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LE KENNEDY SPACE CENTER
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LAUNCH
UMBILICAL TOWER, La structure de la plateforme est un maillage de plaques et de poutres métalliques soudées et arrangées comme la figure ci dessous.
19 montants métalliques blindés large d' environ 7,6 m constituent la plateforme. Leur épaisseur varient de 19 à 30 mm. Le rebord de ces montants vont de 61 cm de large et 30 mm d' épaisseur jusqu' à 86, 3 cm de large et 15 cm d' épaisseur. Les montants G19, G 12, G 11, G 13, G1 et G 2 forment les quatre cotés de la plateforme (coté 1, 2, 3 et 4). Ils sont constituées d' éléments rectangulaires assemblés de 2,4 à 3 m de large. Le coté 1 est le devant de la plateforme. Il est constitué du montant G 19, lui même divisée en 18 segments, trois de 1,82 m, un de 1,27 m, cinq de 2 m, un de 1,27 m et trois de 1,82 m. Le coté 2 est sur la gauche par rapport au devant. C' est le coté Ouest. Il est constitué des montants G 11 et G 12, eux même divisée en 18 segments, six de 3 m, trois de 2,7 m et neuf de 2,5 m. Le coté 3 correspond à l' arrière de la plateforme, c' est le coté nord. Il est constitué par le montant G 13, lui même divisée en 16 segments, un de 4,1 m, un de 2,7 m, un de 1,5 m et cinq de 2,5 m. Le coté 4 est à l' est, il est constitué des montants G 1 et G 2, eux même divisée en 18 segments comme le coté 2.
Deux armatures de renfort, d' environ 27 m de long et 7,6 m de large constitué de poutres et de plaques sont installées dans la plateforme sous la tour ombilicale (Thuss 1 et 2). A cet endroit seulement cette armature remplace les montants ceci afin de permettre un accès rapide et une évacuation en masse de la plateforme. Des plaques de forme standard sont utilisées comme plancher pour les étages de la plateforme et le dessus, le niveau " 0 ". Ces plaques sont mis en place entre les montants et les renforts puis boulonnés ou soudés ensemble. Sur le dessus, niveau " 0 ",les plaques qui sont soudées ensemble ont une épaisseur qui varie de 19 mm sous la tour à 25 mm sur le reste de la plateforme. Le plancher est légèrement en pente pour faciliter le drainage de l' eau. Le dessous de la plateforme, niveau " B " est constitué de plaques de 1,27 cm d' épaisseur soudées ensemble. Des ouvertures permettent l' évacuation et le drainage des moisissures. Des portes sas et un corridor non pressurisé (air ambiant) extérieure sont insérés par découpages intérieurs du métal. Ces découpages ne sont que des pièces annexes et ne font pas partie de la structure même de la plateforme. Des rambardes en tubes d' acier sont fixées au niveau " 0 " et sur les escaliers intérieurs. Au niveau " 0 ", elles sont démontables pour éviter les dommages dus aux flammes du décollage et permettre l' accès le long du coté 1 à la tour de service MSS.
Niveau 0 (dessus de la plateforme)
Niveau A (intermédiaire)
Niveaux B (sol)
C'est sur le coté 3, au Nord que se concentre les principales lignes qui alimentent la tour ombilicale. A gauche, les lignes d'alimentation et de purge LH2 pour les étages S2 et S4B du Saturn 5 qui montent jusqu'au niveau 120-200-240 et 260. Au dessus se trouve la ligne 12 pouces d'event pour le drainage du LH2 des bras de service 4 et 6 juste avant le T-0. Au milieu, se trouve la ligne de remplissage LH2 du lanceur et en bas, la ligne 18 pouces, pour la ventilation du LH2 évaporé venant des réservoirs et allant vers la "piscine" pour y être brûlé. Ces 3 lignes se connectent au sol sur la tour LH2 du pad. Sur le coté droit se trouvent les lignes LOX avec en haut la ligne 6 pouces de drainage de l'ombilical, au centre la ligne 14 pouces de remplissage et de vidange et en bas, la ligne 6 pouces de réapprovisionnement sous vide. Sur le coté 4, à l'Est se trouvent lune petite tour de service, avec les lignes RP1. BOUCLIER ET PROTECTION THERMIQUE Des boucliers thermique protègent toute la fosse d'évacuation des flammes du premier étage, ainsi que le pont de la plateforme, le niveau " 0 ".Des plaques sont fixées tout autour de la fosse et en bordure sur 1,5 m. D' autre plaques protégent les montants supportant les Hold Down Arms.
