从 Apollo 到多用户,Launch Complex 39 不断变化但相似的性质

by 瑞安·韦伯

随着 Artemis 1 SLS 飞行器准备在今年晚些时候在 LC-39B 上进行首次任务前的第一轮垫测试,太空发射系统 (SLS) 和 Artemis 计划代表了对 LC-39B 的又一次重大改动。肯尼迪航天中心的 39 区,最初是为了实现肯尼迪总统在 1960 年代末实现载人登月的目标。

自阿波罗以来,39 号综合体已经自我改造以适应不断变化的太空计划的需要,继续为空间站运营、苏联和美国在太空的会议、众多国际商业和政府卫星的部署、任务提供服务与文职人员、太空望远镜发射、空间站组装和维护任务以及 2010 年代的多用户扩展。

它是如何开始的

1961 年 5 月 25 日,肯尼迪总统向美国宇航局提出挑战,要求在 10 年代末将人类送上月球,这一指控为阿波罗计划及其所需的主要基础设施提供了动力。  具体而言,这项挑战需要 NASA 在卡纳维拉尔角大规模扩展运营,1962 年,发射运营中心的地点被选在梅里特岛,与西面和北面毗邻开普敦。

当时,卡纳维拉尔角空军基地(现为卡纳维拉尔角太空部队站)编号最高的发射场是 37 号发射场。在设计阿波罗发射场时,它被指定为 39 号发射场,最初的设计是需要五个发射台,从 A 到 E。  

最终,只建造了两架:LC-39A 和 LC-39B。  在 LC-39 区域的初始设计期间,当前的焊盘 39A 为 39C,而 39A 将在更北的位置靠近建议的焊盘 39D 和 39E。通往 39B 的爬行道掩盖了这样一个事实,即额外的垫子被计划在向他们提议的位置小范围延伸的情况下建造。

LC-39 的原始计划。 (信用:美国宇航局)

由于预算原因,只建造了两个打击垫,成为今天已知的 LC-39A 和 39B。

塑造复杂局面的决定

在获得新发射场的场地后不久,美国宇航局面临着几项决定,这些决定仍然影响今天使用该场地的计划。

首先,巨型火箭的组装不会在发射台进行,而是在距离至少 5 公里的大型车辆组装大楼 (VAB) 内进行。  这将需要将火箭堆放在移动发射平台上,然后将完全组装好的发射器/支架运送到发射台。

为此类运输考虑的一些选项是铁路、驳船和履带式运输。  履带式选项是三个中最便宜和最简单的选项 - 因此导致环绕在 VAB 周围的河流岩石覆盖的履带式通道和两个垫子。

为了将完全组装好的土星五号运到发射台上,需要专门建造的履带车,美国宇航局签约开发和建造两辆运输车,每辆质量为 2,721 公吨。

履带式履带车在它们之前就像没有车辆一样,不仅需要将 Saturn V 及其移动塔架运送至 7 公里,而且还需要在爬升时保持组合水平(完美水平的 30 厘米以内)五度倾斜到垫表面。

由于体积太大,无法在其他地方建造并运入,因此这两款履带式履带车都是在 LC-39 综合设施现场组装的。  由Marion Power Shovel Company在罗克韦尔国际公司的协助下建造,履带式履带车长40 m,宽35 m,高度可调节6.1至7.9 m,独立升降,仍然是世界上最大的自供电陆地车辆和每条轨道上的调平系统。

它们由 8 个履带驱动,每个履带由 57 个履带组成,每个履带的质量为 900 公斤。因此,它们可以达到 3.2 公里/小时的最大空载速度和 1.6 公里/小时的最大加载速度。

无法掉头,每辆履带车配备两辆驾驶室,两端各一辆。  要沿履带“倒车”,操作员切换到向前(行驶方向)驾驶室并从那里向前驱动履带。

这两个爬虫的昵称是 Hanz 和 Franz,于 2000 年 1 月 21 日被添加到国家史迹名录中——确保它们得到保护。

履带式履带车专为运输土星五号火箭、移动服务结构和移动发射平台往返发射台而设计,需要一条道路——或者更确切地说,是一条履带路——才能继续行驶。

这条双轨路径需要能够处理顶部的运输车和土星 V 的质量。履带本身的宽度为 40 米,由两条 12 m 的车道和一个 15 m 的草地中间带组成,深度为 2 米,其中包括 1.2 m 分级碎石顶部的 10 cm 阿拉巴马河岩石,它本身位于两层填充的顶部。

