Saturn I (původní značení Juno V, Super-Jupiter a C-1) byla první raketa řady Saturn a zároveň první americká raketa navržená výhradně pro vynášení nákladů nad oběžnou dráhu Země. Vývoj zpočátku probíhal v Army Ballistic Missile Agency (ABMA) v Redstone Arsenal v Alabamě pod vedením hlavního konstruktéra Wernhera von Brauna. Na přelomu padesátých a šedesátých let přešla agentura ABMA, von Braunův tým i projekt rakety Saturn pod správu nově vzniklé civilní agentury NASA. První start se konal v říjnu 1961. Raketa sloužila pouze pro potřeby NASA, která ji využívala pro testování kosmické lodi Apollo. Celkem se konalo deset startů, z nichž všechny byly úspěšné. Kromě testování lodi Apollo byly k několika letům přidruženy vědecké experimenty Highwater a Pegasus.
Saturn I byl dvoustupňový a na nízkou oběžnou dráhu dokázal dopravit až 9000 kg nákladu. První stupeň byl poháněn svazkem osmi motorů H-1 na kapalný kyslík a vysoce rafinovaný petrolej typu RP-1. Nádrže byly sestaveny z trupů starších balistických raket Redstone a Jupiter. Druhý stupeň byl poháněn svazkem šesti motorů RL-10 na kapalný kyslík a vodík. Na úspěšnou koncepci Saturnu I navázala v roce 1966 silnější verze Saturn IB a později raketa pro mise na Měsíc Saturn V.
Historie Raketa Saturn I prošla během svého vývoje mnoha proměnami a její konečná podoba se od původních představ konstruktérů značně lišila. Určení rakety bylo mnohokrát měněno, rozšiřováno, ale nakonec bylo zredukováno na testovací nosič během návrhu kosmické lodi Apollo. Výhradním uživatelem byla americká agentura NASA, ale v počátcích projektu bylo hlavním investorem ministerstvo obrany. Pod dohledem armády byl Saturn vyvíjen jako těžká nosná raketa pro vojenské družice. Později ministerstvo ztratilo na používání Saturnu zájem a zaměřilo se na využití upravených mezikontinentálních balistických raket jako kosmických nosičů. Nepokračující spolupráce s armádou málem ukončila celý projekt, než nad ním převzala záštitu NASA. Po projevu prezidenta Kennedyho, ve kterém označil za hlavní cíl výpravu na Měsíc, byly plánované úkoly Saturnu seškrtány a raketě zůstal pouze úkol, cesta na Měsíc. Samotná koncepce misí na Měsíc se však často měnila a nakonec padlo rozhodnutí postavit jedinou velkou raketu pro vynesení všeho materiálu na Měsíc a zpět – Saturn V. Saturn I byl použit pouze k testům komponent kosmických lodí Apollo.
Podobu rakety však neovlivňovaly pouze technické požadavky plánovaných misí, ale také politika. Kvůli souboji na technologickém poli během studené války bylo rozhodnuto využít tehdy novou technologii kapalného vodíku jako paliva vyšších stupňů. To vedlo ke zdokonalení motorů RL-10, které se používají dodnes. I když byl Saturn I nakonec pouze dvoustupňový, v různých fázích se objevovaly návrhy až se čtyřmi stupni. Za svou krátkou kariéru letěl Saturn I jen desetkrát, ale technologický přínos projektu byl značný a přispěl ke konstrukci Saturnu V.
Původ náhled|vlevo|Wernher von Braun s modely raket ve své kanceláři v Huntsvile Bývalý vedoucí raketového výzkumu Třetí říše Wernher von Braun a jeho tým byli po druhé světové válce převezeni do Spojených států (viz Operace Paperclip), kde zprvu pracovali na testech ukořistěných raket V-2. Později se věnovali vývoji nových raket středního doletu pro americkou armádu. Výzkum pod hlavičkou agentury (ABMA) probíhal na základně Redstone Arsenal v Huntsville v Alabamě. Zde byly vyvinuty rakety PGM-11 Redstone a PGM-19 Jupiter. Po krizi vyvolané vypuštěním Sputniku 1 se von Braunův tým ujal iniciativy a na základě rakety Redstone vyvinul raketu Juno I, která vynesla první americký satelit Explorer 1, a později Juno II, postavenou na základě PGM-19 Jupiter.
