El E-1 de Rocketdyne era un motor de cohete de propulsor líquido construido originalmente como diseño de respaldo para el misil Titan I. Mientras se desarrollaba, Heinz-Hermann Koelle de la Agencia de Misiles Balísticos del Ejército ( ABMA) lo seleccionó como motor principal para el cohete que surgiría como Saturn I. Al final, el Titán siguió adelante con su motor principal y el equipo de Saturn decidió utilizar el H-1 de menor empuje para acelerar el desarrollo. El proyecto E-1 fue cancelado en 1959, pero el éxito de Rocketdyne con el diseño dio a la NASA confianza en la capacidad de Rocketdyne para entregar el F-1 , mucho más grande , que impulsó la primera etapa de las misiones Saturn V a la Luna. [1]
En julio de 1954, el grupo de trabajo de misiles balísticos intercontinentales de la Junta Asesora Científica de la Fuerza Aérea asesoró a la División de Desarrollo Occidental (WDD) sobre sus dudas sobre el misil Atlas que entonces estaba en desarrollo. Atlas utilizó una serie de características no convencionales para alcanzar sus objetivos de rendimiento y consideró que existía un riesgo indebido de que si alguna de ellas resultaba inviable en la práctica, todo el diseño fallaría. El grupo sugirió que se iniciara un segundo proyecto de misiles balísticos intercontinentales como esfuerzo de mitigación de riesgos. [2]
Las preocupaciones del SAC fueron tomadas en serio dentro de la Fuerza Aérea y ordenaron a Ramo-Wooldridge que estudiara el tema. Ramo respondió invitando a Lockheed y Glenn L. Martin Company a proponer diseños alternativos de misiles balísticos intercontinentales. Con base en estos informes, Ramo sugirió que la Fuerza Aérea comenzara a desarrollar un nuevo misil que utilizara un fuselaje convencional en lugar de los "tanques globo" del Atlas y reemplazó el diseño de "etapa y media" por un diseño de dos etapas. [2]
Al seleccionar entre las dos propuestas, se otorgó un contrato a Martin para lo que surgió como el Titán . Aerojet General fue seleccionada para construir los motores para el diseño, desarrollando el LR-87 de dos cámaras en el propulsor y el LR-91 único en la etapa superior. De acuerdo con el concepto de desarrollo de bajo riesgo que sustenta todo el proyecto Titan, WDD también seleccionó a la División Rocketdyne de North American Aviation para desarrollar un motor de respaldo. [3]
Rocketdyne, que se escindió como empresa independiente en 1955, decidió satisfacer las necesidades del c. Requisitos de empuje de 350.000 lbf (1.600 kN) con un solo motor, a diferencia de un grupo de motores más pequeños. Comenzando con el diseño básico de su exitoso MB-3/S-3 (conocido por la Fuerza Aérea como LR79 ) de los misiles Thor y Júpiter , Rocketdyne desarrolló el E-1 ampliando su tamaño y ajustando la campana del motor para operar en altitudes más bajas. A mayores altitudes, la etapa superior estaría disparando. [3]
El desarrollo del E-1 fue rápido y los prototipos se enviaron al Laboratorio de Campo de Santa Susana a finales de 1955. Sin embargo, el desarrollo de un inyector de combustible estable resultó difícil y tardó 18 meses en resolverse por completo. [4] Durante una serie de meses, el empuje se incrementó hasta que desarrolló más de 379.837 lbf (1.689 kN) al nivel del mar . [5] El 10 de enero de 1956 se disparó una etapa propulsora completa equipada con el E-1. [3]
En abril de 1957, Wernher von Braun encargó a Heinz-Hermann Koelle el desarrollo de un sistema de lanzamiento espacial para cumplir con los nuevos requisitos especificados por la entonces no oficial ARPA . Koelle concluyó que para cumplir con sus requisitos de carga útil, de 10.000 a 20.000 libras (9.100 kg) en la órbita terrestre baja , se necesitaría una etapa propulsora con 1 millón de libras de empuje.
Buscando un motor capaz de desarrollar este tipo de niveles de potencia, conoció el E-1 gracias a George Sutton de Rocketdyne. [3] El E-1 era, con diferencia, el motor más potente que podía estar disponible en el plazo que exigía ARPA. Koelle seleccionó un grupo de cuatro E-1 como base de un nuevo propulsor al que llamaron "Juno V". "Juno" fue el nombre general que utilizó el equipo para referirse a los lanzadores, aunque todos los ejemplos anteriores habían sido adaptados de misiles.
Para acelerar el desarrollo de Juno V, los motores se conectaron a una única placa de empuje y se les suministró propulsor desde un grupo de tanques tomados de las estructuras de misiles Júpiter y Redstone existentes . El diseño fue denominado en broma "la última resistencia del grupo". Más tarde ese año, el equipo comenzó a referirse al diseño como "Saturno", por "el que está después de Júpiter", siendo Júpiter el último diseño exitoso de cohete de ABMA. El nombre permaneció y se hizo oficial a principios de 1959.
Después del lanzamiento del Sputnik el 4 de octubre de 1957, Estados Unidos entró en pánico sobre cómo alcanzar rápidamente a los soviéticos en lo que parecía ser una " carrera espacial ". Una idea rápidamente ganó popularidad: la formación de una agencia espacial civil que evolucionaría hasta convertirse en la NASA . El Ejército ya había perdido interés en el desarrollo del Saturn debido a la falta de requisitos de la misión y había acordado entregar el equipo ABMA a la NASA el 1 de julio de 1960.
En julio de 1958, von Braun recibió la visita de Dick Canright y Bob Young de ARPA, quienes le informaron que todavía les quedaban 10 millones de dólares en su presupuesto para gastar antes de que ABMA fuera entregada a la NASA. von Braun llamó a Koelle, quien presentó un modelo a escala 1/10 del Juno V, todavía equipado con el motor E-1. Canright y Young notaron que el motor no estaría listo a tiempo para la entrega y preguntaron si el cohete podría construirse con un motor existente. Koelle sugirió que se podrían utilizar ocho motores de la serie S-3D existente en lugar del E-1, y todos aprobaron. [3]
El desarrollo del Saturn avanzó con una versión ligeramente mejorada del S-3D, conocida como H-1 . Cuando la NASA inició el proceso de hacerse cargo de ABMA, decidieron que el proyecto valía la pena y continuaron financiando su desarrollo. [3]
Cuando Aerojet demostró con éxito el LR-87, el Titan siguió adelante con este motor y el primer ejemplar de producción se entregó a la Fuerza Aérea en 1958. Koelle consideró continuar financiando el desarrollo del E-1 con su presupuesto, pero decidió no hacerlo. Como von Braun señaló más tarde, los costos de desarrollo eran demasiado altos para lo que les habría dado un pequeño aumento de rendimiento, especialmente cuando el F-1 podía reemplazar a todos los E-1 para obtener una ventaja aún mayor. Rocketdyne solicitó que la Fuerza Aérea abandonara su interés en el E-1, lo cual hicieron, y finalizó el desarrollo del motor. [3]
El E-1 era un motor de combustible líquido de una sola cámara que quemaba RP-1 ( queroseno refinado similar al combustible para aviones) y oxígeno líquido . Las turbobombas estaban alimentadas por un generador de gas . El empuje fue c. 380.000 lbf (1.700 kN) al nivel del mar, aumentando a c. 425.000 lbf (1.890 kN) en vacío, correspondiente a un aumento en el impulso específico de 260 segundos a 290. Toda la cámara de combustión y la campana del motor se enfriaron de forma regenerativa utilizando un sistema similar al S-3 y posteriormente al F-1.