Un bouclier thermique en forme de triangle sur le pont de la plateforme protége l'accès à la cage d' ascenseur. Des rambardes démontables en tubes d'aluminium et des plateformes de travail mobiles sont mis en place au dessus de la fosse d'évacuation et sont utilisées quand le lanceur n'est pas encore monté sur la plateforme ou pour desservir le premier étage et les moteurs.
La plateforme de service niveau LUT (LUT Level Servicing Platform) est utilisée dans le VAB et sur le pad pour les opérations sur l'étage S1C. Elle dessert l'étage au niveau "0" de la plateforme de lancement. . Elle est enlevée quelques heures avant le lancement et est remis en place quand le LUT quitte le pad.
La plateforme de service des moteurs pad (Pad Engine Servicing Platform) dessert les moteurs du S1C. Elle est plus lourde que la plateforme de service.
La plateforme de service moteur VAB (VAB Engine Servicing Platform) est plus lourde que les deux précédentes. Elle permet de desservir les moteurs et permet l'installation des extensions des divergents des F1 et le changement de moteur sur le pad. Au niveau équipements, elle est similaire à la plateforme moteur pad.
Les 3 plateformes mis en place dans la fosse des moteurs et soulevées par un système de câbles contrôlés par un opérateur sur le pont au niveau "0". 4 treuils à moteurs électriques assurent le levage des 4 coins des plateformes tout en conservant une mise à niveau parfaite même chargées. un 5eme moteur portable permet de donner "un coup de main" à l'un des 4 coins de la platefome de service en cas de déséquilibre important (levage d'un moteur F1 externe). Un distributeur électrique assure la commande des moteurs de levage.
LE SYSTEME D'INTERFACE Le système d'interface offre des surfaces adéquates pour positionner la plateforme sur ses différents supports. Il y a au total 14 interfaces supports (voir figure ci dessous).
Les interface sol du LUT avec le Crawler et le pad. Interface 1,2,3,4,5 et 6. La plateforme est positionnée mécaniquement sur six piliers de 6,7 m de haut sur le pad ou le parking d'érection, appelés "Mount Mechanisms". Ils sont situés tout autour de la plateforme, 4 sont aux 4 coins de la plateforme et 2 autres sous le montant G14 qui supporte la tour ombilicale. Ils doivent assurer le maintien du LUT lors des ouragans et des mouvements de charges selon la température. Chaque pilier est numéroté, de 1 à 6, en partant du coin au N-E, side 3 et 4, le coté 4, 1 et 2. Ils sont de 3 types, avec 2 diagonales (pilier 2), une diagonale (pilier 1, 3 et 5) et fixe (piliers 4 et 6). Les diagonales assurent un réglage très précis de l'alignement de la plateforme. Les piliers de types 2 assurent un alignement dans une seule direction et ce de type 3 selon les 2 directions.
Le pilier "2" du LUT parksite" près du VAB, du type 1 avec 2 diagonales.
Le pilier "3", à l'angle des cotés 1 (Sud) et 4 (Est) de type 2, avec une diagonale. A gauche, un des 4 autres pieds qui soutiennent la tour MSS sur le pad. Des " pointes " de 22 cm de diamètre au maximum fixées sur le ML permettent un alignement parfait. La fixation est réalisée par 12 boulons attachant la plateforme aux piliers. Sur le pad 39A, les 6 pieds soutenant le LUT ont d'bord été peint en jaune pour l'opération AS500F et le vol Apollo 4. Depuis, ils ont été reprint en gris. Sur le pad 39B, ils ont jaune uniquement pour pour Apollo 10. Sur le parking des ML, près du VAB, les piliers des 2 places sont restés de couleur jaune tout au long du programme lunaire et jusqu'au début des années 80.
