Le 27 octobre 1961, le premier Saturn 1, SA 1 s’envole du LC 34 de Cap Canaveral. 49 m de haut, 460 tonnes, il s’élève jusqu’à 50 km d’altitude. Les moteurs s’arrêtent au bout de 115 secondes, la vitesse atteignant 6400 km/h. La fusée Saturn V sera utilisée pour le projet Apollo.
Lancement de la première fusée Saturn, SA-1, le 27 octobre 1961
Cette semaine en 1961, a marqué un point culminant dans le programme de développement de Saturne, vieux de 3 ans, alors que le premier véhicule Saturn I, SA-1, a effectué une trajectoire balistique sans faille de 215 milles depuis le Kennedy Space Center de la NASA. La fusée de 162 pieds de haut pesait 925 000 livres et utilisait un deuxième étage factice. Le lanceur Saturn I a été construit dans la division d’ingénierie de fabrication et d’assemblage du centre de vol spatial Marshall de la NASA. Marshall a également conçu, développé et géré la production de la fusée Saturn V qui a emmené les astronautes sur la Lune. Aujourd’hui, Marshall développe le système de lancement spatial de la NASA, la fusée la plus puissante jamais construite qui sera capable d’envoyer des astronautes plus profondément dans l’espace que jamais auparavant, y compris vers un astéroïde et Mars. Le programme d’histoire de la NASA est chargé de générer, diffuser et préserver l’histoire remarquable de la NASA et fournir une compréhension globale des aspects institutionnels, culturels, sociaux, politiques, économiques, technologiques et scientifiques des activités de la NASA dans l’aéronautique et l’espace.
À 9h06 CST le 27 octobre 1961, la NASA a fait son premier pas vers l’atterrissage sur la lune en lançant avec succès la fusée Saturn I, sa première conçue spécifiquement pour l’exploration spatiale. La fusée de 162 pieds et 460 tonnes a décollé de Cap Canaveral, a brûlé ses moteurs intérieurs pendant 109 secondes, et après un vol de 8 minutes avec une vitesse maximale de 3607 milles à l’heure et une altitude de 84,813 milles, a atterri à moins de 13 milles du site d’impact prévu dans l’océan Atlantique. Saturn I a été le premier élément du développement du Saturn IB et du Saturn V qui lanceraient l’équipage d’Apollo 11 sur la Lune. En mai 1961, le président Kennedy a appelé à un atterrissage lunaire habité d’ici la fin de la décennie, en disant : «Je crois que cette nation devrait s’engager à atteindre l’objectif, avant la fin de cette décennie, d’atterrir un homme sur la lune et le ramener sain et sauf sur Terre. Aucun projet spatial unique de cette période ne sera plus impressionnant pour l’humanité ou plus important pour l’exploration à long terme de l’espace et ne sera pas aussi difficile ou coûteux à réaliser.
Le lancement de Spoutnik en 1957 a incité le ministère de la Défense à autoriser un projet de développement d’un propulseur de fusée de poussée de 1,5 million de livres. Jusqu’à présent, les missiles avaient généré 75 000 livres de poussée. Wernher von Braun, qui a conçu la fusée allemande V-2, et une équipe d’experts en fusée se sont réunis au Marshall Space Flight Center à Huntsville, AL pour concevoir et construire une fusée pour le travail. Les ingénieurs ont regroupé 8 moteurs Rocketdyne modifiés et des réservoirs de kérosène et d’oxygène liquide pour créer un moteur H-1 pour la fusée. L’étage d’appoint du premier lancement de Saturn a produit 1,3 million de livres de poussée.
Le lancement de 1961 était le premier des 10 vols Saturn I réussis du programme. La NASA développe actuellement le nouveau système de lancement spatial (SLS), qui sera la fusée la plus puissante jamais construite. SLS est sur le point de lancer le vaisseau spatial Orion dans le cadre du prochain programme d’exploration lunaire Artemis.
Lancement de Saturn I Block I
Conçue comme un élément de l’éphémère classe de lanceurs spatiaux Juno, la fusée qui allait devenir la Saturn I est née sur les planches à dessin de l’Army Ballistic Missile Agency (ABMA) en 1957. À l’époque, une équipe de conception de l’ABMA dirigé par Wernher von Braun envisageait une fusée lourde avec un premier étage puissant composé d’un groupe de huit étages de missiles Redstone entourant un étage de missile Jupiter. Le concept pionnier de moteur en grappe a été qualifié par les critiques de «dernier combat du groupe» parce que certains pensaient que la fusée résultante ne serait pas en mesure de décoller. Chacun de ces étages groupés devait être équipé d’un moteur Rocketdyne adapté du programme de missiles Thor de l’US Air Force. Le réseau de neuf moteurs du premier étage serait capable de produire environ 1,5 million de livres de poussée au décollage. Cette conception représentait la première tentative d’augmenter la capacité de charge utile d’une fusée en regroupant les étages de missiles existants. L’ABMA avait en effet présenté un concept de fusée extrêmement stimulant et avancé avec des implications considérables pour l’avenir du vol spatial.
