Saturn IB (Saturn 1B) byla americká nosná raketa řady Saturn používaná v letech 1965–1975. Její konstrukce vycházela ze starší verze Saturn I. Od ní se odlišovala silnějšími motory prvního stupně, novým systémem řízení letu a přepracovaným druhým stupněm. Právě druhý stupeň byl největší inovací, neboť byl osazen pouze jedním velkým motorem, namísto šesti malých, jako jeho předchůdce. Na nízkou oběžnou dráhu dokázala dopravit náklad o hmotnosti více než 15 tun a byla tak schopna vynést velitelský i servisní modul kosmické lodi Apollo, nebo samotný lunární modul.
Vývoj rakety probíhal ve vývojovém centru NASA Marshall Space Flight Center (dříve Army Ballistic Missile Agency) v Huntsville v Alabamě pod vedením hlavního konstruktéra Wernhera von Brauna. Práce na Saturnu IB začaly prakticky souběžně se Saturnem I, protože oba vycházely z konceptu Saturnu C-1, navrženého roku 1959. Pro verzi IB se čekalo pouze na vývoj nového motoru pro druhý stupeň.
Hlavním úkolem rakety byly testovací lety na nízkou oběžnou dráhu s kosmickou lodí Apollo nebo lunárním modulem. Později sloužila pro vynášení kosmických lodí s posádkou programů Apollo, Skylab a Sojuz-Apollo. Celkem startovala devětkrát a všechny starty byly úspěšné. Jediný závažný incident byl požár lodi Apollo 1, který však nebyl způsoben raketou samotnou. Stejně jako jeho předchůdce, i Saturn IB znamenal velký technologický pokrok. Zatímco Saturn I poskytl cenné zkušenosti s použitím svazků motorů a kapalného vodíku, Saturn IB znamenal pokrok na poli silných vodíkových motorů. Druhý stupeň Saturnu IB byl později použit jako třetí stupeň Saturnu V.
Historie Původ thumb|left|Porovnání původních koncepcí Saturnu C-1 a skutečných raket Saturn I a IB tak, jak byly postaveny Během vývoje Saturnu I docházelo k mnoha změnám jeho konfigurace a nové koncepty se objevovaly téměř každý měsíc. Původní von Braunova koncepce Saturnu s raketou Titan jako druhým stupněm byla rozšířena o mnoho dalších možných řešení a jedním z nich bylo využití tehdy nové technologie motorů na kapalný vodík. Souběžně s přechodem ABMA a Saturnu pod Národní úřad pro letectví a kosmonautiku byla ustavena takzvaná Silversteinova komise, která měla za úkol zhodnotit všechny navrhované koncepty a vybrat nejlepší řešení. Jednotlivé koncepty byly setříděny do skupin a označeny písmeny A,B a C. Skupina C zahrnovala vodíkové motory a s nimi spojené takzvané nekonvenční kryogenní technologie. Koncepty C zároveň poskytovaly nejvyšší výkony a z politického hlediska jejich pokročilá technologie znamenala demonstraci americké technologické úrovně. Komise tedy rozhodla ve prospěch variant nazvaných C-1, C-2 a C-3. Po dalších změnách a škrtech zbyl pouze dvoustupňový koncept C-1. Tento koncept měl mít druhý stupeň osazen čtveřicí nových motorů XLR-119. Vývoj XLR-119 se potýkal s problémy a nakonec byl zrušen. C-1 byl proto vybaven svazkem šesti slabších motorů RL-10. Svazek šesti motorů měl nevýhody plynoucí ze složitosti řízení a synchronizace chodu všech motorů. Proto byl zahájen vývoj nového konceptu C-1B, který byl později pojmenován Saturn IB.
Vývoj motoru J-2 Kombinace kapalného kyslíku a vodíku jako raketového paliva byla díky vysokému specifickému impulsu pro inženýry NASA velmi lákavá a koncem roku 1959 bylo vypracováno několik studií o možnostech vývoje silnějších motorů. Tehdy nový motor RL-10 nabízel tah pouze 67 kN (současná verze RL-10B-2 používaná na druhém stupni rakety Delta IV má tah 110 kN), ale pro zamýšlené mise na Měsíc bylo potřeba tah v řádu stovek kilonewtonů. V průběhu první poloviny roku 1960 byli svoláni bývalí členové Silversteinovy komise, aby vybrali firmu, které svěří vývoj a výrobu nových motorů J-2. V červenci 1960 byla vybrána firma Rocketdyne a konečný kontrakt byl podepsán v září 1960. Hlavním cílem konstruktérů z Rocketdyne byla bezpečnost, protože se jednalo o první silný motor navrhovaný pro pilotované lety..