Le réglage de la colonne et des diagonales sont de 91 cm et 45 cm. Dans le VAB, on retrouve les mêmes 6 piliers mais sous un design plus léger, les contraintes n'étant pas les mêmes en intérieur. Ces piliers là sont de 3 types aussi, un fixe (type 4), 2 avec une diagonale (type 5) et 3 fixes réglables (type 6). Le pilier fixe de type 4 est aussi plus court (6,4 mètres).
Interface 7,8,9 et 10 Quatre interfaces permettent au crawler transporter de soulever la plateforme. Elles sont situées sur les montants G 3, G 4, G 9 et G 10. Les deux points sur le coté 1 sont situé exactement sous l'axe du lanceur. Interface 11,12,13 et 14 Quatre piliers extensibles sont utilisés pour absorber le poids additionnel de carburant et la charge dynamique au moment du décollage. Ces piliers sont essentiellement des vérins hydrauliques réglés en conséquence. Ils sont situés sous les montants G4 et G 10 et au bout des montants G 15 et G 18, encadrant pratiqument la fosse des moteurs du lanceur. Dans les premiers projets, les concepteurs avaient imaginé que ces colonnes soient enfouies dans le sol et télescopiques.
Les 8 piliers de soutien du Saturn 5 vue dans un champs de la zone industrielle du KSC dans les années 80-90 avec le reste du LUT 1 et la trace au sol sur le pad où se fixaient les piliers extensibles.
L'accès vertical aux compartiments intérieurs de la plateforme est possible par 16 ouvertures de 1,5 m par 2,4 découpées sur le pont principal au niveau " 0 ". Les plaques qui recouvrent ses écoutilles sont fabriquées à partir d'un montant de 2,5 cm, et sont encastrées dans le pont et maintenues au niveau de la surface. Les couvercles sont tenues en place grâce à des boulons de 1,9 cm avec joint. Quatre élévateurs sont prévus pour les déplacer. Huit repères ajustables définissant les lignes longitudinales et transversales du lanceur sont encastrés sur le pont. Ils sont protégés par des plaques en acier attachés sur le pont.
Interface du LC39B en 1969
Photos des interfaces sur le coté 2 de la plateforme. Elles servent pour l'eau potable, de refroidissement, l'air conditionné et le système de déluge et anti incendie. LES HOLD DOWN ARM "HDA" ET LES TAIL SERVICE MAST "TSM" Un trou carré de 12 m de coté est aménagé dans la plateforme pour permettre le passage des moteurs du premier étage du Saturn 5 (la chambre des moteurs ou fosse des moteurs). Ce trou est constitué des montants G 6, G 7, G 16 et G 17 dont l'épaisseur varie de 8 à 20 cm. Quatre crochets disposés à 90°, les Hold Down Arm maintiennent les 2900 tonnes du lanceur Saturn 5 sur sa table de lancement au niveau du premier étage. Pièce maîtresse et majeure de la plateforme, ces crochets assurent la stabilité du lanceur dès son montage dans le VAB, le transport et l' attente sur le Pad. Les vibrations induites dans le lanceur sont absorbées 110 m plus haut par un "bars amortisseur" situé au niveau de la tour LES. Ces HDA d'une masse de 18 tonnes mesurant 1,93 m de large, 2.92 m de long sur 3,16 m de haut sont boulonnés au bord de la fosse moteurs. Ils maintiennent le lanceur avec une force de 350 tonnes chacun grâce à un système pneumatique.
Détail de la chambre moteur et des Hold Down Arm.