Práce na konceptu Saturnu I začaly ještě před vypuštěním Sputniku 1. V roce 1957 požádalo americké ministerstvo obrany prostřednictvím své agentury ARPA (Advanced Research Projects Agency) o vypracování studie kosmického nosného systému, který by dokázal dopravit na oběžnou dráhu Země 9000–18 000 kg, nebo dostat na únikovou rychlost náklad až 5400 kg. Takto silná raketa měla sloužit pro dopravu těžkých komunikačních, meteorologických a špionážních družic. Tehdejší rakety jako Atlas měly teoretickou nosnost na nízkou orbitu Země pouze 1400 kg, proto bylo potřeba hledat cestu k vyšší nosné kapacitě. Von Braunův tým v ABMA se začal problémem zabývat v dubnu 1957. Podle jejich výpočtů měla mít taková raketa tah přibližně 6,7 MN. Americké letectvo tou dobou začínalo pracovat na motoru podobných parametrů, který však nemohl být připraven v požadované lhůtě. Tento motor nesoucí označení F-1 byl později použit pro pohon prvního stupně rakety Saturn V. Pro budoucí Saturn I tak byly vybrány čtyři motory E-1 vyvíjené společností Rocketdyne.
náhled|Modely raket, zleva: Redstone, Atlas, Saturn I V prosinci 1957 dodala ABMA von Braunův koncept agentuře ARPA pod oficiálním názvem , pracovní název byl Super-Jupiter. První stupeň měl být tvořen osmi nádržemi z raket Redstone uspořádanými kolem centrální nádrže převzaté z rakety PGM-19 Jupiter. Jako horní stupeň měla být použita upravená balistická raketa Atlas nebo první stupeň Titanu. V ABMA preferovali Titan, neboť v atmosféře závodů ve zbrojení studené války měla nejvyšší prioritu výroba Atlasů pro vojenské účely. Program Titan byl ale od počátku brán jako záložní, a bylo tak možné rozdělit jeho výrobní a vývojové kapacity. Druhý stupeň tak měl být upravený Titan, vybavený dvěma motory LR-87. Třetí stupeň měl být nový stupeň Centaur s motory RL-10. Tato trojstupňová koncepce byla později označena jako varianta A.
ARPA byla s von Braunovým konceptem spokojena a jediný požadavek byl nahradit motory E-1 jiným zařízením. E-1 stejně jako F-1 byl tou dobou v rané fázi vývoje a nebyl by připraven pro testy dříve než za dva roky. Von Braunův tým rychle nahradil čtyři motory E-1 osmi motory H-1, což byly upravené motory S-3D z rakety Thor. Rozhodnutí nečekat na vývoj nových motorů se ukázalo jako správné. Nejen že přineslo odhadovanou úsporu až 60 milionů dolarů, ale první zkušební zážeh mohl být uskutečněn téměř o rok dříve. Von Braunův tým v ABMA již tou dobou připravoval start rakety Juno I (později vynesla první americký satelit Explorer I) a probíhal vývoj raket Juno II. Název projektu byl proto změněn na Juno V, aby lépe zapadal do vývojové řady.
Začátek prací náhled|vlevo|Statický test svazku motorů prvního stupně Projekt byl oficiálně zahájen výnosem 14-59 agentury ARPA z 15. srpna 1958. Kontrakt zněl: „Zahájit program vývoje kosmického nosiče o tahu přibližně 1 500 000 liber (6,7 MN), založeného na spojení dostupných raketových motorů. Nejbližší úkol tohoto programu je provést demonstrativní statický zážeh v plném měřítku do konce roku 1959.“
Následoval kontrakt s firmou Rocketdyne na vývoj motorů H-1, podepsaný 11. září 1958. 26. září 1958 se ARPA a Army Ordnance Missile Command (nadřízené velitelství ABMA) dohodly na rozšíření kontraktu o provedení zkušebních letů v září 1960 a dále chtěly, aby ABMA postavila další tři nosiče, přičemž dva budou schopny umístit na oběžnou dráhu omezený náklad.
Podle požadavků ARPA byl Juno V definován jako univerzální nosný prostředek pro výzkum a vývoj ofenzivních a defenzivních kosmických zbraňových systémů. Specifické použití pro americké ozbrojené síly zahrnovalo: navigační, meteorologické, průzkumné a komunikační družice a podpora misí s posádkou pro USAF v rámci jeho projektu Dyna-Soar. Dále bylo zvažováno využití nosiče pro mezinárodní projekty pod záštitou OSN a pro komerční projekty.
