“土星系列”運載火箭

土星系列

“土星系列”運載火箭 是美國國家航空航天局(NASA)專為阿波羅登月任務而研製的大型液體運載火箭，先後研製的型號有“土星I”、“土星IB”、“土星V”三種。

“土星”由來

1957年美國陸軍彈道飛彈局向政府提出發展大推力運載火箭的建議，1958年初該項建議得到採納，陸軍彈道飛彈局即著手研究，1959年將所研究的火箭正式命名為“土星”運載火箭。1960年陸軍彈道飛彈局劃歸國家航空航天局領導，發展“土星”的任務亦轉交該局負責。

“土星”類型

“土星系列”運載火箭共有三種型號：“土星I”、“土星IB”、“土星V”。該火箭的最終任務是把載有三名太空人的“阿波羅”飛船送往月球，並安全返回。這三種型號的任務分工是：“土星I”——研製型，它是執行“阿波羅”計畫的第一個型號，用於“阿波羅”計畫早期地球軌道飛行試驗和發射“飛馬座”宇宙塵探測衛星。“土星IB”——改進型，用於不載人或載人“阿波羅”飛船地球軌道飛行試驗，“土星V”和飛船程式及部件、系統的試驗，以及發射“天空實驗室”。“土星V”——最終型，專為實現“阿波羅”飛船登月而研製，目標是要在美、蘇“登月競賽”中贏得勝利。

“土星”造價

自1961年開始至1972年12月結束，在歷時11年7個月中，“土星系列”運載火箭總共發射l7次，包括11次載人飛行，其中6次載人登月飛行。這是美國60年代規模最大、耗資最多的一項載人航天計畫，到1969年7月，總共耗資193億美元(1965年美元值)，其中近80億美元用於研製運載火箭“土星I”(7.67億美元)、“土星IB”(11．27億美元)和“土星V”(60.46億美元)。
自1973年5月15日開始至1974年2月8日，“土星”運載火箭被用於發射“天空實驗室”，共4次。首次是用“土星V”運載火箭將無人的“土星工場”送入近地圓軌道，後三次用“土星IB”運載火箭分別將載有三名太空人的“阿波羅”指令服務艙與“土星工場”對接。整個該項計畫的經費約為25億美元(1965年美元值)。

“土星”目的

“土星I”運載火箭是為了實現載人登月的“阿波羅”計畫而研製的美國第一種大型液體運載火箭，主要用於近地軌道飛行任務。
發展“土星I”運載火箭的目的是推進大型運載火箭研製技術，通過飛行試驗，獲得多台並聯發動機推進系統的飛行工作經驗，確定裝有多台並聯發動機的氫氧級的飛行和運行特性，以及推動制導和測量技術的進步。

“土星”歷程

“土星I”運載火箭由美國國家航空航天局委託馬歇爾航天中心(MSFC)研製。研製工作於1958年開始，研製過程大致如下：
1958年8月15日，美國國防部先進研究計畫局(DARPA)正式批准發展一種推力為6670kN的運載火箭的研製計畫，並委託陸軍彈道飛彈局(ABMA)負責研製。9月陸軍彈道飛彈局與洛克達因(Rocketdyne)公司簽訂契約，發展推力為738kN的新型發動機H-1，10月又與普拉特—惠特尼(Pratt—Whitney)公司(簡稱普惠公司)簽訂了研製液氫、液氧發動機XLR-115的契約。
1959年年初計畫更名為“土星”計畫，根據研究與發展（R&D）規劃，研製兩批共10枚“土星C-1”運載火箭。
1960年1月l日，土星計畫和它的整套人員及設備全部移交給馬歇爾航天中心。5月與道格拉斯飛機公司簽訂了研製“土星C-1”火箭二子級S-IV的契約。
1961年10月27日，第一枚“土星C-1”運載火箭SA-1發射成功之後，對第二批“土星C-1”火箭的設計進行了一些重要修改。
1962年4月25日和11月6日，成功地進行了“土星C-1”火箭SA-2和SA-3的飛行試驗。
1963年3月8日，第一批“土星C-1”火箭中最後一枚(SA-4)飛行試驗獲得成功。至此， “土星C-1”火箭二子級S-I的研製試飛工作圓滿結束。“土星C-1”火箭正式改稱為“土星I”運載火箭。11月XLR-115發動機通過了驗收試驗並交付使用，發動機定型後命名為RLl0A-3發動機。
1964年1月29日，成功地進行了“土星I”SA-5火箭的飛行試驗，5月28日和9月18日，又成功地進行了SA-6和SA-7的飛行試驗。由於“土星I”火箭在研製試飛階段具有極高的成功率，因此在第七次飛行試驗(SA-7)以後，決定“土星I”運載火箭提前轉入正式使用。
1965年2月16日，第八枚“土星I”運載火箭SA-9成功地將一顆“飛馬座”(Pegasus)宇宙塵探測衛星送入軌道。5月25日和7月30日，最後兩枚“土星I”火箭SA-8、SA-10各將一顆“飛馬座”衛星送入軌道。至此，“土星I”運載火箭研究與發展計畫結束，火箭共進行了10次發展，成功率達100%。
“土星I”火箭是一種試驗性火箭，通過飛行試驗對火箭進行了不斷地改進。第二批火箭與第一批火箭相比，在設計上有許多不同。
用來發射“飛馬座”探測器的是SA-8“土星I”火箭：SA-8火箭是一枚實用型“土星I”火箭，其飛行任務是將一顆“飛馬座”宇宙塵探測衛星送入近地軌道。
與以往的“土星I”火箭相比，SA-8火箭明顯的不同在於，它完全是一枚工業化生產出來的火箭。SA-8火箭的S-I級由克萊斯勒（Chrysler）公司承包製造。SA-8火箭於1965年5月25日，從甘迺迪角發射升空，成功地將“飛馬座”衛星送入預定的近地軌道。