人类历史上最强火箭,土星五号无法再复制?美国怎么造不出来了?( 二 )


最早开始太空探索任务的国家是苏联 , 从上世纪三十年代开始致力于太空飞行试验 , 最早的航天试验理论也是在苏联进行 。 早期的太空探索计划主要在苏联的人造卫星方面 , 人造卫星的成功使得美国想要迫切地证明自己的实力 , 于是美国自己的航天计划也开始跟随着苏联的脚步进行 。
美国和苏联在各自的太空计划进行成功后 , 便开始在上世纪五十年代进行了一场长时间的太空拉力赛 。 苏联宇航员加加林的成功升空使得美国政府担心自己的太空地位受到威胁 , 于是想要在载人航天方面先人一步 , 直接进行载人登月 , 以此获得太空霸主的地位 。
土星五号在原型火箭试验前还经历了水手计划、双子计划和上升号 。 有了众多计划的参与 , 美国累积了越来越多的相关经验 , 美苏两国的太空竞赛在六十年代进入了白热化阶段 。
另一方面 , 肯尼迪政府为了完成对竞选的许诺 , 而国会也在不断游说苏联在太空进展上对美国未来的威胁 。 这一系列的变化让美国在火箭研发上面不得不加快了脚步 , 土星五号在完成基本的原型组装后 , 中间经历了几次测试和改进 , 最后一举成名 。
无法复制的奇迹
为了能把土星五号这个大家伙送上天 , 当时在工程制作方面 , 科研人员也是费尽脑力才完成 , 不过最终的终极解决方案就是堆燃料 。
庞大的火箭体积使得火箭的推进器都显得巨大无比 , 最初人们想要用高水平的结构来缓解对火箭推力的需求 。 但是从土星五号的设计上来看 , 想要载荷能力得到保证 , 还是要把推进剂放在首位 。 于是在后来的设计方案中 , 工程师把二级火箭设计成更大更稳定的推进器 , 以此能够搭载更多燃料 。
土星五号不仅在外形、推力、运载方面是第一 , 在任务完成度上也是第一 。 除了原型机在试飞实验方面出过几次问题和事故 , 土星五号问世后的几年里成功发射9次 , 每次任务都完美完成 , 该火箭运送了24人进入太空 , 有12人成功登月 。
美国航天局为了未来能够更好地利用火箭系统完成太空建设 , 土星五号在任务执行中还完成了“天空实验室空间站”的运送 。 此举同样也是为了尽快赶超苏联 , 空间站的设计根本没有经过太多细致的运输考虑 。 美国政府认为 , 反正土星五号的运载能力够大 , 只需要把科学仪器等相关设备往太空上发射就行 。
反观苏联方面 , N1火箭的接连失败使得苏联在火箭方面逐渐失去信心 , 转而投身于太空空间站建设 。 由于土星五号的强大动力 , 天空实验室空间站的成功发射 , 无疑又是一记重锤砸在苏联身上 。 1975年后 , 太空竞赛结束 , 美国成为了太空第一国 。
不过 , 就当美国拥有了太空话语权后 , 土星五号却在后来的岁月中逐渐销声匿迹 , 最后成为了一个国力象征 , 再也无法被复制 , 即使是美国也无法再造一个相同的出来了 。 这是为什么呢?其实问题本身并不复杂 , 从以下几个方面便能够看出为什么土星五号成为了一个退役老将 。
首先是经费方面 , 土星五号作为一个拥有三级推动的火箭 , 每一级的推进器都需要消耗大量的燃料才能完成火箭的发射 。 两级推进器就超过了2600吨燃料 , 燃料使用上主要是液氧煤油和液化氢氧 。 仅是发射一次火箭就需要1.8亿美元 , 如果放在今天至少是11亿美元才能完成一次发射 。
这其中还不包括后续的维护费用 , 如果算上研发 , 更是高达数百亿美元 。 如此高昂的费用即使在今天也没有几个国家舍得在火箭发射领域投入 , 如今的美国在航空费用上的财政预算也远没有当时那样的支持 , NASA如今的财政预算已经被削减了一半 。
其次是技术方面 , 美国当时为了让土星五号升空 , 在发动机挑选上进行了大量的测试发 , 只需要5个F-1发动机便能把超过3000吨重的土星五号推起 , 这是其他国家至今难以做到的 。
最后是环境影响 , 土星五号的出现绝不是简单的科技产物 , 六十年代紧张的世界政局使得美国不得不耗费举国之力来完成这一壮举 。 为了在太空方面制约苏联 , 争夺霸权 , 必须一口气拿下太空 。 在这样一个高压的环境下 , 可以说土星五号的源动力是来自于国家竞争 。
如今的火箭
进入21世纪后 , 世界政局变化莫测 , 不少国家开始转身投入经济建设和基础建设 , 美国也开始进行着自己新一轮的霸权争夺 。 人们在太空探索方面更愿意设计使用可重复运载的火箭 , 像土星五号这样的一次性运载火箭从实用性方面来说过低 , 如果刻意的追求大推力、高载荷的火箭 , 无疑是败家行为 。

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