En août 1958, l’Advanced Research Projects Agency (ARPA) a délivré une autorisation officielle à l’ABMA pour développer une fusée avec un premier étage groupé sous la désignation Juno V. Des fusées Juno I basées sur Redstone et Juno II basées sur Jupiter avaient déjà été développé avec succès. Bien que les véhicules conceptuels connus sous le nom de Juno III et Juno IV aient également fait l’objet d’un examen actif à l’époque, le développement de ces fusées n’a jamais eu lieu. Il était possible que les huit étages Redstone et un étage Jupiter qui composaient le réseau du premier étage Juno V aient pu être utilisés simplement comme réservoirs de carburant pour alimenter quatre moteurs Rocketdyne améliorés, chacun pouvant produire 330 000 livres de poussée au lancement. Cependant, il a été décidé de poursuivre le développement de Juno V en utilisant les moteurs Rocketdyne Thor tels qu’ils avaient été conçus à l’origine.
La grande taille de la fusée est devenue un défi d’ingénierie au départ. Il a été proposé à l’origine que les réservoirs du premier étage groupés soient fabriqués séparément du corps principal du véhicule, puis attachés au corps principal sur le site de lancement. Cette conception a été envisagée en raison des limitations des avions de transport à l’époque, qui ne pouvaient pas accueillir une charge utile de plus de dix pieds de diamètre. Un examen plus approfondi a indiqué qu’il faudrait jusqu’à 11 vols d’avions C-124 pour transporter les composants de la fusée de Huntsville, en Alabama, à Cap Canaveral pour chaque véhicule, ce qui a été jugé inefficace et trop coûteux. La fixation des clusters individuels sur le site de lancement était également considérée comme trop longue et risquée. En fin de compte, la fusée a été fabriquée avec tous ses groupes de composants fixés à la carrosserie principale du véhicule, avec toute la première étape transportée de Huntsville à Cap Canaveral par barge. Ce sont les premiers composants de fusée à être transportés à Cap Canaveral de cette manière.
En octobre 1958, Wernher von Braun suggéra que le Juno V soit renommé Saturn. Étant donné que la fusée était radicalement différente de la Juno II basée sur Jupiter, il a estimé que le nom était approprié puisque la planète Saturne est la prochaine « étape » loin de la planète Jupiter. L’ARPA a approuvé le changement de nom le 3 février 1959. Plus tard cette année-là, un autre changement important était en magasin. Le 21 octobre 1959, la division des opérations de développement ABMA, comprenant le programme de fusée Saturn et Wernher von Braun, a été transférée à la NASA. C’était la direction logique que devait prendre le programme Saturn. Bien que l’armée ait conçu et conçu le véhicule, elle n’avait aucune application pour l’utiliser. Bien que l’armée ait proposé plusieurs de ses propres programmes de vols spatiaux habités plutôt fantaisistes qui pourraient utiliser la fusée Saturn.
La NASA, en revanche, s’était déjà lancée dans un ambitieux programme de vols spatiaux habités, qui visait à envoyer des hommes sur la Lune et à en revenir à un moment donné dans un avenir proche. Puisque l’armée avait une fusée sans programme et que la NASA avait un programme sans fusée, la NASA a hérité du programme Saturn intact. La configuration ultime des fusées Saturn étant encore au stade de la conception, un comité gouvernemental d’évaluation des véhicules Saturn, connu sous le nom de comité Silverstein, a recommandé à la NASA d’envisager trois options pour le véhicule. Ces options s’appelaient Saturn A, Saturn B et Saturn C. Celles-ci représentaient un méli-mélo d’options de véhicules de transport lourd utilisant un large éventail de configurations d’étage supérieur basées sur la technologie existante, construites autour du concept de premier étage groupé de l’armée. Parmi celles-ci, l’option Saturn C a été sélectionnée. Cinq versions de la Saturn C.
