土星5號火箭除了登月真的就沒其它實(shí)用價值嗎？

當(dāng)然不止僅僅是登陸月球了，當(dāng)時土星5號在1967年至1973年期間NASA共發(fā)射了13枚土星5號火箭，因?yàn)閺膩砭蜎]有過損失有效載荷的主要事故發(fā)生(雖然阿波羅6號和阿波羅13號曾出現(xiàn)過推進(jìn)器失靈的問題，但箭載電腦都能夠通過延長剩余推進(jìn)器燃燒時間的辦法以保持飛行)。土星5號的主要載荷是載著一些宇航員成功登月的阿波羅航天器。最后一次土星5號的發(fā)射將天空實(shí)驗(yàn)室的空間站直接送入太空。

土星5號在20世紀(jì)60年代初期，蘇聯(lián)在太空競賽領(lǐng)先于其對手美國。1957年蘇聯(lián)發(fā)射了第一顆人造衛(wèi)星史潑尼克一號，1961年4月12日，蘇聯(lián)宇航員尤里·加加林成為第一個進(jìn)入太空的人類。為了能夠在太空的領(lǐng)域領(lǐng)先蘇聯(lián)，1961年的5月25日，肯尼迪總統(tǒng)宣布美國會在1970年之前將宇航員最先送上月球。

那時，美國是唯一的一次載人太空任務(wù)是艾倫·謝潑德的水星-紅石3號;僅在太空停留了15分鐘，且未直接進(jìn)入近地軌道。當(dāng)時世界上沒有火箭能夠一次運(yùn)送可登月的航天器。因?yàn)橥列?號火箭當(dāng)時還在研制過程當(dāng)中，但由于其推力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，需要分若干次發(fā)射才能將登月所需要的各個部件直接送入軌道。

土星5號在登月計(jì)劃的計(jì)劃階段初期，NASA曾考慮過三個主要的設(shè)想：地球軌道交會、直接起飛以及月球軌道交會(LOR)。盡管NASA起初沒有完全考慮月球軌道集合，因?yàn)槿祟惍?dāng)時連地球軌道的集合都沒有執(zhí)行過，更不用說難度更大的月球軌道集合了。后來，由于能夠使任務(wù)時間縮短以及較其他兩種方法更為簡單，因此月球軌道的集合仍然會被采納。

土星5號從1964年至1973年，土星5號的總撥款高達(dá)65億美元，在1966年則達(dá)到最高，僅一年當(dāng)中就撥了12億美元。阿波羅計(jì)劃被縮減的主要原因還是資金。在1966年，美國國家航空航天局的年度政府的撥款竟高達(dá)45億美元，約為當(dāng)時美國國內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)的0.5%。同年，國防部的一些政府撥款為635億美元。土星5號運(yùn)載火箭(Saturn V)，又譯為農(nóng)神五號，亦稱為月球火箭，它是美國的國家航空航天局(NASA)在阿波羅計(jì)劃和天空實(shí)驗(yàn)室計(jì)劃等兩項(xiàng)太空計(jì)劃中使用的一個多級可拋式液體的燃料火箭。是僅次于蘇聯(lián)能源號運(yùn)載火箭的重大推力的第二大運(yùn)載火箭。

土星5號則是三級火箭，由S-1C第一級、S-2第二級、S-4B第三級、儀器艙和有效載荷所組成。第一級長42米，直徑10米，到尾段的底部直徑增大到13米。尾段上裝有4個穩(wěn)定的尾翼，翼展約18米。第一級采用5臺F-1發(fā)動機(jī)，推進(jìn)劑為一些液氧和煤油，2個10米直徑的鋁制推進(jìn)劑貯箱用桁條和隔框加強(qiáng)。第二級長25米，直徑10米，采用一些液氧液氫推進(jìn)劑 ，共用5臺J-2發(fā)動機(jī)。第三級長18.8米，直徑6.6米，1臺J-2發(fā)動機(jī)，推進(jìn)劑主要為液氧液氫。

土星5號是在人類歷史上所使用過的最重、推力最強(qiáng)的一個運(yùn)載火箭，它高達(dá)110.6米，起飛的重量3038噸，總推力達(dá)3400噸左右，同時可將127噸的有效載重送上近地軌道。土星5號是三級火箭，由S-1C第一級、S-2第二級、S-4B第三級、儀器艙和有效載荷所組成。第一級長42米，直徑10米，到尾段底部直徑同時增大到13米。

尾段上裝有4個穩(wěn)定尾翼，翼展約18米。第一級采用5臺F-1發(fā)動機(jī)，推進(jìn)劑為一些液氧和煤油，2個10米直徑的鋁制推進(jìn)劑貯箱用桁條和隔框加強(qiáng)。第二級長25米，直徑10米，采用液氧液氫推進(jìn)劑 ，共用5臺J-2發(fā)動機(jī)。第三級長18.8米，直徑6.6米，1臺J-2發(fā)動機(jī)，推進(jìn)劑為液氧液氫。

