El Saturn V foi un cohete desechable de múltiples fases y de combustible líquidu usáu nos programes Apollo y Skylab de la NASA. El so diseñu tuvo al cargu de Wernher von Braun nel Marshall Space Flight Center (Centru de vuelu espacial Marshall) y los sos principales constructores fueron Boeing, North American Aviation, Douglas Aircraft Company y IBM. Foi'l más grande de la familia de cohetes Saturn.
Nos sos vuelos, el Saturn V pasaba por trés fases: S-IC, la primer fase, S-II, la segunda, y S-IVB como última fase. Nos trés utilizábase oxíxenu líquido (LOX) como oxidante. Na primer fase usábase RP-1 (petroleu refinao) como combustible, ente que les otres dos fases usaben hidróxenu líquido (LH2). Nuna misión, por permediu, el cohete funcionaba mientres unos 20 minutos.
La NASA llanzó trece cohetes Saturn V ente 1967 y 1973 ensin nenguna perda de carga útil, anque los Apollo 6 y Apollo 13 tuvieron problemes de motores. La principal carga pa estos cohetes fueron les naves Apollo que llevaron a los astronautes de la NASA a la Lluna.
Foi usáu pa llanzar la estación espacial Skylab, pero'l proyeutu pa utilizalo como vehículu llanzador pa sondes a Marte foi canceláu.
Historia A empiezos de los años 1960, la Xunión Soviética lideraba la carrera espacial contra los Estaos Xuníos. En 1957, los soviéticos llanzaron el Sputnik 1, el primer satélite artificial. Y el 12 d'abril de 1961, Yuri Gagarin foi la primer persona en viaxar al espaciu.
El 25 de mayu de 1961, el Presidente Kennedy anunció que'l país intentaría unviar un home a la Lluna antes del final de la década. Nesi momentu, la única esperiencia qu'Estaos Xuníos tenía col vuelu espacial tripuláu yeren los 15 minutos d'Alan Shepard nel vuelu suborbital del Freedom 7. Nengún cohete del mundu podría llanzar un vehículu espacial a la Lluna nuna pieza. El Saturn I foi desenvueltu pero, inclusive ensin volar, y por cuenta del so pequeñu tamañu, habría que realizar dellos llanzamientos p'asitiar tolos componentes de la supuesta nave llunar.
Nun empiezu, la NASA tenía trés idees principales pa la misión:
El alcuentru n'órbita terrestre (o EOR n'inglés). Yera una idea orixinal de Von Braun y consistía n'usar una serie de pequeños cohetes (la metá del Saturn V) pa dir poniendo n'órbita sobre la Tierra les distintes partes del vehículu llunar. Foi tornáu debíu al poco tiempu que teníen pa esperimentar con oxetos nel espaciu y los sos alcuentros, y nun se conocía si la nave podría ser montada.
El ascensu direutu o DA, proponía usar un cohete llamáu Nova que se dirixera direutamente a la Lluna, qu'aterrizara y depués fuera de nuevu llanzáu hasta la Tierra. La idea foi refugada yá que riquía un cohete d'un tamañu cimeru al Saturn V y yera imposible qu'aterrizara pa dempués desapegar.
El alcuentru n'órbita llunar (o LOR), que consistía en tresportar la nave hasta la Lluna, y parte d'ella aterrizaría na superficie llunar, la otra caltener n'órbita llunar pa tornar a la Tierra.
Anque la NASA refugó la idea de LOR, foi finalmente la solución escoyida yá que yera'l métodu más rápidu y senciellu p'algamar la meta que propunxo Kennedy.
Ente 1960 y 1962 el Marshall Space Flight Center (MSFC) diseñó los cohetes que seríen usaos pa delles misiones, empezando pol C-1, que más tarde se tresformó nel Saturn I. El cohete C-2 nun llegó bien lloñe nel so diseñu primero que'l MSFC abandonar a favor del C-3, que constaba de 2 motores F-1 na so primer fase, 4 motores J-2 na segunda y una fase S-IV con 6 motores RL-10. La NASA entamó usar esti cohete como parte del conceutu d'alcuentru n'órbita terrestre con siquier cuatro o cinco lanzamientos pa una misión.
Sicasí, el MSFC taba planiando un cohete inclusive mayor, el C-4. Este usaría la fase S-IVB con un únicu motor J-2. La primer fase consistía en 4 motores F-1; la segunda fase yera una versión engrandada de la segunda fase del C-3. Con esti cohete namái yeren necesarios dos vuelos pa una misión d'alcuentru n'órbita terrestre.
