Nova (raket)
Nova var en serie av NASA- raketdesigner som föreslogs både före och efter Saturn V -raketen som användes i Apollo-programmet . Nova var NASA:s första stora bärraket som föreslogs 1958, för uppdrag liknande det som Saturnus V senare användes för. Nova och Saturn V-designerna speglade varandra i grundkoncept, kraft, storlek och funktion. Skillnaderna var små men praktiska, och Saturnus valdes slutligen ut för Apollo-programmet, till stor del för att den skulle återanvända befintliga anläggningar i större utsträckning och kunde komma till paden något tidigare.
Under en serie studier efter Apollo i slutet av 1960-talet avslöjade överväganden för ett besättningsuppdrag till Mars behovet av boosters mycket större än Apollos, och en ny serie konstruktioner med så många som åtta Rocketdyne F-1- motorer utvecklades under Nova namn (tillsammans med Saturn MLV ). Bilden av Nova C8 används ofta som en representant för hela Nova-serien, och många referenser till Nova hänvisar specifikt till dessa post-Apollo-versioner. De två serierna av design var i huvudsak separata, men delade sitt namn. "Nova" syftar alltså inte på en specifik raketdesign, bara en raket större än Saturn V i de flesta fall. Nova var namnet som användes av NASA i början av 1960-talet för en superbooster i dragkraftsintervallet 10 till 20 miljoner pund.
Månraketer
Den första Nova-serien designades internt på NASA 1958. Detta projekt undersökte flera konstruktioner, den minsta hade fyra F-1: or i det nedre stadiet och J-2:or i det övre. Denna design placerade 24 ton i en måninjektionsbana. Dessa mönster presenterades för president Dwight D. Eisenhower den 27 januari 1959. [ citat behövs ]
Nova-designerna var inte de enda månraketerna som övervägdes vid den tiden. Det amerikanska flygvapnet var i färd med att definiera sitt Lunex-projekt , inklusive en massiv boosterdesign med ett kluster av fastbränsleraketer i det nedre stadiet med flytande vätedrivna överdelar monterade på J-2 eller M-1 . Under tiden, vid den amerikanska arméns Redstone Arsenal , utvecklade Wernher von Braun sin " Juno V "-design, med hjälp av ett kluster av Jupiter- och Redstone -relaterade motorer och tankar för ett lägre steg, en Titan I-missil som andra steg.
1959 beslutade armén att den inte längre var intresserad av att utveckla stora boosters, som den inte hade något omedelbart behov av, och den skickade över von Brauns team till NASA. Detta lämnade NASA med två stora boosterdesigner: sin egen Nova och von Brauns nyligen omdöpta Saturnus ("den efter Jupiter"). Under de följande två åren fortsatte de konkurrerande NASA- och flygvapnetstudierna, men omedelbart efter president John F. Kennedys uppmaning att nå månen före slutet av decenniet, fick NASA uppdraget och arbetet med Lunex avslutades.
Ursprungligen hade NASA designat Nova för uppdragsprofilen " direkt uppstigning ", där en enda stor rymdfarkost skulle placeras i jordens omloppsbana, och efter att ha överförts till en månbana, skulle landa direkt på månen och lyfta utan behov av mötesplats och dockning med flera rymdfarkoster, vilket ännu var oprövat och uppfattades som svårt. Detta ökade avsevärt lyftmassan för rymdfordonet.
Von Braun föredrog en profil som byggde upp rymdfarkosten i jordens omloppsbana, vilket minskade uppskjutningsmassan som behövs för en uppskjutning. Men när studier av rymdfarkosten som behövdes för uppdraget startade, blev det klart att systemen skulle vara mycket tyngre än vad man först misstänkte; de befintliga Nova-designerna var för små, och den ursprungliga Saturn-designen skulle behöva upp till femton uppskjutningar för att sätta alla delar och bränsle i omloppsbana. En omdesign av båda planerna följde.
Nova var fortfarande inriktad på direkt uppstigning, som krävde mest lyftkapacitet. Den mest kraftfulla av de resulterande "normala" designerna, 8L, inkluderade åtta F-1:or i det nedre steget och placerade 68 ton i en translunar bana. Andra konstruktioner i serien ersatte F-1:orna med stora fasta ämnen, medan andra studerade kärnraketmotorer för de övre stegen. Månens nyttolast för de olika modellerna varierade mellan 48 och 75 ton.
