Saturn V

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Bước tới: menu, tìm kiếm
Saturn V
Ap4-s67-50531.jpg
Tên lửa Saturn V đầu tiên, AS-501, trước khi phóng Apollo 4
Các dữ kiện
Kích thước
Cao 111 m (364 ft)
Đường kính 10 m (33 ft)
Khối lượng 3,038,500 kg
(6,699,000 lb)
Số tầng 3 (2 lúc phóng Skylab)
Khả năng
Khối lượng mang lên quỹ đạo thấp của Trái Đất 118,000 kg (3-stage)
75,000 kg (2-stage)
Khối lượng mang lên
mặt trăng
47,000 kg
Tầng thứ I - S-IC
Động cơ 5 động cơ tên lửa F-1
Sức đẩy 34.02 MN
(7,648,000 lbf)
Thời gian đốt 150 s
Nhiên liệu RP-1oxygen lỏng
Tầng thứ II - S-II
Động cơ 5 động cơ tên lửa J-2
Sức đẩy 5 MN
(1,000,000 lbf)
Thời gian đốt 360 s
Nhiên liệu hydrogen lỏng
oxygen lỏng
Tầng thứ III - S-IVB
Động cơ 1 động cơ J-2
Sức đẩy 1 MN
(225,000 lbf)
Thời gian đốt 165 + 335 s
(2 lần đốt)
Nhiên liệu hydrogen lỏng và
oxygen lỏng

Saturn V (thường được biết đến như là "Tên lửa Mặt Trăng") là một loại tên lửa vũ trụ nhiều tầng có khả năng kéo dài sử dụng nhiên liệu lỏng được sử dụng trong Chương trình ApolloSkylab của NASA.

Là kiểu lớn nhất trong gia đình các loại tên lửa Saturn, tên lửa Saturn V được thiết kế dưới sự chỉ đạo của Wernher von Braun tại Trung tâm bay Vũ trụ MarshallHuntsville, Alabama, với Boeing, North American Aviation, Douglas Aircraft CompanyIBM, các công ty đấu thầu chủ đạo. Nó vẫn là tên lửa phóng mạnh nhất đã từng hoạt động, theo các tiêu chuẩn từ độ cao, nặng, sức đẩy, mặc dù loại tên lửa Energia (Энергия) của Nga, chỉ bay hai chuyến thử nghiệm, có sức đẩy lúc cất cánh chỉ mạnh hơn một ít.

Tổng cộng, NASA đã phóng lên 13 tên lửa Saturn V từ năm 1967 đến 1973, với không một tổn thất nào. Tên lửa theo thiết kế có nhiệm vụ mang lên phi thuyền Apollo sử dụng bởi NASA cho việc đổ bộ lên Mặt Trăng, và sau đó Saturn V tiếp tục được sử dụng để phóng trạm không gian Skylab.

Ba tầng của tên lửa Saturn V được phát triển bởi các công ty khác nhau hợp đồng với NASA, nhưng sau một chuỗi các sát nhập và bị mua tất cả bây giời thuộc quyền sở hữu của Boeing. Mỗi tầng thứ nhất và thứ hai được thử tại Trung tâm Vũ trụ Stennis Space tọa lạc gần Vịnh St. Louis, Mississippi. Trung tâm sau này được sử dụng cho việc thử nghiệm và kiểm định các động cơ chính của tàu con thoi.

Hoàn cảnh[sửa | sửa mã nguồn]

Trong năm 1957, Liên Xô phóng Sputnik 1, vệ tinh nhân tạo đầu tiên. Lyndon B.Johnson-lúc đó là Thượng Nghị Sĩ của Lãnh tụ Đảng đa số, sau này là Tổng thống-gợi nhớ lại cảm giác "cú sốc sâu sắc về nhận thức rằng một quốc gia có thể đạt được công nghệ cao hơn đất nước tuyệt vời này của chúng ta." Hậu quả của cơn khủng hoảng Sputnik vẫn tiếp diễn, và năm 1961, khi phi công vũ trụ Liên Xô Yuri Gagarin đi vào quỹ đạo Trái Đất trên tàu vũ trụ Vostok 1, nhiều người Mỹ cảm thấy rằng Liên Xô đã dẫn đầu Cuộc Chạy Đua vào Không Gian. Lúc đó, kinh nghiệm duy nhất về việc đưa người vào không gian của Mỹ là chuyến bay của Alan Shepard trên con tàu ''Freedom 7''. Vào thời đó, không có tên lủa nào có thể đủa người lên Mặt Trăng mà không dùng tên lủa đẩy. Saturn I đang trong giai đoạn phát triển nhưng không phóng trong 6 tháng. Mặc dù nó lớn hơn những tên lủa đẩy đương thời nhưng nó cần nhiều lần phóng để đưa tất cả bộ phận của tàu vũ trụ Mặt Trăng vào quỹ đạo. Tên lủa Saturn V lúc đó vẫn chưa được thiết kế mặc dù động cơ công suất lớn F-1 của nó đã được phát triển và bắn thử.

