サターン

スペース百科

サターン

分類:ロケット

名称:サターン シリーズ
打ち上げ国名・機関:アメリカ/アメリカ航空宇宙局(NASA)
運用機関・会社:アメリカ航空宇宙局(NASA)
運用機関・会社:アメリカ航空宇宙局(NASA)
打ち上げ場所: ケープカナベラル空軍基地
運用開始年: 1961年
運用終了年: 1975年

サターンシリーズは、NASAがアポロ月計画のために開発した大型ロケットです。もともとはアメリカ陸軍弾道ミサイル局(ABMA)のウェルナー・フォン・ブラウン博士が1957年に提案していた計画でしたが、1958年にNASAが創設された後でフォン・ブラウン博士ら陸軍の技術者はNASAに移籍、サターンもNASAの計画となりました。最初に計画されたサターンIは、ジュピターに使っているのと基本的に同じロケット・エンジンを8基束ねて(クラスターして)いました。
サターンIの試射は1961年に始まりました。1966年からは第2段のエンジンを水素燃料のJ-2としたサターンIBが登場し、このロケットが1968年にアポロ計画最初の有人飛行であるアポロ7を地球を回る軌道に打ち上げました。サターンIBはその他に、1972〜73年に宇宙飛行士の乗ったスカイラブ2〜4を、1975年にソ連との共同計画のアポロソユースを地球周回軌道に乗せています。
サターンIBでアポロ計画の実験を進めましたが、初めて月周回飛行を行ったのはサターンVで打ち上げられたアポロ8でした。このサターンVは、アポロ宇宙船を月軌道まで送るために開発されたロケットで、ペイロードはスペースシャトルの約4倍の104tにもなる歴史的にみても世界最大のロケットでした。開発は1961年のアポロ計画正式承認と共にスタートしましたが、この当時、世界最大のロケットを打ち上げるために、ケネディ宇宙センターに専用のロケット組立施設と39番発射台群が建設されました。サターン V の1号機は1967年11月に試射され、1968年12月の通算3号機では初めて人間の乗ったアポロ8を打ち上げて、月に向けて送り出したのです。1969年7月20日のサターンV6号機で打ち上げられたアポロ11は、ついに人類史上初めての月面着陸に成功しました。その後もサターンVはアポロを月に送りましたが、アポロ計画は17号で打切られ、15機造られたサターンVは3機が使われずに残りました。そのうち1機は、1972年にスカイラブ宇宙ステーション(スカイラブ1)を地球周回軌道に乗せるのに使われましたが、最後に残った2機は地上展示物となりました。

1.どんな形をし、どんな性能を持っているの？
アポロ計画で有人宇宙船を打ち上げたのが、サターンIBとサターンVです。
サターンIBは2段式ロケットで、第1段は円筒形の燃料(ケロシン)タンクと酸化剤(液体酸素)タンク合わせて9本を束ねた構造をしています。ロケット・エンジンは、推力93tのH-1が8基です。第2段は液体水素を燃料、液体酸素を酸化剤とするJ-2エンジン(推力97.5t)1基を持っています。アポロCSMを載せたサターンIBの直径は6.5m、高さは68.2mになります。離床重量は590tで、18.1tのペイロードを地球周回軌道に乗せることができます。
サターンVは3段式で、第1段にはケロシンと液体酸素を推進剤として、当時最大の695tのと推力を出したF-1エンジンが5基あります。上段には、液体水素と液体酸素を使うJ-2エンジン(推力104.7t)が用いられ、第2段には5基、サターンIの第2段と同じ第2段には1基が取り付けられています。サターンVは直径10.1m、アポロ月宇宙船を載せた形の高さは110.6m、離床重量は2870.9tになります。地球周回軌道には104t、月への軌道には43tを運ぶことができます。

2.打ち上げや飛行の順序はどうなっているの？
サターン IBでは、第1段は125秒、第2段は294秒燃焼して、ペイロードを地球周回軌道に乗せます。
サターン Vでは、第1段が127秒、第2段が365秒それぞれ燃焼して切り離された後、第3段が142秒燃焼して、アポロ宇宙船と共に高度190kmのパーキング軌道に乗ります。地球を2〜3周したところで、第3段が再点火されて345秒燃焼して、アポロを月への軌道に送り出します。アポロから切り離された第3段は、アポロの後を飛んで月面まで到達します。

3.どんなものを打ち上げたの？
アポロ、スカイラブ宇宙ステーション、ペガサス衛星があります。

4.どのくらい成功しているの？
サターンIは1回、サターン IBは10回、サターン Vは13回打ち上げられましたが、失敗は一度もありませんでした(成功率100%)。