Saturn I: poslední dva kusy najdete v Alabamě

Nosná raketa Saturn I se nezapsala do historie tak významně jako její nástupce Saturn IB nebo dokonce největší člen rodiny, Saturn V. Své místo (nejen) v programu Apollo ovšem má. Už proto, že svým pozdějším (a slavnějším) nástupcům vydláždila cestu. Do dnešních dnů se dochovaly pouze dvě rakety Saturn I, obě jsou v Hunstville a dělí je od sebe jen pár kilometrů. Tento text velmi volně navazuje na články Saturn IB, který se definitivně loučí publikovaný (Kosmonautix, pátek 3. února 2023) a Saturn IB, který se podařilo (zatím) zachránit (Kosmonatix, 27. února 2023). Saturn I je z celé rodiny raket Saturn nejméně známý a nejvíce přehlížený. Přitom šlo nejen o prvního „rodinného příslušníka“, ale i první americký kosmický nosič vyvinutý pouze k civilním účelům. Jeho historie je přitom složitá a propletená a kdo by se jí chtěl zabývat opravdu podrobně, nechť vezme do ruky vynikající knihu Davida Bakera pojmenovanou výstižně Saturn I/IB rocket.

V dubnu 1957 začala agentura ABMA (U.S. Army Ballistic Missile Agency) studovat možnost vývoje rakety s kapacitou 9 až 18 t na nízkou oběžnou dráhu, resp. 6 až 12 t na dráhu translunární. Výpočty ukázaly, že bude třeba nosič se startovací hmotností cca 600 t. Čistě teoreticky ho mohl zvednout jeden motor F-1, jehož vývoj byl nedávno zahájený, ale nakonec bylo preferováno rychlejší a dostupnější řešení v podobě kvarteta motorů E-1. Konstruktéři (tým tehdy vedl Wernher von Braun) vymysleli koncept prvního stupně, který se následně pro Saturn I a později Saturn IB stal charakteristickým: kolem středové nádrže z rakety Jupiter bylo osm dalších z rakety Redstone. Toto řešení umožnilo vytvořit stupeň prakticky okamžitě, když použilo odzkoušenou technologii; tvůrci se nemuseli trápit s vývojem a testováním rozměrnějších nádrží. Projekt dostal název Super-Jupiter. Druhý stupeň měl být prvním stupněm rakety Atlas nebo Titan I, třetím se měl stát nově vyvíjený kyslíko-vodíkový Centaur.

V únoru 1958 převzala projekt nově vzniklá agentura ARPA (Advanced Research Projects Agency), ovšem s výhradou ke zvažovaným motorům prvního stupně. E-1 byly podle ní příliš nezralé a v rané fázi vývoje. Řešením se stalo použití osmi motorů H-1, což byly modifikované S-3D z raket Thor či Jupiter. Projekt byl přejmenovaný na Juno V. Von Braun už tehdy uvažoval, že postupný start patnácti raket Juno V by dokázal poslat k Měsíci náklad o hmotnosti 90 t. Podle tehdejších představ to mělo stačit k uskutečnění přímého letu s přistáním: tedy bez použití lunárního modulu.

Vyvíjenou raketu pak převzala v lednu 1959 nově založená civilní kosmická agentura NASA. V červnu téhož roku došlo k pokusu o zrušení celého projektu ze strany Ministerstva obrany, které tvrdilo, že úpravou stávajících mezikontinentálních raket lze dosáhnout stejných cílů – bez odčerpávání vzácných zdrojů. Pokus ale nebyl úspěšný.

