Warum wurde die Saturn V nach Apollo 6 als menschentauglich eingestuft?

Apollo 6 (AS-502) war der zweite Flug der Saturn V (der erste war fünf Monate zuvor Apollo 4 /AS-501 gewesen ), der letzte Flug eines Block I CSM , 1 und die letzte unbemannte Apollo-Mission (if man zähle Skylab 1 nicht mit , das war weniger eine „Mission“ als vielmehr ein „riesiger Frachtflug“).

Es war auch die Apollo-Mission, die dem Scheitern am nächsten kam, 2 litt unter großen Pogo-Oszillationen der ersten Stufe 3 , die die Triebwerke in der zweiten ( S-II ) und dritten ( S-IVB ) Stufe der Saturn V schwer beschädigten . Dies führte dazu, dass zwei der fünf Motoren des S-II vorzeitig abgeschaltet wurden 4 (wodurch die verbleibenden drei Motoren gezwungen wurden, bis zur Erschöpfung zu brennen, um dies auszugleichen; selbst dann war noch eine extra lange S-IVB-Verbrennung erforderlich, um die verbleibende Differenz auszugleichen). und führte dazu, dass der einzelne Motor des S-IVB nach dem durch den teilweisen S-II-Ausfall erforderlichen längeren Einsetzbrand nicht neu gestartet werden konnte.

Jeder dieser Fehler, wären sie bei einer bemannten Mission aufgetreten, hätte einen sofortigen Abbruch erforderlich gemacht.

Alle späteren Saturn Vs wurden daraufhin modifiziert, mit Änderungen an der S-II- und S-IVB-Zünderinstallation, um die Kraftstoff- und Sauerstoffleitungen gegen die durch Pogo verursachten Brüche zu verstärken, die bei Apollo 6 auftraten, und mit Teilen der ersten Stufe Das LOX-System von ( S-IC ) wird mit gasförmigem Helium beladen, um das S-IC zu „verstimmen“ und eventuell auftretende Schwingungen zu dämpfen. Diese Modifikationen wurden jedoch nicht vor dem ersten bemannten Saturn-V-Flug ( Apollo 8 oder AS-503 – wie die numerische Bezeichnung andeutet, nur der dritte Flug einer Saturn V überhaupt) flugerprobt, und die Ingenieure hatten keine um zu wissen, ob ihre Anti-Pogo-Maßnahmen unter den Belastungen eines tatsächlichen Starts tatsächlich wirksam wären oder ob der Pogo zurückkehren würde, 5oder ob die Modifikationen selbst neue, unvorhergesehene Probleme einführen würden. Wenn heute während des letzten Testflugs einer neuen menschlichen Trägerrakete eine Reihe von so schwerwiegenden Fehlern auftrat, würde die NASA mindestens drei oder vier weitere unbemannte Flüge verlangen , um die resultierenden Modifikationen zu testen und zu beweisen, dass die Probleme nicht wieder auftreten würden, bevor sie überhaupt darüber nachgedacht hätten menschliche Bewertung des Fahrzeugs.

Darüber hinaus wäre Apollo 8 das erste Mal, dass ein Saturn V für einen translunaren Flug verwendet wurde, das erste Mal, dass ein Saturn V ein Block II CSM trug (und folglich der erste Flug eines voll betankten Block II CSM als Saturn IB, das für Apollo 7 verwendet wurde , war nicht in der Lage, ein vollgetanktes CSM in die Umlaufbahn zu heben ) und daher auch der erste translunare Flug eines Block II CSM. 6 Der folgende bemannte Saturn-V-Flug ( Apollo 9 oder AS-504) wäre das erste Mal, dass ein Saturn V jemals ein LM trug, und das erste Mal, dass ein CSM und ein LM zusammen montiert und gestartet wurden, während der erste translunare LM-Flug ( Apollo 10 oder AS-505) war wiederum eine bemannte Mission.

Warum war die NASA damit einverstanden, den Saturn V unmittelbar nach den schwerwiegenden Ausfällen von Apollo 6 zu bewerten, obwohl dies dazu führen würde, dass Astronauten mit Hardware, Kombinationen von Hardware und Missionsprofilen hochgeschickt wurden, die noch nie getestet worden waren? ein unbemannter Flug?