Vývoj se rychle rozběhl a již v listopadu proběhl první test vstřikovačů pro nový motor. Ještě před koncem roku 1960 postavil Rocketdyne velkou vakuovou komoru, speciálně navrženou pro simulování podmínek otevřeného vesmíru. Při vývoji bylo použito tehdy nové metody simulování běhu motorů pomocí počítačové analýzy. Roku 1961 práce rychle pokročily a v lednu 1962 byl proveden první testovací zážeh. V červnu 1962 podepsala NASA s firmou Rocketdyne další kontrakt na pokračování vývoje do roku 1965 a výrobu 55 kusů motorů J-2. Ve stejné době NASA oznámila úmysl postavit novou dvoustupňovou nosnou raketu Saturn C-1B, která bude schopná vynést na nízkou oběžnou dráhu kompletní kosmickou loď Apollo nebo samotný lunární modul.
Vývoj druhého stupně thumb|left|Porovnání jednotlivých verzí stupně S-IV, vlevo původní S-IV Saturnu I, uprostřed S-IVB Saturnu IB, vpravo S-IV Saturnu V Druhý stupeň S-IVB vycházel ze druhého stupně Saturnu I. Označení IV nese proto, že byl plánován jako čtvrtý stupeň dříve zavrženého konceptu C-4. Kontrakt na vývoj původního S-IV Saturnu I byl udělen v dubnu 1960 firmě Douglas Aircraft Company. Toto rozhodnutí bylo učiněno po společné dohodě ABMA a NASA (ABMA tou dobou ještě nebyla plně integrována do NASA). Výběr firmy Douglas vyvolal kritiku, neboť konkurenční Convair měl s vývojem vodíkem poháněných motorů větší zkušenosti a měl již vlastní program vývoje stupně Centaur. Tehdejší ředitel NASA T. Keith Glennan rozhodnutí zdůvodnil tím, že Convair měl vyvinout také stupeň S-V, který vycházel z Centauru, a hrozil by tak vznik monopolu na vodíkové stupně.
Po oznámení záměru postavit dvě nové rakety C-1B a C-5 (Saturn IB a Saturn V) byl kontrakt s Douglasem rozšířen o vývoj a výrobu nové verze stupně s větším průměrem osazené jedním motorem J-2. Vylepšená verze S-IVB měla být použita jako druhý stupeň Saturnu IB a jako třetí stupeň Saturnu V. Podobnost mezi verzemi S-IV a S-IVB byla značná a mnoho součástí bylo použito přímo na novém stupni. Za rozhodnutím vylepšit druhý stupeň Saturnu I stála snaha o urychlení programu Apollo pomocí standardizace použitých součástí. Velký vliv na konečnou podobu S-IVB měla koncepce mise na Měsíc, nazývaná Lunar orbit rendezvous, neboli setkání na oběžné dráze Měsíce. Pro tuto misi bylo zapotřebí vynést kosmickou loď na parkovací dráhu, na ní setrvat čtyři až pět hodin, a poté provést druhý zážeh a nasměrovat ji na přechodovou dráhu k oběžné dráze Měsíce. Tento úkol však náležel Saturnu V. Saturn IB měl za úkol dopravu kosmické lodi Apollo bez lunárního modulu jen na nízkou oběžnou dráhu Země při zkušebních letech. Proto nebylo potřeba provádět opakovaný start a verze pro Saturn IB byla tedy odlehčena o přídavné tlakové lahve s heliem, které se používaly pro dodatečné natlakování nádrží v beztížném prostředí.
Vstup do služby a aktivní kariéra thumb|Saturn IB sériové číslo AS-204 před misí Apollo 5 Pro nový Saturn IB byl kromě druhého stupně upraven i první stupeň. Stupně S-I a S-IB byly téměř identické, ale nová verze byla přibližně o čtyři tuny lehčí a dokázala pojmout více paliva. Dále byly upraveny aerodynamické plochy, jejichž tvar byl navržen pro stabilizaci větší a těžší rakety. Díky novým postupům byly nové plochy lehčí a lépe tvarované. S-IB byl osazen motory H-1, stejně jako Saturn I, avšak pro Saturn IB byly označovány H-1b a měly zvýšený tah. Zprvu byly motory H-1b schopny produkovat tah 890 kN a později byl tah zvýšen na 912 kN. Hmotnostní rozdíl verzí pro Saturn I a Saturn IB byl relativně velký, 635 kg u verze H-1 proti 988 kg verze H-1b, ale zvýšený tah a úspora hmotnosti samotného prvního stupně nakonec vedly ke zvýšení celkové nosnosti. Pro starty Saturnu IB musely být upraveny startovací rampy LC-34 a LC-37 na mysu Canaveral. Z tohoto důvodu byl start poslední mise Saturnu I přesunut na 30. července 1965, takže byl dostatek času na provedení úprav potřebných před řádným termínem plánovaného prvního startu Saturnu IB.