Zatímco u prvního stupně došlo během vývoje k jediné změně motorů a jinak jeho koncepce zůstala od původní myšlenky zachována, u druhého to bylo jinak. Pokud bychom si chtěli představit genezi podoby Saturnu I a zvažované varianty uspořádání horních stupňů, vysoce by to přesáhlo možnosti tohoto textu (pro zvídavé znovu doporučujeme výše uvedenou knihu D. Bakera – má skoro 400 stran). Spokojme se s konstatováním, že nakonec byly použité dva horní stupně. Při všech deseti misích nesl Saturn I druhý stupeň S-IV s šesti kyslíko-vodíkovými motory RL-10 (při prvních čtyřech ale v pasivní konfiguraci: neměl pohonné látky ani avioniku a byl tak jen balastem). Při prvních čtyřech misích měla raketa navíc třetí stupeň S-V (de facto předchůdce dodnes používaného stupně Centaur), který měl využívat dva motory RL-10A-1 na kapalný vodík a kyslík. I ten letěl toliko v pasivní konfiguraci.

Saturn I (jméno získala raketa už v říjnu 1958: vybral ho Wernher von Braun coby navazující název na úspěšnou řadu raket Jupiter) poprvé odstartoval 27. října 1961. Letěl s pasivními horními stupni a pouze částečně natankovaným stupněm prvním. Důvod byl jednoduchý: dosud žádná americká raketa neuspěla při premiérovém letu a obava z exploze byla velká. Méně natankovaných pohonných látek mělo zajistit menší „kaboom“. Saturn I si při premiérové misi SA-1 ovšem vedl znamenitě, dosáhl výšky 136,5 km a uletěl 398 km.

Následovalo dalších devět misí, takže kompletní letový řád vypadal následovně:

• Let číslo 1 – výrobní číslo rakety SA-1/označení mise SA-1 – start 27. října 1961 – Suborbitální let; první zkušební mise.
• 2 – SA-2/SA-2 – start 25. dubna 1962 – Suborbitální let: aktivní jen první stupeň, druhý a třetí byly tvořeny balastem. Ve výšce 145 km uvolněno 86 t vody.
• 3 – SA-3/SA-3 – 16. listopadu 1962 – Suborbitální let: aktivní jen první stupeň, druhý a třetí byly tvořeny balastem. Ve výšce 167 km uvolněno 86 t vody.
• 4 – SA-4/SA-4 – 28. března 1963 – Suborbitální let: aktivní jen první stupeň, druhý a třetí byly tvořeny balastem.
• 5 – SA-5/SA-5 – 29. ledna 1964 – První let verze Block 2, první orbitální let, první let s aktivním druhým stupněm S-IV. Na orbitu vynesený rekordní náklad 17550 kg (balast).
• 6 – SA-6/AS-101 – 28. května 1964 – První let Saturnu I s maketou lodi Apollo. Použit model Apollo BP-13 (Boilerplate).
• 7 – SA-7/AS-102 – 18. září 1964 – Druhý let Saturnu I s maketou lodi Apollo. Použit model Apollo BP-15.
• 8 – SA-8/AS-103 – 16. února 1965 – Třetí let Saturnu I s maketou lodi Apollo. Použit model Apollo BP-26. Sekundárním nákladem byla družice Pegasus pro studium mikrometeoridů.
• 9 – SA-9/AS-104 – 25. května 1965 – Čtvrtý let Saturnu I s maketou lodi Apollo. Použit model Apollo BP-16. Sekundárním nákladem byla druhá družice Pegasus pro studium mikrometeoridů.
• 10 – SA-10/AS-105 – 30. června 1965 – Čtvrtý let Saturnu I s maketou lodi Apollo. Použit model Apollo BP-9A. Sekundárním nákladem byla třetí družice Pegasus pro studium mikrometeoridů. Program raket Saturn I se uzavřel, všechny starty byly úspěšné.