Il convient de noter que les sources diffèrent sur la signification spécifique de la désignation « C ». Certaines sources font référence au « C » comme signifiant « configuration » ou « concept », mais les meilleures informations suggèrent que « C » était simplement la troisième option de conception de Saturne envisagée par le comité Silverstein. Par conséquent, la troisième option de conception était simplement représentée par la troisième lettre de l’alphabet. Comme proposé, le Saturn C-1, déjà bien en cours de développement, serait un véhicule à deux étages qui suivrait de près les plans originaux du Juno V. Le Saturn C-2 utiliserait le premier étage Saturn C-1, plus un second amélioré étape et troisième étape ajoutée. Le Saturn C-3 à trois étages utiliserait deux puissants nouveaux moteurs Rocketdyne F-1 dans son premier étage. Le Saturn C-4 à trois étages emploierait quatre moteurs F-1 dans son premier étage,
Cependant, tous ces véhicules n’ont pas été réellement développés. En juin 1961, la NASA a annulé les plans d’incorporation d’un troisième étage optionnel sur le Saturn C-1. Dans le même temps, il a été décidé d’utiliser le Saturn C-1 à deux étages pour les vols de recherche et développement d’Apollo. Une version améliorée proposée du Saturn C-1, appelée Saturn C-1B, pourrait répondre aux futures exigences de la NASA en utilisant des moteurs améliorés. Le développement des véhicules Saturn C-2, Saturn C-3 et Saturn C-4 a été interrompu. Le développement du Saturn C-5 s’est poursuivi. Ce plan de développement plus rationalisé et plus rentable serait essentiel si la NASA espérait atteindre l’objectif annoncé par le président John F. Kennedy d’envoyer des hommes sur la Lune et en revenir d’ici la fin des années 1960.
Avec le vétéran Redstone et le producteur de Jupiter Chrysler en tant que maître d’œuvre, le Saturn C-1 a été préparé pour les essais en vol en 1961. Les essais en vol ont eu lieu dans des configurations appelées Bloc I et Bloc II. Dans la configuration Block I, un premier étage en direct a été piloté. Un deuxième étage factice, composé d’une coque de missile Jupiter inerte lestée d’eau, était fixé au sommet du premier étage pour assurer la stabilité aérodynamique. Selon les plans de conception de Juno V, le premier étage de Saturn C-1 était composé de huit étages Redstone entourant un étage Jupiter. Mais contrairement aux plans originaux du Juno V, ces étages servaient uniquement de réservoirs de carburant et ne contenaient pas de moteurs à la base de chacun.
Au total, huit moteurs Rocketdyne H-1 ont été utilisés dans le premier étage, appelé S-1. Ceux-ci étaient situés à la base du Saturn CI dans deux carrés de quatre moteurs chacun. Quatre des moteurs H-1 comprenaient un carré serré au centre de la base de la fusée. Les quatre moteurs H-1 restants étaient situés dans les « coins » extérieurs de la base, donnant l’impression qu’un plus grand carré de moteurs entourait un plus petit carré de moteurs. Quatre des étages Redstone et l’étage Jupiter contenaient de l’oxygène liquide. Les quatre étages Redstone restants transportaient du carburant liquide RP-1 (kérosène). Une combinaison de ces carburants alimentait les huit moteurs H-1. Les quatre premiers véhicules Saturn I ont été lancés dans la configuration Block I, utilisant un premier étage capable de produire une poussée d’environ 1 330 000 livres au lancement. Ces lancements étaient principalement destinés à tester la dynamique de vol du véhicule et la fiabilité de la configuration groupée du premier étage. Le Saturn C-1 a été renommé Saturn I en février 1963 avant le quatrième vol d’essai du véhicule. Le « C » a également été supprimé des autres fusées Saturn, qui sont devenues Saturn IB et Saturn V. En conséquence, même les lancements de Saturn C-1 qui ont eu lieu avant le changement de nom sont désormais appelés Saturn I.
Lancement de Saturn I SA-1
Le 27 octobre 1961 marque le premier vol de la nouvelle fusée Saturn I. Le lancement a eu lieu depuis Cap Canaveral, en Floride, et il s’agissait de la toute première mission effectuée avec une fusée de la famille Saturn. La mission SA-1 est aussi la toute première mission Apollo. La fusée Saturn I a remplacé la fusée Jupiter-C et était 3 fois plus haute, nécessitait 6 fois plus de carburant et produisait 10 fois plus de poussée.
L’objectif principal de la mission SA-1 était un test de la première étape. Les autres étages étaient des étages factices (et ont été testés lors d’autres vols d’essai). La mission s’est déroulée comme prévu et après avoir atteint environ 136,5 km d’altitude, la fusée s’est écrasée à 347,5 km du site de lancement dans l’océan Atlantique. Découvrez cette incroyable séquence au ralenti du lancement : (décollage à 2m18s)
https://www.spaceline.org/cape-canaveral-rocket-missile-program/saturn-i-block-i-fact-sheet/
https://www.edn.com/nasa-launches-first-saturn-rocket-october-27-1961/
https://apesinspace.co/blogs/space-history/27-october-1961-saturn-1-launch