První start Saturnu IB se konal 26. února 1966 na odpalovacím komplexu 34 na mysu Canaveral. Šlo o první suborbitální testovací let, trvající přibližně 32 minut. Raketa při něm dosáhla výšky přes 480 kilometrů a dopadla do jižního Atlantiku asi 320 kilometrů od ostrova Ascension. Další mise byly zaměřeny, stejně jako mise Saturnu I, na testování kosmické lodi Apollo a lunárního modulu. Poprvé však bylo možno otestovat součásti plánované rakety Saturn V, protože se Saturnem IB sdílely stejný stupeň S-IV. Po sérii testů přišly na řadu mise s posádkou, jako první to byla mise Apollo 7, poté následovaly mise ke stanici Skylab a nakonec v roce 1975 společná sovětsko-americká mise Sojuz-Apollo.
Popis Saturn IB byl dvoustupňová nosná raketa na kapalné pohonné látky. Základní sestava pro většinu misí sestávala z prvního stupně, druhého stupně s přístrojovou sekcí a kosmické lodi Apollo. Při misích bez lodi Apollo byl na špici rakety připevněn aerodynamický kryt. Funkcí prvního stupně byl pohon rakety ve vzestupné fázi letu hustými vrstvami atmosféry. Během této fáze na raketu působil odpor prostředí, dynamické síly a další vlivy jako třeba aerodynamický třesk při překonání rychlosti zvuku. První letová fáze trvala přibližně 155 sekund a raketa během ní vystoupala do výšky přes 60 kilometrů. Druhá fáze aktivního letu byla zahájena odstavením motorů prvního stupně a zážehem stupně druhého. Druhý stupeň vynesl zbytek rakety na požadovanou oběžnou dráhu a poté byl také odhozen. Žádná ze součástí rakety nebyla navržena pro opakované použití.
První stupeň thumb|left|1. Hlavní nosník „spider-beam“ 2. Tunel pro kabeláž 3. 8x motory H-1 4. Přístrojové vybavení 5. Přepážky proti šplouchání paliva, 8x nádrž průměr 178 cm 6. Kyslíková nádrž, průměr 267 cm 7. Protipožární stěna 8. Tepelný štít První stupeň S-IB byl téměř totožný s prvním stupněm Saturnu I. Skládal se osmi nádrží rakety Redstone a jedné nádrže rakety Jupiter. Nádrže z Redstone byly umístěny po obvodu, čtyři z nich obsahovaly palivo RP-1 a zbylé čtyři byly určeny pro kapalný kyslík. Nádrž z Jupiteru byla uprostřed a obsahovala také kapalný kyslík. Průměr nádrží z Redstone byl 178 cm, průměr nádrží z Jupiteru byl 267 cm a celkový průměr prvního stupně byl 660 cm. Pro původní stupeň S-I byla délka nádrží upravena na 12 metrů, nový stupeň musel pojmout více paliva, a proto byly nádrže prodlouženy na 16 metrů. Celková výška prvního stupně (i s motory a adaptérem pro druhý stupeň) byla 25,5 metru. Po naplnění kyslíkových nádrží docházelo k prodloužení (viz deformace) až o 63,5 milimetru, proto byly nádrže na horním nosníku uloženy posuvně.. Při letu byly nádrže rozděleny do dvojic a každá dvojice napájela dva motory. Pro zajištění stabilní polohy byly nádrže vybaveny přečerpávacím zařízením, které bylo schopno vyrovnat hladiny v nádržích. Tento systém bylo možno použít i při výpadku jednoho z motorů k přesměrování paliva do dalších motorů. Prostřední kyslíková nádrž dodávala kyslík pro vnější motory se směrovatelným tahem.. Při startu také docházelo k vibracím a rázům, které způsobovaly šplouchání paliva v nádržích. Tento problém se objevil už při prvních misích Saturnu I, proto byly přidány do nádrží přepážky, které tomu zabraňovaly. Saturn IB jimi byl vybaven již od prvních letů.
Kvůli spotřebě pohonných látek při letu bylo nutné kompenzovat jejich objem v nádržích. K tomu sloužily dva nezávislé systémy. První systém zajišťoval kompenzaci objemu kapalného kyslíku. To bylo řešeno tepelným výměníkem, do nějž byla přivedena část kapalného kyslíku, ta byla ohřáta plyny vystupujícími ze spalovací turbíny motorů H-1b a vedena ve formě plynu zpět do nádrže. Pro kompenzaci objemu RP-1 byl systém jednodušší, byl tvořen pouze tlakovými nádobami s dusíkem, postupně doplňovaným do nádrží. Podobný princip byl uplatňován i na druhém stupni. V případě druhého stupně však byl komplexnější a plnil více funkcí.
thumb|Pohled na zadní část Saturnu IB, Kennedyho vesmírné středisko