サターンロケット内部で燃料が揺れ動く様子を見たいですか?

先週の日曜日、スペースXはドラゴン宇宙船を積んだファルコン9を国際宇宙ステーションに打ち上げた。ライブ打ち上げ中に同社が流した交互に映し出された映像の中に、タンク内部の映像があった。これはかなり魅惑的なGIF画像に仕上がっているが、打ち上げ中にタンク内部を目にするのはこれが初めてではない。NASAは1960年代にカメラを使って打ち上げ機内で何が起こっているのかを研究し理解していた。

サターン ロケット ファミリーは、アポロ計画が月まで飛ぶことを可能にしたロケット ファミリーです。1960 年代初頭に、ヴェルナー フォン ブラウンと彼のロケット エンジニア チームによって考案されました。米国陸軍から NASA のマーシャル宇宙飛行センターに移管されたとき、彼らは C-3 と呼ばれる 3 段式ロケットのコンセプトを持ち込みました。CI の第 1 段は F-1 エンジン、S-II の第 2 段は J-2 エンジン、S-IV の第 3 段は RL-10 エンジンで駆動されました。1961 年の秋までに、フォン ブラウンは C-4 と呼ばれるより大型のバージョンをすでに構想していました。これは C-3 と同一ですが、より強力な S-IVB と呼ばれる第 3 段が使用されていました。間もなく、彼は C-5 と呼ばれるさらに大型のロケットを思いつきました。これは第 1 段に 5 基の F-1 エンジンを使用し、第 3 段に同じく強力な S-IVB を使用しました。

このロケット ファミリーの文字による指定は最終的に廃止され、代わりにサターンという名前が採用されました。このファミリーの名前の由来は、木星ロケット ファミリーの直後に登場した土星が太陽の次の惑星だったからです。ただし、数字による指定はそのまま残り、サターン I、サターン IB (以前は C-4)、サターン V となりました。

ロケットの構成はそれぞれ異なっていたが、各段で燃焼する燃料など、いくつかの基本的な類似点があった。第 1 段では極低温液体酸素 (LOX) とロケットグレードのケロシンの混合物を燃焼し、第 2 段と第 3 段では LOX と液体水素の混合物を燃焼した。

5 機目のサターン 1 ロケットの灯油タンク内部の様子をカメラが捉えました。これは SA-5 ミッションを開始したロケットであり、サターン初の軌道打ち上げであり、実機の S-IVB が軌道に打ち上げられた初めてのケースでした。エンジニアリング カメラは、飛行中の燃料の挙動を記録するために使用されました。

もう 1 台のカメラは、AS-203 ミッションを開始したサターン IB で使用され、軌道上の S-IVB ステージ内の液体水素の挙動を観測しました。

飛行中の燃料の挙動を理解することは、アポロ計画の成功に不可欠でした。第 1 ステージで燃料が激しく揺れると、ロケットの誘導システムに影響を及ぼし、軌道から外れる恐れがあります。S-IVB は、月面ミッションで特に重要な役割を果たしました。これは、乗組員を月へのコースに送り出すために、地球軌道上で再起動する必要のあるステージでした。この燃焼を開始する燃料が宇宙でどのように挙動するかを知ることは、重要な燃焼が滞りなく行われるようにするために不可欠でした。

ご存知のとおり、アポロ計画は宇宙飛行士を月に着陸させるという主な目的を達成し、同時に私たちが見るべき素晴らしい遺物も残しました。これらの素晴らしいクリップを保存し、ナレーションを付けてくれた Spacecraft Films の Mark Gray 氏に敬意を表します。

_出典: Spacecraft Films (埋め込みビデオ)、アポロ宇宙船年表第 1 巻。_