A Saturn–V fél évszázada
(Rovat: Az Apollo holdprogram, A Skylab űrállomásprogram - 2017.11.09 07:15.)

Épp ma 50 évvel ezelőtt emelkedett először a világűrbe minden idők eddigi legnagyobb rakétája. Cikkünk első részében bemutatjuk a Saturn–V történetét és teljesítményét.

A Saturn–V rakéta felépítése. (Kép: NASA)

A Saturn–V-re azért volt szüksége a NASA-nak, hogy űrhajósait eljuttathassa a Holdra. A rakétát az Apollo-programban és a Skylab űrállomás 1973-as pályára állítására használták. Hatalmas méreténél és teljesítményénél is fontosabb jellemzője, hogy minden indítása sikeres volt. A rakéta 111 méter magas volt, ami egy 36 emeletes épület magasságának felel meg, startra kész tömege 2800 tonna. A rakéta első fokozata öt hajtóműve együttesen 34,5 meganewton tolóerőt fejtett ki, a Saturn–V mintegy 140 tonna hasznos terhet tudott alacsony Föld körüli pályára állítani, ebből 45 tonnát tudott a Holdig eljuttatni. A rakétát Huntsville-ben (Alabama, USA), a NASA Marshall Űrközpontjában fejlesztették, Wernher von Braun irányításával. A Saturn rakétáknak három változata készült, a kísérleti repülésekre szolgáló Saturn–I, a Saturn–IB, amellyel a Skylab űrállomás legénységeit és a Szojuz–Apollo-program Apollo űrhajóját vitték Föld körüli pályára, valamint a holdutazásokhoz használt Saturn–V.

A Saturn–V első fokozatának F-1 hajtóművei a Rocketdyne cég szerelőcsarnokában. Az 5,6 méter magas, 3,7 méter átmérőjű rakétamotorok mindegyike tengerszinten 6,77 meganewton tolóerőt szolgáltatott, amihez másodpercenként több mint 15 tonna üzemanyagot (kerozin és folyékony oxigén keverékét) égetett el. (Kép: NASA / MSFC)

A Saturn–V rakéta első fokozata (Saturn–IC) öt darab F-1 hajtóművében 770 ezer liter kerozint égetett el, amihez 1,2 millió liter folyékony oxigént használt. Az óriási mennyiségű üzemanyagot a hajtóművek 2 perc 42 másodperc alatt fogyasztották el, miközben az induláskor 2800 tonnás szerkezet 67 km magasságig emelkedett, ahol előbb a kiégett első fokozat, majd az első és második fokozat közötti adaptergyűrű levált, és beindult a rakéta második lépcsője (Saturn–II). Ennek a fokozatnak öt darab J-2 hajtómű adta a tolóerejét, amelyekben 984 ezer liter folyékony hidrogént 303 ezer liter folyékony oxigénnel égettek el. 9 perccel és 9 másodperccel az indulás után a második fokozat is elhasználta az üzemanyagát, majd tíz másodperccel később levált. A harmadik fokozat (Saturn–IVB) egyetlen J-2 hajtóművel, ennek megfelelően ugyancsak folyékony hidrogénnel és folyékony oxigénnel működött. Ezzel kb. 191 km magasságban Föld körüli pályára állították az űrhajót, ahonnan a hajtómű újabb beindításával álltak át a Hold felé vezető pályára. Ezután a Saturn–IVB fokozatot is leválasztották, ezzel tehát a Saturn–V rakéta teljesítette a feladatát.

Az IBM mérnökei a Saturn–V rakéta irányításáért és navigációjáért felelős „agyán” dolgoznak, amelyet a rakéta harmadik fokozatát az Apollo űrhajóval összekötő gyűrűben helyeztek el. (Kép: NASA)

Az óriásrakéta története azonban legalább a II. világháborúig nyúlik vissza. Szellemi atyja az a Wernher von Braun volt, aki 1912-ben Németországban jómódú arisztokrata családban született, és már gyermekkorában a rakétaépítés megszállottjává vált. Nagy hatással volt rá Hermann Oberth könyve, a Rakétával a bolygóközi térbe. Egyetemistaként az Űrhajózási Egyesület (VfR, Verein für Raumschiffahrt) tagjaként dolgozott. Az egyesület 1932-ben meghívta egy bemutatóra Walter Dornbergert, a német hadsereg századosát, akit lenyűgöztek a látottak. Amikor 1933-ban a náci párt jutott hatalomra, betiltották a civil rakétakísérleteket, de von Braunt és a VfR sok más tagját hamarosan magához csalogatta a hadsereg, ahol Dornberger irányításával dolgoztak. Nagyszabású rakétaprogram körvonalai bontakoztak ki, a munka hamarosan már Peenemündében folyt. Itt fejlesztették ki a hírhedt V–2 rakétát, amelynek sorozatgyártását azonban – miután a szövetségesek 1943 augusztusában lebombázták a peenemündei létesítményt – a közép-németországi Nordhausen közelében fekvő Kohnstein hegy mélyébe fúrt alagútrendszerbe, a Mittelwerkbe telepítették. Az óriási földalatti gyár rabszolgamunkásokkal való ellátása érdekében kibővítették a közeli Mittelbau-Dora koncentrációs tábort, 1943 végén már a foglyok ezreit dolgoztatták halálra megdöbbentő körülmények közt a hegy mélyében. Az embertelen körülmények miatt a rakéta gyártásába sokkal többen haltak bele, mint ahány áldozata a tényleges bevetéseknek volt. Bár von Braun a rakéta tervezésével foglalkozott, az SS őrnagyaként bizonyára tudomása volt a gyártás körülményeiről.