El 10 de xineru de 1962, la NASA anunció los planes de construyir el C-5. Utilizaría 5 motores F-1 na so primer fase, 5 motores J-2 na segunda y una S-IVB como tercer. Los primeros cuatro vuelos seríen de pruebes, comprobando con ésitu les trés fases ya incluyendo una prueba de vuelu alredor de la Lluna. El primer vuelu tripuláu nun sería hasta 1969, anque a la fin realizóse n'avientu de 1968.
A mediaos de 1962, la NASA decidió usar un sistema aceleráu de pruebes, colos trés fases probaes d'una vegada nel primer llanzamientu. Esto encurtiaría'l tiempu de desenvolvimientu y pruebes, pero significaba que toles fases debíen de funcionar a la perfeición. Tamién dexaría amenorgar el númberu de cohetes de 25 a 15.
En 1963, el C-5 yera renomáu como Saturn V; los primeros motores F-1 de Rocketdyne empezaron a ser producíos. En 1966 los F-1 pasaron los controles de la NASA pa poder ser usaos en vuelos tripulaos. Dempués d'un intensu trabayu de diseñu y pruebes, el 9 de payares de 1967 el primer Saturn V yera llanzáu col Apollo 4 ensin tripulación a bordu.
Teunoloxía El Saturn V ye una de les máquines más impresionantes de la historia humana. Con más de 110 metros d'altor y 10 metros de diámetru, con una masa total de casi 3.000 tonelaes, podía unviar 118 tonelaes a OBT. El Saturn V dexó amenorgaos, en términos de dimensiones y potencia, a los demás cohetes qu'hasta la fecha fueren llanzaos con ésitu.
Foi principalmente diseñáu nel Marshall Space Flight Center en Alabama, anque munchos sistemes importantes, incluyendo la propulsión, fueron diseñaos por subcontratistas. Usaba los nuevos motores F-1 y J-2 pa la propulsión. Los diseñadores decidieron rápido usar tanta teunoloxía del Saturn I como fuera posible. D'esta forma, la tercer fase S-IVB taba basada na segunda fase S-IV del Saturn I. La unidá de preseos que controlaba'l cohete compartía carauterístiques cola que llevaba'l Saturn I.
El cohete constaba de tres fases y la unidá de preseos, que fueron construyíes por dellos contratistes de la NASA. Curiosamente, les empreses que desenvolvieron les trés fases formen parte de Boeing al traviés de compres y fusiones.
Les trés fases tamién usaben pequeños motores de combustible sólidu qu'ayudaben a la separación de les fases mientres el llanzamientu, y p'asegurar que los propelentes líquidos taben na situación apropiada pa ser bombiaos.
Nel casu d'albortar el llanzamientu riquiendo la destrucción del cohete, l'oficial de seguridá unviaría una señal a unes cargues esplosives xuníes na superficie esterior pa españales. Esto fadría cortes nos tanques de combustible y oxidante pa esvalixalos rápido y amenorgar l'amiestu. Dempués la torre de salvamentu sería disparada pa salvar la cáusula colos astronautes.
La primer fase: S-IC La S-IC foi construyida pola compañía Boeing nel Michoud Assembly Facility de Nueva Orleans, onde más tarde s'encargaríen de tanques esternos del tresbordador espacial. Como en casi toles fases d'un cohete, el pesu de más de 2.000 tonelaes nel despegue correspondía al combustible. Usaba pa ello un tipu de querosenu bien refináu denomináu RP-1 y como oxidante, oxíxenu líquido. Midía 42 metros d'altu y 10 metros de diámetru, y aprovía 33,4 MN d'emburrie pa consiguir los primeres 61 km d'ascensu. De los 5 motores F-1 que disponía, el central yera fixu, ente que los 4 esteriores podíen ser dirixíos pa controlar el cohete.
Fabricación La Boeing ganó la contratación pa fabricar la S-IC el 15 d'avientu de 1961. Por esi tiempu, el diseñu xeneral taba al cargu de los inxenieros del MSFC, que construyeron los trés primeros prototipos de prueba (modelos S-IC-T, S-IC-S y S-IC-F) y los dos primeros pa vuelu (S-IC-1 y S-IC-2). El restu foi construyíu por Boeing, tardando ente 7 y 9 meses nos tanques y unos 14 meses en rematar una fase completa.