Na rozdíl od později používaných raket Saturn IB a Saturn V, z nichž některé exempláře skončily v muzejních expozicích, byl Saturn I „vylétaný bezezbytku“. Jinými slovy: po poslední vypuštěné raketě nezůstal na zemi žádný letový hardware. Přesto se tři původní (zdůrazňujeme původní, nikoliv letuschopné) kusy z šedesátých let dochovaly. Resp. to platilo ještě před rokem, v březnu 2022. Kolem 4. dubna 2022 (přesné datum není známo) byl jeden z dochovaných Saturnů I sešrotován. Šlo o exemplář SA-T (Test) pro zkušební statické zážehy. Dokončený byl v roce 1960 v Marshallově středisku kosmických letů (Marshall Space Flight Center, MSFC) v Alabamě. Ještě v tomtéž roce absolvoval řadu motorových zkoušek. Pak putoval do Michoud Assembly Facility (Lousiana) jako „šablona“ pro testy manipulace. Po návratu do Alabamy pro něj nebylo uplatnění a chátral a chátral a chátral. V roce 2019 jej NASA nabídla případnému zájemci za odvoz (bylo třeba uhradit jen 250 tisíc USD za dopravu). Nikdo se ale nenašel (oslovení bylo omezeno na „kvalifikované instituce“, takže si nikdo nemohl pořídit Saturn I na zahrádku u chalupy). Nakonec se NASA rozhodla stupeň nechat loni na počátku dubna zlikvidovat a trosky prodat za cenu šrotu. Mimochodem, v roce 2004 navrhla stupeň prohlásit za Národní historickou památku (v kategorii National Historic Monument). Návrh byl zamítnut.

Druhý dochovaný exemplář Saturnu I je SA-D (Dynamic). Jde o exemplář pro dynamické testy. I tento byl vyrobený v Marshallově středisku a postupně do roku 1962 procházel zkouškami dynamického namáhání. I on následně skončil „pod širým nebem“, ovšem měl přece jen více štěstí. Nebyl odložený „někam za kůlnu“, ale do zahrady raket před ředitelství MSFC (to se před několika lety přestěhovalo do novějšího objektu). Zde je společně s několika dalšími historickými raketami: Hermes, V-2, Redstone, Jupiter-C a Jupiterem středního doletu. Dorazil sem 28. srpna 1962 a původně byl představovaný v horizontální poloze. V první polovině roku 1964 dostal maketu druhého stupně (ale stále zůstával v horizontální poloze). Až v prosinci 1965 byl umístěný do vertikální polohy a doplněný o maketu třetího stupně plus aerodynamickou špičku. Vzhledem k jeho poloze (před vchodem ředitelství) slouží jako výkladní skříň, takže pravidelně prochází údržbou. Upozorňujeme, že tato expozice raket není veřejnosti přístupná.

Jak jsme uvedli hned na úvod, dochované Saturny I jsou jen pár kilometrů od sebe (dle Google Maps přibližně 6,7 km vzdušnou čarou). Třetí, který zůstal po skončení programu (a druhý, který ještě dnes existuje), je v zahradě raket U.S. Space and Rocket Center. Jde o návštěvnické centrum Marshallova střediska. Zdejší Saturn I má označení SA-D5 (Dynamic) a jde opět o exemplář pro dynamické testy. Ovšem druhé generace (Block 2): oba předchozí kusy byly generace první (Block 1). Pro úplnost: Block 2 se lišil avionikou, osmi stabilizačními křidélky na prvním stupni, přepracovanou motorovou sekcí a dalšími „detaily“ (které ovšem byly dost podstatné na to, aby ospravedlnily výrobu testovacího kusu). Saturn I SA-D5 se v roce 1963 vydal na mys Canaveral, kde pomohl s testováním rampy LC-37B. Pak se vrátil do Alabamy a byl přestavěný na dynamický testovací stupeň pokročilejšího Saturnu IB.

V roce 1969 byl stupeň darován Alabama Space Science Center (později Alabama Space and Rocket Center a nyní U.S. Space and Rocket Center). Zde je do dnešních dnů vystavovaný ve veřejnosti přístupné zahradě raket.

Nese druhý stupeň S-IV původně vyrobený pro hydrostatické testy (tedy pro zkoušky tlaku a úniků) a pro testy dynamické. Nahoře má posazenou rozměrovou maketu lodi Apollo Boilerplate 27.

Zvláštností je, že raketa je vyvedena v barevném uspořádání, ve kterém nikdy neletěla.