Ett antal uppgraderade Saturner studerades också. Dr. von Brauns ursprungliga Saturn-design blev A-1-modellen, medan A-2 ersatte Titan-missilen med en Jupiter. Den mer kraftfulla B-1-modellen använde ett kluster av Titans för sitt andra steg, men liknade annars A-1. Mer "radikala" förslag, de som kräver nya motorer, slogs ihop i "C-serien". C-1 liknade A-1, men använde nya övre steg härledda från Titan-motorer, medan liknande C-2 använde nya J-2-drivna övre steg. C-3 till C-5 använde samma J-2-drivna överdelar, men lade till ett nytt första steg som drevs av tre, fyra eller fem F-1-motorer (därav namnen). Dr. von Brauns favoriserade tillvägagångssätt förblev Earth Orbit Rendezvous (EOR), men den här gången baserat på två Saturn C-3 .
Debatten mellan de olika tillvägagångssätten kom till sin spets 1961, och resultatet var oväntat av båda lagen. Istället för antingen direktuppstigning eller mötesplats för jordens omloppsbana valde arbetsgruppen istället ett tredje alternativ, Lunar Orbit Rendezvous (LOR). LOR hade ett massbehov ungefär halvvägs mellan Saturn C-3 och Nova 8L. Efter att ha studerat vad som skulle krävas för att modifiera båda boosterna till det nya kravet på cirka 200 000 pund (91 000 kg) i låg jordomloppsbana (LEO), verkade det som att Saturn C-5 skulle vara den bästa lösningen. C-2-modellen skulle också byggas som ett testbäddsystem, som skulle skjuta upp underenheter i omloppsbana för flygtestning innan C-5 skulle vara klar. Den huvudsakliga avgörande faktorn för att välja Saturnus framför Nova var att Saturn C-5 kunde byggas i en befintlig fabrik utanför New Orleans , senare känd som Michoud Assembly Facility , medan Nova med större diameter skulle behöva nya fabriker för att byggas. [ citat behövs ]
Studier av Nova-serien fortsatte in i 1962 som en backup för Saturnus, men avslutades så småningom när den Saturnus-baserade LOR-profilen blev rotad. [ citat behövs ]
Mars raketer
När Apollo-programmet fortsatte började NASA-designers titta på deras behov för eran efter Apollo, och det verkade som att ett mänskligt uppdrag till Mars skulle vara nästa "uppenbara" steg. För denna roll var Saturn V alldeles för liten, och en andra serie Nova designstudier startade för bärraketer på upp till 1 296 000 pund (588 000 kg) planerade för 1977 levererade till LEO. Till skillnad från den ursprungliga Nova-serien som designades av NASA, studerades de nya designerna under kontrakt av de stora flygbolagen som inte fick några större Apollo-relaterade kontrakt, nämligen General Dynamics och Martin Marietta . Philip Bono på Douglas Aircraft bestämde sig för att också skicka in sina egna oönskade förslag.
Alla företag lämnade in en mängd olika mönster. Många av dessa var baserade på befintlig teknik, lämpligt förstorad. Till exempel använde Martins minsta design, 1B, fjorton F-1:or i det första steget och hade en LEO nyttolast på 662 000 pund (300 000 kg). De föreslog också ett antal "avancerade" konstruktioner med den senaste (outvecklade) teknologin, särskilt aerospike-motorer . Nova C8-konceptet var nästan identiskt med den föreslagna " Saturn C-8 "; det fanns skillnader i ställmotorer och i arrangemanget för steg-1 fena/flaming.
Strax efter att förslagen lämnats in stod det klart att finansieringen efter Apollo skulle bli betydligt mindre. NASA övergav sina Nova-planer 1964. [ citat behövs ]
Specifikationer för Nova C8
Viktiga Nova-specifikationer inkluderar: [ citat behövs ]
| Första stadiet | Andra fasen | Tredje etappen | |
|---|---|---|---|
| Längd | 48,8 m | 42,7 m | 17,8 m |
| Diameter | 12,2 m | 10,1 m | 6,6 m |
| Full massa | 3 600 000 kg (8 000 000 lb) | 771 000 kg (1 700 000 lb) | 120 000 kg (264 500 lb) |
| Tom massa | 181 400 kg (400 000 lb) | 63 500 kg (140 000 lb) | 13 310 kg (29 350 lb) |
| Antal motorer | 8 x F-1 | 8 x J-2 | 1 x J-2 |
| Sticka<vac> | 61 925 kN (13 920 000 lbf) | 8 265 kN (1 860 000 lbf) | 1 032 kN (232 000 lbf) |
| ISP | 304 s (2,98 kN·s/kg) | 425 s (4,17 kN·s/kg) | 425 s (4,17 kN·s/kg) |
| Brinntid | 157 s | 338 s | 473 s |
| Drivmedel | Lox/fotogen | Lox/LH2 | Lox/LH2 |