Wernher von Braunnak sikerült úgy intéznie, hogy 1945 májusában munkatársaival együtt ne a szovjetek, hanem az amerikaiak fogságába essenek. A V–2 elrejtett dokumentációját is az amerikaiak kezére játszotta. (Kép: Wikimedia)

1945 februárjában Robert Staver amerikai százados azzal a paranccsal érkezett Európába, hogy bukkanjon nyomára a V–2-re vonatkozó szakértelemnek, és helyezze azt amerikai felügyelet alá. Amikor a szovjet hadsereg 1945. május 2-án benyomult Peenemündébe, ott már semmit sem találtak, a németek mindent elpusztítottak. Von Braun és csapata előbb a Mittelwerk gyár közelében lévő és az előrenyomuló amerikai csapatok útjába eső Nordhausenbe ment. Március 19-én az a parancs érkezett Berlinből, hogy a német kísérleti programokra vonatkozó összes feljegyzést meg kell semmisíteni, ám von Braun ehelyett az éjszaka leple alatt 14 tonna anyagot egy barlangban rejtett el, hogy ott később megtalálják. Az amerikaiak mintegy 100 V–2 megépítésére alkalmas alkatrészt is zsákmányoltak, valamint megszervezték a peenemündei csapat és családtagjaik tömeges áttelepítését az amerikai zónába, később onnan az Egyesült Államokba.

Wernher von Braun 1945. szeptember 29-én érkezett a texasi Fort Blissbe, a Paperclip-hadművelet első lépéseként az Egyesült Államokba szállított hét német tudós egyikeként. 1946 folyamán az amerikaiak Fort Blissben újra összegyűjtötték von Braun egykori csoportjának meghatározó tagjait. Előkerültek a Nordhausenből eltűnt dokumentumok, emellett a zsákmányolt rakéták tucatjait és a Mittelwerk gyáraiból összeszedett sok tonna alkatrészt is Amerikába szállították. Nem volt zökkenőmentes az átmenet, de végül a Paperclip-művelet keretében német tudósok százait honosítottak az Egyesült Államokban, a rakétamérnökök von Braun vezetésével már az amerikai űrprogram korai szakaszába bekapcsolódtak. Bár a civil fejlesztők és az amerikai hadsereg, illetve a hadsereg fegyvernemei közötti rivalizálás megnehezítette a helyzetet, végül von Braunék Juno rakétája sikeresen pályára állította az USA első műholdját. (A Wernher von Braunra vonatkozó életrajzi információk forrása Giles Sparrow: Az űrrepülés című könyve, M-Érték Kiadó, Budapest, 2008.)

Wernher von Braun tájékoztatja Kennedy elnököt az Apollo-program fejlesztéseinek helyzetéről (1963. november 16.). (Kép: Apollo Archívum)

1958-ban megalakult a NASA, és még az év végén bejelentették az amerikai emberes űrprogram indítását. A szovjetek Gagarin repülésével megelőzték őket, nem sokkal később azonban Kennedy elnök elmondta történelmi jelentőségű beszédét, melynek értelmében az „Egyesült Államok még az évtized vége előtt embereket küld a Holdra és épségben visszahozza onnan őket”. Egyértelmű volt, hogy a program végrehajtásához minden korábbinál nagyobb teljesítményű rakéta szükséges. Ennek elkészítésével a korábbi sikerek alapján a von Braun irányításával működő csapat kapott megbízást. Elkezdődött az űrverseny következő felvonása, a versenyfutás a Holdért, megszületett az Apollo-űrhajó és a Saturn–V rakéta.

Wernher von Braun, háttérben az első holdraszállásra induló Apollo–11 űrhajót szállító Saturn–V rakétával. (Kép: NASA)

A Saturn–V számára épített, 160 méter magas, 3,7 millió köbméter térfogatú szerelőcsarnok (VAB, Vehicle Assembly Building) és az onnan kigördülő, a starthely felé tartó egyik rakéta. (Kép: NASA)

Orrában az üres Apollo–4 űrhajóval 1967. november 9-én először emelkedett magasba a Saturn–V rakéta. (Kép: NASA)

Az 50 évvel ezelőtt első útjára indult Saturn–V óriásrakéta látványos sikereinek köszönhetően kultikus objektummá vált, amit mi sem bizonyít jobban, hogy a közelmúltban a LEGO borsos ára ellenére nagy sikerrel dobta piacra a rakéta 1 méter magas változatát, amelyet stílszerűen 1969 darabból lehet összeállítani. De melyek voltak ezek a látványos sikerek, és mennyire közelítette meg a mai rakétatechnika a Saturn–V teljesítményét? Erről lesz szó cikkünk következő részében.