40 años del Apolo 11 (2): el Saturno V

Por Daniel Marín, el 16 julio, 2009. Categoría(s): Apolo • Astronáutica • Cohetes • Luna • NASA ✎ 7

A las 13:36 UTC del 16 de julio fue lanzado hace 40 años el cohete Saturno V (AS-506) de la misión Apolo 11. Por primera vez el hombre iba a aterrizar en otro mundo. Aunque las misiones previas, en especial el Apolo 10, habían allanado el camino para esta misión, nadie garantizaba el éxito. El propio Michael Collins opinaba para sus adentros que la misión sólo tenía un 50% de probabilidades de ser un fracaso. El despegue era el momento clave. El AS-506 era el primer Saturno V equipado para ser pilotado manualmente por el comandante en caso de emergencia. Todo un desafío que nunca se presentó, aunque en el caso del Apolo 12 estuvo muy cerca.

Secuencia de despegue del AS-506 (16 julio 1969):

  • T-3,5 h: entrada de los astronautas y cierre de la escotilla.
  • T-1 h: comprobación de los giróscopos.
  • T-45 min: retracción de la pasarela al CM.
  • T-3 min: inicio de la secuencia automática de lanzamiento.
  • T-50 s: «power transfer is complete».
  • T-17 s: «guidance is internal».
  • T-8,9 s: «ignition sequence start». Ignición de los cinco motores F-1 de la S-IC.
  • T-1 s: motores a empuje máximo.
  • T+0: despegue. Cuatro de los cinco F-1 giran 1,25º para alejar al cohete de la torre, maniobra calculada para evitar la colisión con la estructura en caso de fuertes vientos o de que algún brazo umbilical no se retirase completamente.
  • T+1 s: «clock start».
  • T+10 s: «clear tower».
  • T+12,4 s: «roll program». El cohete gira en azimut y comienza el cabeceo.
  • T+31,1 s: «roll complete». El cohete está orientado en azimut (unos 72º).
  • T+2 min 15,2 s: apagado del motor F-1 central.
  • T+2 min 41,6 s: apagado de los cuatro F-1 restantes.
  • T+2 min 42,3 s: separación de la primera etapa S-IC. Se utilizan hasta 16 cohetes de combustible sólido situados en la base de la S-IC y en la S-II para facilitar la separación. Las llamas de los cuatro F-1 alcanzan durante un breve instante al CSM.
  • T+2 min 43 s: encendido de los cinco motores J-2 de la segunda etapa S-II (en las últimas tres misiones Apolo no se utilizaron retrocohetes en la S-II).
  • T+3 min 12,3 s: separación de la estructura situada entre la S-IC y la S-II. Esta estructura tenía por finalidad evitar una colisión entre la S-IC y los motores J-2 al separarse, pero una vez cumplida su función se desecha para aligerar el vehículo y evitar sobrecalentamiento de los J-2.
  • T+3 min 17,9 s: separación de la torre de escape (LES).
  • T+7 min 40,6 s: apagado motor J-2 central para mitigar así el «efecto pogo».
  • T+9 min 8,2 s: apagado de todos los J-2.
  • T+9 min 9 s: separación de la S-II.
  • T+9 min 9,2 s: ignición del motor J-2 de la etapa S-IVB.
  • T+11 min 39,3 s: apagado del J-2. La S-IVB con el Columbia y el Eagle están en órbita terrestre.
  • T+2 h 44 min 16,2 s: segundo encendido de la S-IVB. TLI (Trans Lunar Injection).
  • T+2 h 50 min 0,3 s: finalización del segundo encendido.
  • T+2 h 50 min 13 s: finalización TLI. La nave está camino a la Luna.
  • T+3 h 17 min: separación del CSM Columbia. Transposition Maneuver: el CSM se aleja, gira y vuelve a capturar al LM.
  • T+3 h 29 min: acoplamiento CSM-LM. Collins no estaría satisfecho con el gasto de combustible durante esta maniobra.
  • T+4 h 17 min 13 s: separación del CSM/LM de la etapa S-IVB.
  • T+4 h 40 min 1 s: maniobra evasiva del CSM/LM para alejarse de la tercera etapa S-IVB, que empieza a expulsar el combustible restante al espacio.
  • T+26 h 44 min 58 s: primera y única maniobra de corrección (de las cuatro planeadas).
  • T+75 h 49 min 50 s: inserción en órbita lunar (LOI-1).

El Saturno V era un cohete complejo, caro e inmenso. Su diseño fue dirigido desde el Centro Espacial Marshall de la NASA, controlado por Wernher von Braun. La primera etapa S-IC, construida por Boeing, era potencia pura gracias a sus cinco motores F-1 de Rocketdyne, los más grandes y potentes jamás construidos hasta entonces y sólo superados diez años después por el RD-170 soviético. Sin embargo, su diseño era relativamente conservador, ya que empleaba oxígeno líquido (LOX) y queroseno (RP-1). La construcción de la tercera etapa S-IVB a manos de Douglas fue un desafío importante pese a su menor tamaño, ya que empleaba LOX e hidógeno líquido, combustibles que requieren una tecnología muy avanzada para su uso. Incorporaba un motor J-2, en su momento el motor criogénico más potente de la historia. Sin embargo, tanto la S-IC como la S-IVB empezaron su desarrollo antes que la segunda etapa S-II (de North American). Esto fue así porque la S-IVB debía ser usada también en el cohete Saturno IB, que debía estar listo antes que el Saturno V. Como resultado, la S-II presentó numerosos problemas de desarrollo y sobrecostes. Por un lado, al ser la última etapa en construirse, tuvo que hacer frente a los problemas de sobrepeso que había experimentado el cohete desde su concepción original. Por eso empleó un novedoso diseño sin estructuras entre los tanques de combustibles, de tal forma que tanto el tanque de LOX como el de LH2 compartían la estructura interna. Por otro lado, el hecho de utilizar no uno, sino cinco J-2 dificultó aún más su construcción.