Au moment de l' allumage du premier étage, le lanceur est retenu au sol tant que les moteurs n' ont pas atteint le plein régime. L' intervalle d' ouverture des crochets ne peut excéder 0,050 secondes. Si aucune séparation pneumatique n' intervient après 0,180 secondes, des charges explosives libèrent le lanceur. Chaque crochet s' ouvre rapidement, mais le lanceur est retenu d' une ascension trop rapide par un mécanisme de contrôle qui fait passer la force à zéro en 0,6 secondes. Ce système est constitué à la base d' une attache conique maintenu dans une cavité elle même fixée à la base de l' étage du lanceur. Une fois le lanceur libéré, l' attache conique glisse dans la cavité pendant les 15 premiers centimètres de l' ascension. Ces crochets sont protégés des flammes des moteurs du premier étage par des capots amovibles. Le lanceur, dans son ascension entraîne leur fermeture (grâce à des câbles attachés au lanceur ).
Vue d'un des câbles attachés sur le capot protecteur d'un HDA et relié à l'étage S1C. Une étude avait conclu le risque principal d'explosion au décollage serait du à une collision avec la tour ombilicale. Selon cet étude, 7 facteurs pouvaient influencer le décollage du Saturn 5: une variation de la force dans les HDP de plus ou moins 15%, variation de la poussée de 4%, mauvais alignement d'un moteur, décalage du centre de gravité, le vend, la panne ou la casse d'un moteur. Le principal problème pour les ingénieurs étaient d'éviter une collision avec la tour ombilicale pendant les 7,5 premières seconde de vol. Toutefois le vent ou un mauvais alignement moteur ne pouvaient causer une collision directe avec la tour, seul une combinaison de ces raisons avec une défaillance ou une casse moteur pouvait le faire. Pour éviter le risque de collision avec la tour, le lanceur partait avec une trajectoire qui l'éloignait de la tour durant les 10 premières secondes. Pour la petite histoire, lors du premier vol du Saturn 5, Apollo 1, Rocco Petrone, le patron du KSC regardait le lancement depuis la "firing room" du LCC à 5 km de distance assis dans son fauteuil. Sa main était posée sur le bouton qui fermerait les panneaux de protection devant les grandes vitres du bâtiment si le lanceur explosait au décollage. Si Saturn 5 avait explosé au décollage, une étude a montré en 1965 que cela aurait été comparable à une petite bombe atomique 543 000 kilogrammes de TNT, la moitié d'un kilotonnes en langage militaire, soit 1/26 de la bombe d'Hiroshima. L'explosion détruirait la tour et le Mobil Launcher ainsi que les installations au sol. Le feu se répandrait tout autour du pad sur des kilomètres brûlant végétations et animaux. L'explosion du lanceur soviétique N1 en juillet 1969, l'équivalent de 250 kilo de TNT avait détruit toutes vitres autour d'un rayon de 50 km. Normalement l'explosion du Saturn 5 sur le pad devrait détruire le module de commande. Seul la présence de son bouclier thermique pourrait le sauver ainsi que l'équipage en l'expulsant au loin. Quel serait l'intérêt d'avoir un module de commande intact retombé au sol en parachute et voir les sangles et le tissu brûler par la chaleur de la boule de feu. Selon les calculs des ingénieurs, la boule de feu résultant de l'explosion durerait 33 secondes avec une température de 1390°C, la chaleur rayonnant sur un rayon de 600 mètres. Ces informations ont alors été intégré dans l'étude sur le système d'éjection du CM. En février 1964, la NASA contracte Space Corporation de Dallas pour la fabrication de ces HDA. 676320 $ sont donnés pour la réalisation de 16 crochets en 16 mois. Les travaux se terminent en octobre 1964 et les premiers crochets sont livrés en mars 1965 pour des essais au centre Marshall. Après toute une série de tests de vibration et de charges, il rejoint le KSC en mai avec les 15 autres crochets pour installation le 25 sur le LUT 1. Un des problèmes majeur du système