إس-آي سي

كانت المرحلة S-IC (تُنطق إس-ون-سي ^{[ 3 ] [ 4 ]} ) المرحلة الأولى من صاروخ ساتورن 5 الأمريكي . صُنعت هذه المرحلة من قِبل شركة بوينغ . وكما هو الحال في المراحل الأولى لمعظم الصواريخ ، كان أكثر من 90% من كتلة الصاروخ عند الإطلاق عبارة عن وقود دافع، وفي هذه الحالة كان وقود الصواريخ RP-1 ومؤكسد الأكسجين السائل (LOX) . بلغ ارتفاعها 42 مترًا (138 قدمًا) وقطرها 10 أمتار (33 قدمًا) . وفرت هذه المرحلة قوة دفع بلغت 34,500 كيلو نيوتن (7,750,000 رطل) ^{[ 2 ]} عند مستوى سطح البحر لدفع الصاروخ خلال أول 61 كيلومترًا (38 ميلًا) من الصعود. احتوت المرحلة على خمسة محركات F-1 مرتبة بشكل خماسي . كان المحرك المركزي ثابتًا في مكانه، بينما كان بالإمكان تحريك المحركات الأربعة الخارجية هيدروليكيًا للتحكم في الصاروخ.        

فازت شركة بوينغ بعقد تصنيع المرحلة S-IC في 15 ديسمبر 1961. وبحلول ذلك الوقت، كان المهندسون في مركز مارشال لرحلات الفضاء (MSFC) قد استقروا على التصميم العام للمرحلة. وكان موقع التصنيع الرئيسي في منشأة ميشود للتجميع في نيو أورليانز. وأُجريت اختبارات نفق الرياح في سياتل ، بينما تم تصنيع الأدوات اللازمة لبناء المراحل في ويتشيتا ، كانساس .

قام مركز مارشال لرحلات الفضاء ببناء مرحلتين اختباريتين (S-IC-S، وهي "مرحلة" الاختبار الهيكلي التي كانت تتكون في الواقع من التجميعات الفرعية المختلفة للمرحلة ولكنها لم يتم تجميعها بالكامل في مرحلة كاملة، وS-IC-T، وهي مرحلة الاختبار الثابت) وأول نموذجين للطيران (S-IC-1 و-2). ^{[ 5 ]}

استغرق بناء الخزانات ما يقارب سبعة إلى تسعة أشهر، بينما استغرقت المرحلة الواحدة 14 شهرًا. وكانت المرحلة الأولى التي بنتها شركة بوينغ هي S-IC-D، وهي نموذج تجريبي. كما بنت بوينغ مرحلة تجريبية إضافية، سُميت S-IC-F. ^{[ 5 ]}

إضافةً إلى مراحل الاختبار الأربع، طلبت ناسا 15 مرحلة طيران (من S-IC-1 إلى S-IC-15) لدعم برنامج أبولو الأولي. ^{[ 6 ]} في يوليو 1967، منحت ناسا شركة بوينغ عقدًا لبدء شراء المكونات ذات المهلة الطويلة (مثل أنابيب الوقود ومكونات الخزان) للمرحلتين 16 و17 من S-IC. وتم إعداد عقد كامل لبناء المراحل من S-IC-16 إلى S-IC-25 خلال منتصف عام 1967، ولكن تم إلغاء المراحل التي تلي S-IC-15 بالكامل في أكتوبر من ذلك العام بسبب قيود الميزانية. ^{[ 7 ] [ 8 ]} وكان من المقرر استخدام المراحل من S-IC-16 إلى S-IC-25 في مهمات أبولو اللاحقة، بما في ذلك تلك المنبثقة عن برنامج تطبيقات أبولو .

تألفت لجنة التحقيق الخاصة من خمسة أقسام فرعية رئيسية.

كان هيكل الدفع أكبر وأثقل مكون منفرد في صاروخ S-IC، بكتلة تبلغ 22,000 كيلوغرام (48,000 رطل) . ^{[ 1 ]} صُمم هذا الهيكل لدعم قوة دفع المحركات الخمسة وتوزيعها بالتساوي على قاعدة الصاروخ. وُضعت أربعة مثبتات لتثبيت الصاروخ أثناء توليد قوة الدفع. كانت هذه المثبتات من بين أكبر قطع الألمنيوم المطروقة التي صُنعت في الولايات المتحدة آنذاك، إذ بلغ طولها 4.6 متر (15 قدمًا) ووزنها 820 كيلوغرامًا (1,800 رطل) . وتحملت الزعانف الأربع المثبتة درجة حرارة تصل إلى 1100 درجة مئوية (2,000 درجة فهرنهايت) . ^{[ 9 ]}     

تم إشعال محركات F-1 الخمسة على ثلاث مراحل متداخلة، حيث تم إشعال المحرك المركزي أولاً، ثم المحركين الخارجيين المتجاورين قطريًا، ثم المحركين الخارجيين المتبقيين. يفصل بين مراحل الإشعال الثلاث 300 مللي ثانية فقط. ^{[ 6 ]} وقد خفف هذا النهج المتداخل للإشعال من الأحمال على هيكل الدفع، إذ أن الإشعال الفوري للمحركات الخمسة كان سيُسبب ضغطًا هائلاً على المنصة.