V NASA a ABMA vkládali do projektu Juno V naděje, že poslouží také jako testovací základ pro vývoj budoucích pohonných systémů, hlavně výkonných motorů o tahu přes 6 MN, později známých jako F-1.
Juno V také měla zastávat významnou úlohu v projektu Horizont, což byla plánovaná mise na Měsíc s cílem vybudovat na povrchu Měsíce stálou vojenskou základnu. Touto dobou se začíná objevovat pracovní označení Saturn. To mělo symbolizovat nástupce Jupiteru. V jedné z oficiálních zpráv pro ARPA je již projekt nazýván Saturn a toto jméno se v únoru 1959 stalo oficiálním názvem projektu.
Přechod k NASA náhled|Přechod ABMA k NASA, 1. červenec 1960 Založení NASA 29. července 1958 vedlo ke snaze sjednotit a posoudit všechny projekty těžkých nosných raket a následně vybrat jedno řešení pro budoucí projekty spojené s výzkumem Měsíce. Tou dobou zde byly programy armády (Saturn) a letectva (projekt SLS – Space Launch System). Oba programy měly za konečný cíl cestu k Měsíci a vybudování základny na jeho povrchu. Inženýři NASA však měli vlastní návrhy, označované souhrnně jako rakety Nova.
Wernher von Braun byl požádán o účast v komisi, která měla za úkol prostudovat a vyhodnotit existující návrhy a sepsat doporučení. Výsledná zpráva byla prezentována 18. července 1959. Hned v úvodu upozornila na chybné vedení a koordinaci amerických programů a uznala velký náskok sovětského kosmického programu. Dále se zabývala pěti takzvanými generacemi raket, od prvních raket Vanguard přes Juno, mezikontinentální balistické rakety SM-65 Atlas a SM-68 Titan, projekty založené na svazcích několika dostupných motorů zvané Clustery (koncepce Saturnu), až po koncept velké rakety poháněné svazkem silných motorů, jakými byly F-1. Zpráva stanovila teoretické možnosti budoucího vývoje včetně časového rámce dostupnosti nosných systémů.
V prosinci 1959 byly prezentovány projekty jednotlivých vývojových týmů. NASA pak vybrala von Braunův koncept Saturn, a měla tak kompletní vývojový program pro dopravu širokého spektra nákladů jak na nízkou oběžnou dráhu Země, tak na oběžnou dráhu Měsíce. Pro střední náklady byl vhodný Saturn, pro těžké náklady rakety Nova a upravené mezikontinentální balistické rakety s horními stupni Vega případně Centaur pro lehké náklady a meziplanetární mise. Stupeň Vega byl později zrušen, protože projekt letectva Agena (tehdy pod názvem Hustler) měl shodné parametry a mohl být využit.
V červenci 1959 byl projekt téměř zrušen, když ředitel výzkumného oddělení na ministerstvu obrany Herbert York oznámil, že Saturn čerpá příliš mnoho finančních prostředků ARPA a jako kosmický nosič pro vojenské náklady již není potřebný. Na ministerstvu obrany se tehdy objevil názor, že spojením několika mezikontinentálních balistických raket lze získat stejně silný nosný systém, ale s nižšími finančními náklady, zatímco menší náklady lze dopravovat upravenými balistickými raketami jako SM-65 Atlas nebo SM-68 Titan. V neprospěch Saturnu hovořila skutečnost, že nebyl vypracován žádný přesný plán na využití jeho kapacity a veškeré návrhy budoucích misí i vojenského charakteru byly jen koncepty a teoretické úvahy. NASA také pracovala na vlastním projektu rakety Nova, který se v mnoha ohledech překrýval se Saturnem. Po schůzce zástupců NASA, armády, ARPA a ministerstva 16. až 18. září 1959 bylo rozhodnuto, že se Saturn rušit nebude, pokud přejde ABMA pod správu NASA a nebude již potřebovat finanční účast resortu obrany a ARPA. Přechod pod NASA byl dokončen 1. července 1960. ABMA a celé zařízení v Huntsvile bylo přejmenováno na Marshall Space Flight Center.
Výběr vyšších stupňů náhled|vlevo|Start mise SA-5, první použití funkčního druhého stupně