El Saturno V (NASA).


F-1 y J-2 (NASA).


Primera etapa S-IC (NASA).


Retrocohetes sólidos en la base de la S-IC para facilitar la separación (NASA).





El todopoderoso F-1 (NASA).


Segunda etapa S-II (NASA).


Motores de combustible sólido en la base de la S-II para facilitar la separación con la S-IC (NASA).


Retrocohetes de la S-II (NASA).


Tercera etapa S-IVB (NASA).


Auxiliary Propulsion Module (APS): cohetes de combustible líquido para maniobrar el conjunto Apolo/S-IVB (NASA).




El motor J-2 (NASA).



Instrument Unit, el cerebro del Saturno V (NASA).



Área de emergencia en el lanzamiento del Saturno V (NASA).


El VAB (NASA).








Ensamblaje del AS-506 en el VAB (NASA).



Rampa de lanzamiento (NASA).


Sistema de escape bajo la rampa, incluyendo la «habitación de goma» (NASA).






La plataforma de lanzamiento, los brazos de fijación y umbilicales (NASA).


Umbilicales de las distintas etapas (NASA).


El AS-506 en la MLP con la UT y la torre de servicio (NASA).







Traslado a la rampa (NASA).

Liftoff! (NASA).


Apolo y S-IVB en órbita terrestre. «Apollo, Houston. You’re go for TLI» (NASA).



Acoplamiento con el LM tras el TLI (NASA).



7 Comentarios

  1. Hermoso, me encanta el Saturn V. Este y el Energiya son mis cohetes preferidos. Mi opinión es que nunca deberían haber dejado de utilizar el Saturn, y versiones modificadas deberían estar en servicio hasta hoy, así como los rusos siguen lanzando los Soyuz. Si el Saturn y el Energiya hubieran seguido en servicio, sería mucho más sencillo lanzar misiones tripuladas a la Luna y a Marte.
    El lunes 20 debería ser un feriado. Yo pasaría todo el día mirando videos de la Apollo 11, si lo tuviera libre.

  2. Fantastico el informe! Repleto de imágenes poco comunes y muy ilustrativas de los sistemas del cohete que para el gran público pasan desapercibidos. Ahora unas cuantas consultas: 1)el F-1 fúe superado en potencia sólo 10 años después? tenía entendido que el RD-170 había volado en fechas más recientes.
    2)Nunca entedí el por qué de hacer la transposición del CMS y LM luego del encendido TLI, como se ve en la película Apollo 13, si fallaba esta maniobra tenían que llegar a la Luna y rodearla para recién luego regresar sin realizar el alunizaje.
    3)No he encontrado nada acerca del costo de producir los combustibles, qué incidencia tenían en el costo de un lanzamiento?
    4)Esta ya mas traída de los pelos.. 🙂 dada las grandes similitudes entre las etapas S-IVB y la nueva EDS del Ares V..en que redican sus diferencias??

    Gracias desde ya y pido perdón por adelantado si te hago escribir por demás jaja.
    Un gusto como simpre leer tu blog!

  3. Hola Nikolay. Te intento contestar a tus preguntas:

    1) Lo de «10 años» es, si me permites, una licencia literaria. Glushkó empezó el proyecto que se convertiría en el RD-170 a mediados de los 70, aunque es cierto que el primer despegue fue en 1985. Quizás «15 años» hubiese sido más preciso.

    2) Yo también he pensado lo mismo. Pero realizar la transposición antes del TLI se consideraba imposible debido a las tensiones estructurales que debería aguantar el LM acoplado al CSM y a la S-IVB (o al menos eso es lo que dicen los estudios de la NASA para justificar la secuencia de eventos). Otra razón era la siguiente: imagina que se realiza la maniobra de transposición antes del TLI y luego el CSM no consigue acoplarse (lo que casi ocurre en el Apolo 14). Entonces habría que abandonar el S-IVB y el LM en órbita terrestre sin usarlos. Por eso, si se realizaba el acoplamiento tras el TLI, al menos se podría llevar a cabo una misión a la Apolo 8.

    3) Los combustibles en sí mismos no inciden de forma apreciable en el coste del lanzamiento del Saturno (aunque el hidrógeno líquido es mucho más caro que el queroseno, por ahora). Quizás me expresé mal. Me refería que diseñar un cohete que use hidrógeno líquido es mucho más caro que otro que use queroseno, ya que la tecnología de motores criogénicos es mucho más compleja que en los que emplean LOX/queroseno.

    4) La principal diferencia es la capacidad. La S-IVB podía poner en trayectoria lunar unas 45 toneladas, mientras que la EDS deberá poner unas 70 t. Además, la EDS deberá tener capacidad para mantener los propergoles sin evaporarse durante varios días, mientras que la S-IVB sólo podía aguantar unas cuanta horas.

    Espero haberte sido de ayuda.

    Un saludo.

  4. me gustaria saber si la foto «Liftoff! (NASA)» es del Apollo 6, o hubo otros lanzamientos con problemas de vibraciones? lo digo por la estela que sube por el cohete.

    Salutaciones

  5. La imagen es del lanzamiento del Apolo 11. He intentado que todas las fotos sean de esta misión, para que la entrada tenga más gracia 😉

    Si te refieres a la estela de llamas que parece envolver la base de la S-IC, este era un fenómeno normal debido a la expansión de los gases de escape a medida que la atmósfera se hace más tenue.

    Saludos!

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Por Daniel Marín, publicado el 16 julio, 2009
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