Nghi ngờ[sửa | sửa mã nguồn]

Có khá nhiều bằng chứng cho rằng tên lửa Saturn 5 không thể đưa con người lên Mặt Trăng được. Một trong những nguyên nhân làm dấy lên nghi ngờ rằng vào năm 1969 Mỹ không đưa được người lên Mặt Trăng là vì chỉ vài năm trước, tên lửa Mỹ thua kém so với Liên Xô trên cơ sở những gì mà hai bên thực hiện được trong cuộc chinh phục vũ trụ, nhưng đột nhiên, tên lửa “Saturn-5” của họ có sức mạnh mà 20 năm sau, với tên lửa “Energia”, Liên Xô mới đạt được.

Có những bằng chứng cho thấy tên lửa “Saturn-5” – mà ngay sau đó, Mỹ đưa vào bảo tàng – là không có khả năng này.

Mỹ tuyên bố Chương trình Apollo phóng những con tàu có người điều khiển đã thành công vào ngày 11/10/1968: Con tàu Apollo-7 đưa các phi hành gia Walter Shirra, Donnon EiseleWalter Cunningham xuất phát từ sân bay vũ trụ Kennedy và bay quanh Trái Đất theo quỹ đạo hình ellip.

Ngày 21/12/1968, Mỹ lại dùng tên lửa đẩy “Saturn-5” lần đầu tiên đưa Apollon-8 với phi hành đoàn gồm Frank Borman, James Lovell và William Anders bay lên Mặt Trăng. Con tàu đã bay quanh Mặt Trăng 10 vòng trong 22 giờ. Chuyến bay này là để kiểm tra lại công nghệ gọi là “điều chỉnh nhiệt thụ động” (pasive thermal control) nghĩa là cho con tàu quay xung quanh trục dọc để gia nhiệt đồng đều bề mặt của nó bằng những tia nắng Mặt trời.

Tầng 1 của tên lửa “Saturn-5” dùng để phóng Apollo-11 được kéo ra bệ phóng. Ảnh: NASA. Việc chuẩn bị thám hiểm Mặt Trăng được chuẩn bị gấp rút và tuyên truyền rầm rộ. Tuy nhiên, tên lửa “Saturn-5”, chưa bao giờ đạt được những tính năng cần thiết, ít nhất là về tải trọng hữu ích của nó (không dưới 4-5 tấn) và cũng không đạt được hệ số an toàn cho con người (ít ra cũng là 0,99).

Ai cũng biết rằng trong quá trình thử nghiệm mô hình động lực học của modun bay lên Mặt Trăng bị trục trặc lớn. Khi phóng thử trong điều kiện mô phỏng về trọng lực của Mặt Trăng, cabin đã bị mất khả năng điều khiển, bị lộn nhào và vỡ tung. Lần ấy Amstrong, người lái con tàu, bị hất ra ngoài “một cách kỳ diệu”.

Lúc đó, tướng N.P. Kamanin (trợ lý Tư lệnh các lực lượng không quân Liên Xô, đặc trách về vũ trụ) đã gọi chuyến bay của Apollo-8 là “một chuyến phiêu lưu thuần tuý. Người Mỹ không hề có kinh nghiệm đưa con tàu trở về Trái Đất khi đang bay với tốc độ vũ trụ cấp 2, và tên lửa “Saturn-5” không có đủ độ tin cậy (chỉ mới thực hiện được 2 chuyến bay, thì 1 chuyến đã không thành công)”.

James Lovell, Willim Anders, Frank Borman, phi hành đoàn trên Apollo-8. Ảnh: Wikipedia. Tuy nhiên, ý thức hệ được đặt trên tất cả. Bằng bất cứ giá nào thì Mỹ cũng quyết tâm không để Liên Xô vượt mặt. Tàu “Thăm dò” (Zonda) trong những năm 1967-1968 của Liên Xô đã thực hiện được một chuyến bay về phía Mặt Trăng và tiếp đó, bay quanh Mặt Trăng vào Tháng 11/1968, mang theo những con rùa trên boong rồi quay trở lại mặt đất một cách mỹ mãn. Điều này làm Mỹ càng phải vội vã.