1 : Obwohl etwas modifiziert, um einige Funktionen von Block II zu testen.

2 : ...wenn man Apollo 1 nicht mitzählt , das nicht per se ausfiel , sondern nach einem tödlichen Bodentestunfall abgesagt wurde.

3 : Eine Art schädlicher Schwingung, die durch Kopplung zwischen einerseits den Biegemoden von Teilen der Raketenstruktur und andererseits den Schwankungen des Triebwerksschubs verursacht wird, die diese Biegung durch Dehnung und Biegung der Triebwerke verursacht ' Kraftstoff- und Oxidationsmittelleitungen.

4 : Einer der Triebwerke wird nach einem Kammerausfall im Zünder des Triebwerks abgeschaltet, verursacht durch das Pogo, das die LH 2 -Leitung des Zünders reißt (wodurch der Zünder mit Kraftstoff verhungert und ermöglicht wird, dass die Kammerwand durch im Wesentlichen reinen Sauerstoff mit einer Lötlampe bestrahlt wird); Der zweite Motor ging aus, als ein Defekt in der Motorsteuerungsverkabelung des S-II es dem für den ersten Motor vorgesehenen Abschaltbefehl ermöglichte, auch die Kraftstoffleitung für den zweiten Motor zu schließen (der bis dahin größtenteils normal funktioniert hatte).

5 : Wie sich herausstellte, war das Problem für den S-IC im Wesentlichen gelöst, aber es tauchte für den S-II mit aller Macht auf Apollo 13 (AS-508) auf, wo extreme Pogo-Oszillationen während der zweiten Stufe auftraten Der Flug riss die Saturn V fast auseinander; Nur ein vorübergehendes und wahrscheinlich falsches Niederkammerdrucksignal vom Mittelmotor - was zu einem vorzeitigen Abschalten des Motors führte - rettete das Fahrzeug vor der Zerstörung. (Gestützt auf dieses Wissen schalteten alle folgenden Saturn-V-Flüge den S-II-Mittelmotor viel früher ab als die Außenbordmotoren, wodurch das Pogo-Problem endgültig gelöst wurde.)

6 : Apollo 7, die erste bemannte Apollo-Mission, die tatsächlich flog, war auch der allererste Flug eines Block II CSM (von den sechs unbemannten Apollo-Missionen – vier Saturn IB-Missionen und zwei Saturn V-Missionen – eine Saturn Die IB-Mission [ AS-203 ] war ein S-IVB-Checkout-Flug ohne CSM oder LM, zwei Saturn-IB-Missionen [ AS-201 und AS-202 ] flogen mit Block I, nicht von Menschen bewertbaren CSMs und eine Saturn-IB-Mission [ Apollo 5] war ein LM-Testflug ohne CSM, während die beiden Saturn-V-Missionen [Apollo 4 und Apollo 6] auch Block-I-CSMs verwendeten); Während die Block I CSMs auf den beiden unbemannten Saturn V-Missionen beide modifiziert worden waren, um einige Block II-Funktionen zu testen, flog kein tatsächliches Block II CSM auf einer unbemannten Mission vor seinem ersten bemannten Flug mit Apollo 7. Zumindest Apollo 7 war ein LEO-Flug , um eine schnelle Rückgabe zu ermöglichen, falls ein Problem aufgetreten sein sollte; Dasselbe galt nicht für Apollo 8 (oder für jeden anderen der translunaren Saturn V-Flüge), da selbst der schnellste Abbruch von einer translunaren Flugbahn erheblich länger war als ein Abbruch von LEO.

„Würde dazu führen, dass Astronauten mit Hardware, Kombinationen von Hardware und Missionsprofilen hochgeschickt werden, die noch nie auf einem unbemannten Flug getestet wurden?“ Ist das nicht bei fast jedem Apollo-Flug passiert?
Bitte lesen Sie diese Seite über den Grund des Ausfalls des J-2-Motors und die Änderungen, die zu seiner Behebung vorgenommen wurden.

