturn IB ページを参照してください。

2021年現在^{[アップデート]}、サターンIの試験車両（またはその部品）が展示されている場所は3か所あります。^[15]

SA-TサターンI型初代静的試験ステージ。マーシャル宇宙飛行センターで製造され、1960年から数回のMSFC静的発射試験に使用され、その後出荷され、ミシュー組立施設で適合試験に使用された後、アラバマ州に返却された。現在はマーシャル宇宙飛行センターの静的試験塔の横に水平に展示されている。2019年、このステージはNASAから団体への寄贈用に提供されたと報じられたが、唯一の条件は輸送費として約25万ドルの「送料」を支払うことだった。^[16]

SA-Tステージの入手に関して資格のある機関からの問い合わせがなかったため、ブースターは2022年4月4日頃に解体されました。^[17]

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  SA-T、MSFC 静的試験スタンドの北側に位置する、1965 年。
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  MSFC での SA-T
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  MSFC での SA-T の別の写真。
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  MSFC 静的テスト スタンド、右下に SA-T。
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  MSFC 静的テスト スタンド。左側に SA-T があります。

SA-Dサターン I ブロック 1 ダイナミック テスト ビークル。MSFC で製造され、1962 年まで MSFC のダイナミック テストで使用されました。現在は、MSFC 本部近くのロケット ガーデンで、ダミーの上段とともに垂直の状態で展示されています。V -2 ロケット(A4)、レッドストーン、ジュピター C、ジュピター IRBM などの歴史的ビークルもいくつか展示されています。

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  MSFC で開発された他のロケットの間にある SA-D が後方にあります。
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  NASA が SLS 打ち上げロケット ステージ アダプターを移動しています。後ろに SA-D があります。

SA-D5ブロック 2 ダイナミック テスト ビークル - SI-D5 ブースター ステージと S-IV-H/D 静水圧/ダイナミック上部ステージで構成され、1962 年に MSFC ダイナミック スタンドでのテストに使用されました。また、 1963 年にケープ カナベラルの LC-37B でチェックアウトに使用されました。アラバマに返還され、S-IB ダイナミック テスト ステージとして使用するために改造されました。NASA/MSFC からサターン V ダイナミック テスト ビークルと同時にアラバマ州に寄贈され、現在はアラバマ州ハンツビルの米国宇宙ロケット センター(旧アラバマ宇宙ロケット センター)に垂直状態で展示されており、地元のランドマークとして非常に親しまれています。

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  SA-D5（左）、アラバマ宇宙ロケットセンター、1970年
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  2011年、米国宇宙ロケットセンターのSA-D5（左）。
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  2017 年、米国宇宙ロケットセンターの SA-D5。

• 軌道ロケットファミリーの比較
• 軌道打ち上げシステムの比較

• ビルシュタイン、ロジャー E. (1996)。『土星への段階: アポロ/サターン打ち上げロケットの技術史』NASA 歴史シリーズ。ワシントン: NASA。ISBN 978-0-16-048909-92004年10月15日時点のオリジナルよりアーカイブ。
• キャドバリー、デボラ（2006年）。 『宇宙開発競争：宇宙の覇権をめぐるアメリカとソビエト連邦の壮大な戦い』ニューヨーク：ハーパーコリンズ出版社。ISBN 978-0-06-084553-7。
• ドーソン、バージニア P.、ボウルズ、マーク D. (2004)。液体水素の制御: セントール上段ロケット 1958-2002 (PDF)。NASA 歴史シリーズ。ワシントン: NASA。ISBN 978-0-16-073085-62006年9月29日時点のオリジナル（PDF）よりアーカイブ。
• ニューフェルド、マイケル J. (2007)。フォン・ブラウン：宇宙の夢想家、戦争のエンジニア。ニューヨーク：アルフレッド A. ノップフ。ISBN 978-0-307-26292-9。
• NASA 技術覚書 X-881 - アポロ システム説明 Vol II - サターン打ち上げロケット (PDF)