était une parfaite synchronisation des 4 crochets lors de la libération du lanceur. Si un crochets reste fermé, le résultat pouvait être catastrophique pour le lanceur et son équipage. Comme l'informatique de l'époque n'était pas aussi précise que maintenant, il a fallu redonder tous le système pneumatique assurant le maximum de sécurité. De part leur masse, ils exigeaient une base relativement solide, réalisée par la division "équipement" du KSC sur la plateforme, ce qui valut aux techniciens et ouvriers du centre le prix du Steel Founder's Society of America 1965. Entre 1967 et 1972, les 12 HDA des trois Mobil Launchers ont parfaitement fonctionnés au cours des 13 lancements de Saturn 5. Les 4 crochets du LUT 1 ont été démontés en 1970 pour laisser la place au "milkstool" des Saturn 1B, tandis que ceux des autres plateformes était démontés et exposés un temps au KSC Visitor. Leur localisation est aujourd'hui incertaine. En plus de ces quatre crochets, trois mats de service TSM (Tail Service Mast) sont installés à la base du lanceur. Ils servent de support pour les liaisons électriques, lignes carburant, hydraulique, et pneumatique du premier étage S1C. Au lancement, après déconnexion du lanceur, un système de bascule les fait pivoter en arrière, 2 mâchoires se referment alors sur les prises ombilicales pour les protéger des flammes. Le vol Apollo 4 utilisa ces TSM sur le LUT 1, mais le décollage les endommagea sérieusement, les capots ont littéralement volé en éclat sous la puissance des moteurs F1. Un nouveau dessin est réalisé: les capots ainsi que tous leurs mécanismes de fermeture et hydrauliques sont abolis, mettant à leur place, la protection la plus simple imaginable. Une tour métallique en treillis est érigée au-dessus de chaque TSM au sommet de laquelle était montée une capuche avec une visière, un peu comme le casque blindé d'un chevalier. Pour le lancement, la visière est relevée et verrouillée en position vers l'arrière. Au décollage, les ombilicaux se décrochent de l'étage et le mat support bascule vers le haut. Au moment de rentrer dans son capot, des loquets sont déclenchés et la visière glisse vers le bas sur le devant pour que tout soit couvert. Ce dessin apporta une petite complication: il a fallu rendre ces petites tours semi démontables, elles devaient en effet s'articuler vers l'arrière et le bas lorsqu'elles n'étaient pas utilisées, sinon la tour MSS pouvait les écraser en position sur la plate-forme.
Les TSM première génération montés sur le LUT 1 pour Apollo 4 et les dégâts après le lancement en novembre 1967.
Les TSM première et seconde version. Le déplacement du lanceur au décollage dure environ 20 secondes durant lesquelles les TSM sont soumis au jets des moteurs, à leur chaleur et à d'intenses vibrations. Le mat se rétracte en 3,2 secondes, tout en se relevant de 12 à 70°. Pendant ce temps là, le lanceur s'élève de 95 cm. Le capot de protection des connecteurs et ombilicaux se referme à la dernière seconde.
Hold Down Arms et Tail Service Mast, " Report mission " Apollo 9 1969 Il y a 3 mats de service, le 1-2, 3-2 et 3-4. Le mat 1-2 est au Nord de la position I, entre les position I et II du lanceur et connecte à la plate ombilicale 2 de l'étage S1C. Il assure l'alimentation en RP1 ainsi que les connexions électriques (8), pneumatiques (10) hydraulique et cryogéniques. Le mat 3-2 est au nord de la position III, entre les positions II et III du lanceur et connecte la plate ombilicale 3 au S1C assurant les connections d'air conditionné (2), le drainage et les connections pneumatiques (10). Le mat 3-4 est au Sud de la position III, entre les positions III et IV du lanceur et connecté à la plate ombilicale 1. Il assure l'alimentation en LOX ainsi que les connexions électriques (8) pneumatiques (11), hydraulique, cryogénique et des lignes de sorties.
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