Antworten (1)

Das Apollo-Projekt wurde von Kennedys „Ende des Jahrzehnts“-Zeitplan vorangetrieben; Zeit war von entscheidender Bedeutung. Sowohl der Zeit- als auch der Budgetdruck zwangen das Programm, Risiken einzugehen, die sie in einer idealen Situation möglicherweise nicht eingehen würden. Das Fliegen von Live-Crews auf Apollos 7 und 8 war Teil dieses Risikos.

Jeder dieser Fehler, wären sie bei einer bemannten Mission aufgetreten, hätte einen sofortigen Abbruch erforderlich gemacht.

Human-Rating bedeutet nicht „Misserfolge brechen die Mission nicht ab“; Sie bedeuten, dass Ausfälle die Crew nicht töten. Daher ist es mindestens so wichtig, die Abbruchprozesse zu testen wie den Nennflug der Trägerrakete. Das Abbruchsystem von Apollo LES wurde von 1964 bis 1966 an Little Joe- Boostern erprobt – in einem bemerkenswerten Fall wurde der geplante Abbruchtest zu einem echten und erfolgreichen Abbruch, als der Booster auseinanderfiel . Die Servicemodul-Engine, die für einen späten Aufstiegsabbruch verwendet werden würde, wurde auf Apollo 4 getestet, wenn auch nicht unter Abbruchbedingungen. Um realistischere Abbruchtests durchzuführen, müssten Saturn 1B- und/oder Saturn V-Trägerraketen zu unannehmbaren Kosten und Verzögerungen des Programms effektiv weggeworfen werden.

Insbesondere der Ausfallmodus von Apollo 6 hätte wahrscheinlich nicht zu einem sofortigen Abbruch von, sagen wir, Apollo 8 geführt. Das Raumschiff würde die Umlaufbahn erreichen, die Missionskontrolle würde feststellen, dass nicht genug Treibstoff übrig ist, um TLI zu erreichen, und einen Fallback-Missionsplan für LEO erstellen Der Betrieb wäre aktiviert worden, was einen weiteren Test des CSM ermöglicht hätte. (Dieses Szenario beunruhigte Frank Borman anscheinend mehr als die Möglichkeit eines katastrophalen Ausfalls!)

Wenn heute während des letzten Probeflugs einer neuen menschlichen Trägerrakete eine Reihe von so schwerwiegenden Fehlern auftrat, würde die NASA mindestens drei oder vier weitere unbemannte Flüge verlangen, um die resultierenden Modifikationen zu testen und zu beweisen, dass die Probleme nicht wieder auftreten würden, bevor sie überhaupt darüber nachgedacht hätten menschliche Bewertung des Fahrzeugs.

Ich bin nicht sicher, ob ich zustimme, dass dies der Fall ist. Das Shuttle zum Beispiel flog sowohl bei seinen ersten antriebslosen als auch bei seinen ersten Flügen mit Besatzung ; Es flog bei seinem ersten Flug mit Besatzung, nachdem die SRBs nach dem Verlust von Challenger neu gestaltet worden waren. Es flog auf seinem ersten Flug mit Besatzung, nachdem Columbia verloren gegangen war , ohne das Problem , das zu dieser Katastrophe führte, tatsächlich gelöst zu haben. Das ist ein Vierteljahrhundert, in dem die NASA mit dem Shuttle wohl größere Sicherheitsrisiken eingegangen ist als mit Apollo.

Ein Faktor, der die Risikobereitschaft angetrieben haben könnte, war die Erinnerung an das frühe Mercury-Programm. Auf dem MR-2-Flug von Ham, dem Schimpansen , gab es einige kleinere Störungen, die zu der Entscheidung führten, vor Alan Shepards MR-3-Flug einen weiteren unbemannten Mercury-Redstone zu fliegen . In der Zwischenzeit startete die UdSSR Wostok 1 und brachte den ersten Menschen ins All.

Um fair zu sein, dachten sie, sie hätten das Schaumproblem behoben. Sie lagen einfach falsch.
Ich möchte auch anmerken, dass die NASA bereits jetzt einen riskanteren Weg zu verfolgen scheint als mit der Saturn V. Die SLS soll bei ihrem zweiten Flug bemannt fliegen, anstatt bei ihrem dritten Flug wie bei der Saturn V.