Ngày 7/12/1968, một cánh cửa bay tới Mặt Trăng của Liên Xô được mở, trước tuyên bố của Mỹ, rằng theo dự kiến tháng 12 họ sẽ phóng tàu có người điều khiển đầu tiên Apollo-8 bay quanh Mặt Trăng.

Những cuộc tranh luận bùng lên tại Liên Xô, có nên đưa người lên đó trên con tàu “L-1” để làm được việc này trước Mỹ hay không. Các nhà du hành vũ trụ được đào tạo cho sứ mệnh lên Mặt Trăng là Belaiev và Bykovski đã gửi thư cho Bộ Chính trị, nói họ sẵn sàng hy sinh tính mạng nếu chưa đủ an toàn nhưng dù sao xác suất thành công của tàu có người lái vẫn cao hơn phóng lên một thiết bị tự động.

Kết quả là Liên Xô đã thông qua phương án phóng tàu có người điều khiển đầu tiên là “Soyuz-7K-L1” bay quanh Mặt Trăng vào ngày 8/12 và chuyến bay sẽ kéo dài 6 ngày. Thế nhưng trước ngày dự định, tên lửa đẩy của con tàu là Proton xuất hiện hàng loạt vấn đề ngay trên bệ phóng. Không thể khắc phục được sự cố, cánh cửa sổ bay lên Mặt Trăng của Liên Xô đành khép lại. Và người Mỹ đã phóng Apollo-8 lên theo kế hoạch của họ.

Phi hành đoàn của tàu Apollo-8 trong boong này trước lúc khỏi hành. Ảnh: NASA. Từ sau cơ hội này, lãnh đạo Liên Xô đột nhiên không hề chú ý đến Chương trình Mặt Trăng của họ nữa “một cách khó hiểu”. Người Mỹ dường như với “một điều thần kỳ nào đó” bỗng biết cách khắc phục những khó khăn kỹ thuật có tính nguyên lý mà họ không thể vượt qua trong thập kỷ trước. Rồi họ tuyên bố ngày 3/3/ 1969, phi hành đoàn Apollo-9 với James Mack Divitta, David Scott và Russell Schweickart đã thử nghiệm việc hạ cánh trên Mặt Trăng một môđun thám hiểm sau khi tách khỏi con tàu và sau đó ráp nối lại với nó trên quỹ đạo Trái Đất.

Cuối cùng đến ngày 16/7/1969, tàu Apollo-11 được phóng lên Mặt Trăng. Trên boong có các nhà du hành vũ trụ Niel Amstrong, Michael Collins và Edwin Aldrin. Ngày 20/7 theo thông báo của Mỹ, Amstrong là người đầu tiên đặt chân lên bề mặt Mặt Trăng. Người thứ hai là Edwin. Còn Collins thì quay tròn môđun điều khiển xung quanh Mặt Trăng, đợi các bạn mình quay trở về.

Chính những số liệu của tên lửa “Saturn-5” qua những lần cải tiến để đưa các tàu Apollo trong Chương trình Mặt Trăng của những chuyến bay trước đã chứng minh rằng Apollo-11, với tải trọng lớn nhất, không có khả năng để các nhà du hành đặt chân lên Mặt Trăng, sau đó quay trở lại an toàn.

Tổng khối lượng mođun điều khiển và mođun Mặt Trăng mà tên lửa “”Saturn-5” phải đưa lên Mặt Trăng lên tới 38 tấn (khoảng 40 tấn kể cả các tầng trung gian) và để hạ cánh xuống Mặt Trăng là 43 tấn (khoảng 45 tấn kể cả các tầng trung gian), trong đó môđun điều khiển là 29 tấn, môđun Mặt Trăng 14 tấn.

Một nguyên nhân khiến “Saturn-5” không đạt được các tính năng mà Mỹ công bố có thể là tầng thứ 2 (không kể nhiên liệu) của “Saturn-5” nặng hơn so với tính toán và xung lượng riêng của động cơ F-1 và J-2 không đạt được công suất thiết kế (khi cải tiến “Saturn-5” Mỹ đã tập trung vào giải quyết khâu này).

Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]

Phương tiện liên quan tới Saturn (rocket) tại Wikimedia Commons

Bản mẫu:Saturns