土星5號運(yùn)載火箭是在人類歷史上使用過的最高、最重、運(yùn)載能力最強(qiáng)的運(yùn)載火箭。盡管NASA曾設(shè)想過一個更大的火箭(例如新星火箭)，土星5號是歷史上、土星號運(yùn)載火箭成員當(dāng)中最大的一個火箭，土星5號由馬歇爾太空飛行中心總指揮沃納·馮·布勞恩與他的德國火箭團(tuán)隊(duì)擔(dān)任進(jìn)行設(shè)計(jì)和研發(fā)的主要工作，它主要的承包商包括波音公司、北美人航空公司、道格拉斯飛行器公司以及IBM。

土星5號除了最后一次發(fā)射天空實(shí)驗(yàn)室沒有使用過S-IVB(第三級)之外，所有其他土星5號的發(fā)射都有三級：S-IC(一級)、S-II(二級)和S-IVB(三級)。每一級都使用液態(tài)氧(LOX)作為一種氧化劑。第一級所使用的高精煉煤油(RP-1)作為主要燃料，其他兩級使用液態(tài)氫(LH2)作為主要燃料。一般來說，一次發(fā)射任務(wù)的前20分鐘左右都是由火箭在推動。成功登上月球的“鷹”載人登陸艙

眾所周知，二戰(zhàn)之后美國和蘇聯(lián)便展開了爭霸，爭霸主要集中體現(xiàn)在兩個方面，首先是武器裝備，而另一個制高點(diǎn)就是太空探索，其中載人登月便是重中之重。從60年代中后期開始，雙方的載人登月便進(jìn)入了實(shí)質(zhì)階段，雙方投入了大量的人力物力，僅僅是為了將宇航員送上月球。

采用30臺發(fā)動機(jī)的N1火箭第一級

美國方面則是以土星5號巨型運(yùn)載火箭為主，采用服務(wù)艙、指令艙和鷹式月球登陸艙三艙布局，整個登月計(jì)劃代號“阿波羅”。1969年7月21日，首個載人登月艙順利登上月球，標(biāo)志著載人登月的成功，阿姆斯特朗成為登上月球第一人。而蘇聯(lián)方面則是因?yàn)镹1火箭的發(fā)射接連失敗，最終徹底放棄了載人登月，轉(zhuǎn)而占領(lǐng)空間站領(lǐng)域制高點(diǎn)。

很多人疑惑為何蘇聯(lián)最終沒能在載人登月方面繼續(xù)下去，其主要原因有兩點(diǎn)。首先對于當(dāng)時來說，載人登月僅僅只是政治任務(wù)，除了能夠向世界展示美蘇兩個國家的強(qiáng)大以外并沒有任何實(shí)際意義。載人登月項(xiàng)目需要的投入十分龐大，整個阿波羅登月計(jì)劃美國耗費(fèi)了數(shù)百億美元，這對于六十年代末來說簡直就是天文數(shù)字，要知道1969年美國經(jīng)濟(jì)總量才1萬億美元，所以在載人登月失敗后蘇聯(lián)立即放棄了這個費(fèi)錢的項(xiàng)目。

重型獵鷹火箭也采用了發(fā)動機(jī)并聯(lián)技術(shù)

第二點(diǎn)，蘇聯(lián)在N1火箭方面失敗的很徹底，由于沒有推力巨大的發(fā)動機(jī)，N1只能采用小推力發(fā)動機(jī)并機(jī)的方案，和馬斯克的重型獵鷹火箭方案一樣。但是受制于當(dāng)時的技術(shù)影響，N1火箭無法解決發(fā)動機(jī)來帶的共振問題，而短時間內(nèi)又拿不出推力更大的火箭發(fā)動機(jī)，在已經(jīng)落后美國的情況下最終只能放棄登月計(jì)劃。可以說在載人登月方面蘇聯(lián)失敗的非常徹底。

土星5號運(yùn)載火箭

在美國完成阿波羅登月計(jì)劃后的五十余年時間內(nèi)，美國沒有任何載人登月的計(jì)劃。實(shí)際上這非常好理解，當(dāng)時的阿波羅計(jì)劃純粹就是政治產(chǎn)物，其土星5號最大130噸的近地軌道運(yùn)載能力雖然十分強(qiáng)悍，但是以當(dāng)時的技術(shù)條件來說，土星5號用在除了載人登月的任何其他方面都是一種嚴(yán)重的浪費(fèi)，因此在隨后的漫長時間里美國沒有建造這一巨型火箭。

除此之外，載人登月雖然美國成功領(lǐng)先，但是以當(dāng)前的技術(shù)條件來說，雖然月球上的礦產(chǎn)物資極為豐富，但是沒有任何利用的可能，因此阿波羅計(jì)劃的象征意義遠(yuǎn)大于實(shí)際意義。不過近年來隨著大型空間站的建設(shè)以及月球科研基地建設(shè)的設(shè)想，使得巨型運(yùn)載火箭開始吃香，和當(dāng)年的政治任務(wù)不同，如今的探月工程才是可持續(xù)科學(xué)探索的起步，于是世界主要航天強(qiáng)國展開了新一輪巨型火箭的研發(fā)浪潮。