Los modelos S-IC-3 a S-IC-12 fueron usaos nes misiones Apollo 8 a Apollo 17; el S-IC-13 na misión del Skylab. Dos más se construyeron y xunto a los de prueba esponer en distintos llugares.
Componentes thumb|Esquema de la fase S-IC. La parte mayor y más pesada de la S-IC yera la estructura de los motores, con 21 tonelaes. Foi diseñada pa soportar l'emburrie de los cinco motores y distribuyilo uniformemente sobre la base del cohete. Los cuatro ales estabilizador que tenía soportaben unes temperatures de 1.100 °C
Sobre dicha estructura de los motores taba'l tanque de combustible. Contenía 770.000 llitros de RP-1. El tanque pesaba 11 tonelaes en vacíu y podía lliberar 7.300 llitros per segundu. Mientres el llanzamientu, el combustible yera presurizáu usando heliu, que s'almacenaba nunos tanques xunto al tanque d'oxíxenu líquido.
El tanque d'oxíxenu líquidu (LOX) tenía capacidá pa 204.000 llitros. Amenó problemes especiales pa los diseñadores. Les tuberíes por onde tenía de salir l'oxíxenu hasta los motores teníen de ser rectes, lo que significaba que travesaríen el tanque de combustible. Esto significó l'aislamientu de les tuberíes por que'l RP-1 nun se conxelara y tamién cinco furacos extra na parte cimera del tanque de combustible.
La segunda fase: S-II La S-II foi construyida por North American Aviation (NAA) en California. Usaba hidróxenu líquidu (LH2) y LOX con cinco motores J-2 na mesma disposición que los de la primer fase. Esta segunda etapa aceleraba al Saturn V con un emburrie de 5 MN. De tol so pesu en carga, el 97% pertenecía al combustible.
Historia La S-II nació n'avientu de 1959 cuando un comité encamentó'l diseñu y construcción d'un motor d'hidróxenu líquido. El contratu pal motor foi dau a Rocketdyne y llamaríase J-2. Al empar, la fase S-II foi diseñada: primero usaría cuatro d'esos motores y midiría 22,5 metros d'altor y 6,5 metros de diámetru.
En 1961, el MSFC empezó a buscar un contratista pa la construcción de la fase. D'una trentena de compañíes aeroespaciales invitaes pa proyeutar los requisitos iniciales, namái 7 unviaron propuestes. A la fin, el 11 de setiembre de 1961 la NAA llevóse'l contratu (tamién ganaría los contratos pa los módulos de serviciu y mandu de la nave Apollo).
Configuración thumb|Esquema de la fase S-II. Pesaba casi 500.000 kg, anque namái yera'l 3 % de la etapa puramente dicha, el restu constituyir l'oxíxenu líquido y l'hidróxenu líquido. No fondero de la fase taba la estructura d'emburrie, onde se sofitaben los cinco motores J-2. El central yera fixu, ente que los otros cuatro yeren dirixibles.
En cuenta de usar una estructura de tanques como la S-IC, la S-II utilizó un sistema corriente. Consistía en dos plaques d'aluminiu dixebraes por una estructura en forma de panel d'abeyes fechu de fenol. Esto tenía d'aisllar los 70 °C de diferencia ente los dos tanques. Tamién allixeró'l pesu en 3,6 tonelaes.
El tanque de LOX yera un contenedor elipsoide de 10 m de diámetru por 6,7 m d'altor. Taba formáu por 12 seiciones triangulares, xunto con dos pieces circulares enriba y embaxo.
Per otra parte, el depósitu pal LH2 taba formáu por seis cilindros, cinco d'ellos de 2,4 m d'altor y el sestu de namái 69 cm. El principal problema nel so diseñu y construcción yera l'aislamientu. L'hidróxenu líquido ta a unos 20 °C percima del cero absolutu, por tantu yera necesariu que l'aislamientu funcionara desaxeradamente bien. Les idees iniciales nun fueron bones, creando bolses d'aire ente'l tanque y l'aislamientu. A la fin decidióse rociar l'aislamientu a mano y quitar l'escesu.
La tercer fase: S-IVB La S-IVB foi montada por Douglas Aircraft Company en California. Tenía un motor J-2 y usaba el mesmu tipu de combustible que la fase S-II. Esta fase usaba dos vegaes: la primera pa entrar n'órbita tres la separación cola etapa anterior; y nel viaxe llunar pa la maniobra denomada inyeición translunar (o TLI n'inglés).
Historia thumb|Esquema de la fase S-IVB.