履带从车辆装配大楼通向垫子 39A 或 39B。  这两个发射台用 52,000 立方米的混凝土建造,以处理土星 V 第一级的动力,一个大型水平表面供火箭和移动发射平台安装在顶部,以及与发射台设备和燃料管线的连接。

火箭将位于一个大火焰沟上,该沟深 13 米,宽 18 米,长 137 米。每个战壕都有两套火焰偏转器,因此可以使用一套,而另一套则进行翻新。每个偏转器高 12 米,宽 15 米,长 23 米,重达 635 公吨。

每个垫都由两个大球体构成,用于容纳液态氧和液态氢以供燃料 土星五号 以及位于地下 12 m 处的防爆橡胶室,并设有通向它们的疏散隧道。  每个橡胶房可容纳20人24小时。

美国宇航局宇航员温迪劳伦斯检查橡胶室的座位。 (信用:美国宇航局)

此外, 还需要一个发射控制中心(LCC)来测试 VAB 中的火箭,并在 LC-39A 和 39B 上控制和进行倒计时和发射操作。

对于 VAB,NASA 需要一座能够同时准备多辆飞行器的建筑,以应对肯尼迪总统提出的挑战。因此,VAB 一直是世界上最大的单层建筑,高 218 米 x 158 米 x 160 米,内部容积为 3,665,000 立方米。

该建筑包括四个高架,能够堆叠和/或准备土星 V 火箭级以进行组装和发射,每个高架一次支持一个火箭组装。  最终,只有高架 1、2 和 3 用于堆垛作业。

组装和发射 Saturn V,三个移动发射器 (ML),每个质量为 5,715 公吨,是用土星 V 的发射脐带塔建造的。

阿波罗时代

一旦土星 V 到达发射台,由于其暴露的性质和与发射塔的距离,工作人员将无法接触到大部分火箭。  为了在发射台上为火箭提供服务,美国宇航局建造了移动服务结构,履带将移动到位。

为了协调和发射土星五号,  LCC 的二楼容纳遥测、仪器、射频和跟踪以及评估,而三楼则包含四个射击室,一个用于 VAB 的每个高架 - 每个活动室容纳 470 套控制和监控设备。

第一次使用发射场 39 的任务是阿波罗 4 号.  1967 年 11 月 9 日 12:00:01 UTC 从 LC-39A 发射升空,这是土星 V 的第一次完整试飞升入太空。第二次试飞,阿波罗 6 号,在 1968 年 12 月 21 日阿波罗 8 号从载人航天港进行首次载人飞行之前,这是历史上第一次将人类送入另一个天体的飞行。  

阿波罗天空实验室于 1973 年 4 月 16 日推出 VAB HB2。(图片来源:NASA)

1969 年 7 月 16 日,尼尔·阿姆斯特朗、巴兹·奥尔德林和迈克尔·柯林斯从 39A 发射台起飞,执行阿波罗 11 号任务,完成了有史以来最受关注和最著名的任务,还有五个月的空闲时间——总统肯尼迪的目标。

LC-39 的最后一次土星 V 发射于 1973 年 5 月 14 日从 Pad-A 发射,当时火箭的改进版本将 Skylab 送入近地轨道。

总而言之,发射的 13 架土星 V 中有 12 架从 39A 升空,阿波罗 10 号标志着土星 V 仅使用 39B。  在他们对土星五号的最终用途之后, 一些发射平台被改装成奶凳,以便在土星 1B 火箭上发射阿波罗太空舱,用于天空实验室的乘员任务 以及阿波罗联盟号,这是 1975 年 7 月 15 日阿波罗时代的最后一次发射。

航天飞机时代

在阿波罗进行的同时,美国宇航局被指示开发一个新系统,一个可重复使用的火箭以跟随土星五号。  美国宇航局 没有建造全新的设施,而是采用了为阿波罗建造的设施,对其进行了重新配置和改造,以适应新型飞行器的需求:航天飞机。

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