Saturn V - Définition
La liste des auteurs de cet article est disponible ici.
Comparaisons avec d’autres fusées
La fusée soviétique N1
L’équivalent soviétique de Saturn V fut la fusée N1. Saturn V était légèrement plus haute, plus lourde, et bien que moins puissante (34 MN contre 46 MN pour la N1) elle avait une plus grande capacité d’emport que la fusée soviétique grâce à l'utilisation d'hydrogène, plus efficace que le kérosène, dans ses étages supérieurs. La N1 dépassait aussi la fusée américaine pour le diamètre du premier étage.
Quatre tirs d’essai de la N1 furent réalisés. Tous se terminèrent en échec catastrophique dès la première phase du lancement et conduisirent à l’abandon du programme par les Soviétiques.
Le premier étage de la Saturn V utilisait cinq moteurs très puissants tandis que la N1 était équipée d’un assemblage complexe de 30 moteurs plus petits, architecture imposée par le fait que Sergueï Korolev (son concepteur) ne disposait pas à cette époque de moteurs de forte puissance et qu'il se refusait à utiliser ceux que lui proposait son adversaire Valentin Glouchko, plus puissants mais utilisant des ergols hypergoliques toxiques.
Les systèmes informatiques embarqués de la fusée soviétique semblaient également moins performants. Au cours des vols Apollo 6 et Apollo 13, Saturn V fut capable de corriger sa trajectoire de vol malgré des incidents de perte de fonctionnement moteur. Au contraire, même si la N1 disposait également d’un système informatique conçu pour corriger les défauts de fonctionnement des moteurs, ce dernier manquait de fiabilité et ne parvint jamais à sauver un lancement de l’échec, étant même à une occasion à l’origine de l’échec en éteignant de manière impromptue tous les moteurs du premier étage, détruisant le lanceur et le pas de tir par la même occasion.
Fondamentalement, la principale cause de l’échec du programme N1 semble être le manque d’essais sur le bon fonctionnement simultané des 30 moteurs de l’étage 1, insuffisance de précautions à son tour causée par des financements trop faibles.
La fusée russe Energia
La fusée Saturn V avait une poussée maximale d’au moins 34 MN et une capacité d’emport de 118 tonnes sur orbite LEO. La mission SA-510 (Apollo 15) avait au décollage une poussée de 34,8 MN. La mission SA-513 (Skylab) avait une poussée au décollage légèrement supérieure (35,1 MN). Aucun autre lanceur spatial en opération n’a surpassé Saturn V en hauteur, en poids, ou en charge utile. Hormis la fusée N1 dont les quatre lancements furent des échecs, il n’y a que pour la poussée au décollage que Saturn V a été égalée par une autre fusée (la fusée Energia russe qui avait une poussée de 35,1 MN), si on compte les deux vols d’essais d’Energia comme opérationnels.
Les versions améliorées de Energia ou Saturn V
Parmi les projets de fusées qui, si elles avaient vu le jour, auraient dépassé en performance Saturn V , on peut citer les versions évoluées d’Energia qui auraient délivré environ 46 MN et auraient pu envoyer 175 tonnes en orbite LEO dans la configuration « vulkan ».
Les versions améliorées de Saturn V, utilisant notamment les moteurs F-1A, auraient eu 18 % de poussée supplémentaire et une charge utile de 137 t en LEO. La NASA envisageait aussi de nouveaux membres encore plus performants à la famille Saturn, y compris le lanceur Nova, mais ils ne furent jamais produits.
La navette spatiale américaine génère une poussée maximale de 30,1 MN, et peut injecter 20,7 tonnes de charge utile (en excluant la navette elle-même) en LEO, soit environ le quart de Saturn V. Si on inclut la navette dans la charge utile, on monte à 112 tonnes. Une comparaison équivalente serait la masse orbitale totale du troisième étage S-IVB de Saturn V, qui était de 140 976 kg pour la mission Apollo 15.
La fusée européenne Ariane 5
Autre comparaison, Ariane 5 ECA peut envoyer environ 10 tonnes en orbite GTO, et 20 tonnes en LEO.
Les fusées américaines Delta 4 et Atlas V
La fusée américaine Delta 4 Heavy envoie 13,1 tonnes en orbite de transfert géosynchrone.
Enfin, la fusée Atlas V peut envoyer 25 t en orbite LEO ou 13,6 t en orbite GTO.
Limites aux comparaisons, théoriques
Cependant, il faut toujours être prudent dans les comparaisons de performance en termes de poussées. Ces dernières sont en effet théoriques, calculées à partir des caractéristiques du moteur mais jamais réellement mesurées en opération.
De plus, elles ne sont absolument pas constantes au cours du lancement et dépendent fortement de l’altitude.
Enfin, les différentes données disponibles font état de poussées maximales ou, dans certains cas, moyennes, parfois pour une pression atmosphérique du niveau de la mer ou parfois dans des conditions de vide.