فوق هيكل الدفع، وُضع خزان الوقود الذي يحتوي على 209,000 جالون أمريكي (790 مترًا ^مكعبًا ؛ 27,900 قدمًا ^مكعبًا ) من وقود RP-1. ^{[ 9 ]} بلغ وزن الخزان نفسه أكثر من 12 طنًا قصيرًا (24,000 رطل؛ 11,000 كيلوغرام) وهو جاف ^{[ 1 ]} ، وكان قادرًا على إطلاق 1,300 جالون أمريكي في الثانية (4,900 لتر/ثانية) . تم ضخ غاز النيتروجين عبر الخزان قبل الإطلاق للحفاظ على تجانس الوقود. ^{[ 9 ]} أثناء الرحلة، تم ضغط الوقود باستخدام غاز الهيليوم ، الذي كان يُخزن في خزانات داخل خزان الأكسجين السائل الموجود أعلاه. طُلي كل من هيكل الدفع وخزان الوقود بطلاء أسود وأبيض متناوب لمراقبة دوران المركبة أثناء الطيران.     

كان الخزان الوسيط يقع بين خزاني الوقود والأكسجين السائل. ويحتوي هذا الخزان على أنابيب تعبئة وتفريغ الوقود لخزان الأكسجين السائل، بالإضافة إلى جزء من أنابيب تغذية الأكسجين السائل الخمسة للمحركات.

كان خزان الأكسجين السائل (LOX) يتسع لـ 334,500 جالون أمريكي (1,266 متر ^مكعب ؛ 44,720 قدم ^مكعب ) . وقد أثار هذا الخزان تحديات خاصة للمصمم. إذ كان لا بد من أن تكون الأنابيب التي يمر عبرها الأكسجين السائل إلى المحرك مستقيمة (لأن أي انحناء من شأنه أن يبطئ تدفق الأكسجين، مما يستلزم استخدام أنابيب أكبر وأثقل)، وبالتالي كان لا بد من مرورها عبر خزان الوقود. وقد استلزم ذلك عزل هذه الأنابيب داخل نفق لمنع تجمد الوقود على السطح الخارجي، بالإضافة إلى إضافة خمس فتحات إضافية في الجزء العلوي من خزان الوقود. ^{[ 9 ]}  

كان الجزء الأمامي من خزان الأكسجين السائل موجودًا في الأعلى، والذي كان يربط المرحلة S-IC بالمرحلة S-II ويحتوي على معدات القياس عن بعد وخطوط تهوية خزان الأكسجين السائل.

وُضِعَ صاروخان كبح يعملان بمحركات صلبة داخل كل غطاء من أغطية المحركات المخروطية الأربعة. عند انفصال المرحلة S-IC عن المركبة الفضائية، انطلقت صواريخ الكبح الثمانية، مما أدى إلى تفجير الأجزاء القابلة للإزالة من الأغطية الأمامية للزعانف، ودفع المرحلة S-IC بعيدًا عن المركبة الفضائية عند اشتعال محركات المرحلة S-II.

صُنعت خزانات الوقود للمحرك S-IC من ألواح ألومنيوم من سلسلة 2219، بينما صُنعت المرحلة البينية والغطاء الأمامي وهيكل الدفع من ألومنيوم من سلسلة 7075. كما زُوّدت الأجزاء الثلاثة الأخيرة بألواح مموجة خارجية، مما وفر دعماً هيكلياً إضافياً. أما خزانات الوقود فلم تكن مزودة بألواح مموجة خارجية، إذ وفر ضغط الخزان صلابة كافية. ^{[ 6 ]}

كما حملت الطائرة S-IC جهاز الإرسال والاستقبال ODOP لتتبع الرحلة بعد الإقلاع.

• 
  رسم تخطيطي مقطعي لـ S-IC.
• 
  المراحل الأولى من صاروخ ساتورن 5 هي S-1C-10 و S-1C-11 و S-1C-9 في منشأة تجميع ميشود.
• 
  فصل S-IC في أبولو 11.

إلى جانب النسخة التي تم استخدامها كمرحلة Saturn S-IC، تم اقتراح نسخ أخرى لعدة مفاهيم للمركبات: ^{[ 12 ]}

• S-II
• S-IVB
• أبولو (مركبة فضائية)
• MS-IC

• مراحل الوصول إلى زحل
• صفحة مرجعية لبرنامج أبولو ساتورن