土星5號火箭

土星5號火箭

“土星5號”火箭是迄今為止世界上最龐大的運載火箭。它由三級組成,最大直徑10米,連同尾翼在內共達18米。火箭本身高達86.6米,安裝阿波羅飛船和救生火箭後,總高度達到110.6米,相當於36層樓房。火箭的第一級叫S-1C,高42米,直徑10米,有5台發動機,裝有2075噸液氧煤油推進劑。一旦發動機點火,2000多噸的“飲料”,僅用2分34秒就可以全部“喝”乾,產生的高溫氣體以2900米/秒的速度噴射,可產生3500噸推力。第二級叫S-2,直徑也是10米,有5台發動機,裝有450噸液氫液氧低溫高能推進劑,產生500噸的推力。第三級叫S-4B,直徑6米,採用1台第二級使用的液氫液氧推進劑發動機,可產生100噸的推力。

概述

土星5號火箭土星5號火箭

土星5號火箭(-{Saturn V}-,也被暱稱為月球火箭)是美國國家航空航天局(-{NASA}-)在阿波羅天空實驗室兩項太空計畫中使用的多級可拋式液體燃料火箭。

土星5號是土星火箭中最大的一位成員(儘管NASA曾構想過更大的火箭(比如新星火箭)),更是目前使用過的最大、最重、推力最強的運載火箭。土星5號的研製由在馬歇爾航天飛行中心工作的沃納·馮·布勞恩主持,主要的承包商包括波音、北美人航空、道格拉斯飛行器公司以及IBM。

數據

高度 111米

直徑 10米

質量 3,038,500千克

級數 3 (用於天空實驗室:2)

裝載量

近地軌道有效載荷 118,000千克(3級)

75,000千克(2級)

月球有效載荷 47,000千克

第一級S-IC

推進器 5台F-1推進器

推力 34.02百萬牛頓

燃燒時間 150秒

燃料 RP-1 and 液態氧

第二級S-II

推進器 5台J-2推進器

推力 5百萬牛頓

燃燒時間 360秒

燃料 液態氫以及液態氧

第三級S-IVB

推進器 1台J-2推進器

推力 1百萬牛頓

燃燒時間 165 + 335秒(2次點火)

燃料 液態氫以及液態氧

發射

“土星5號”火箭“土星5號”火箭

除了一次例外,所有其他土星5號的發射都有三級:S-IC一級、S-II二級和S-IVB三級。每一級都使用液態氧(LOX)作為氧化劑。第一級使用高精煉煤油(RP-1)作為燃料,其他兩級使用液態氫(LH2)作為燃料。一般來說,一次發射任務的前20分鐘左右由火箭推動。

1967年至1973年期間NASA共發射了13艘土星5號火箭,從來沒有過損失有效載荷的事故發生(雖然阿波羅6號和阿波羅13號曾出現過推進器失靈的問題,但箭載電腦都能夠通過延長剩餘推進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太空人成功登月的阿波羅太空飛行器。最後一次土星5號的發射將天空實驗室的空間站送入太空。

背景

60年代初期,蘇聯在太空競賽遙遙領先於他們的對手美國。1957年蘇聯發射了第一顆人造衛星人造地球衛星1號(-{Спутник-1}-),1961年4月12日,蘇聯太空人尤里·加加林成為第一個進入太空的人類。

1961年5月25日甘迺迪總統宣布美國會在1970年之前將太空人送上月球。那時,美國唯一的一次載人太空任務是艾倫·謝潑德的自由7號;僅在太空停留了15分鐘,且未進入近地軌道。當時世界上沒有火箭能夠一次運送可登月的太空飛行器。土星1號火箭當時還在研製過程中,但由於其推力遠遠不夠,需要若干次發射才能將登月所需要的各個部件送入軌道。

在登月計畫的計畫階段初期,曾考慮過三個主要的構想:地球軌道集合、直接起飛以及月球軌道集合(--)。儘管--起初沒有考慮月球軌道集合,因為人類當時連地球軌道集合都沒有執行過,更不用說難度更大的月球軌道集合了。後來,由於能夠使任務時間縮短以及較其他兩種方法簡單,月球軌道集合仍然被採納。

締造者

沃納·馮·布勞恩(1912年——1977年),德國工程師,在火箭技術和太空探測等方面都有光輝的成就。他先後為著名的V-1、V-2火箭的誕生、美國第一顆衛星的發射成功,以及第一艘載人飛船“阿波羅11號”登上月球作出突出貢獻,而美國太空梭的研製也是自他手中發端。

1942年發明的V2火箭引擎雖然在二戰期間是戰敗方使用的工具,但是它在隨後重塑了世界。V2火箭引擎的創造者,飛彈之父沃納·馮·布勞恩戰後移居美國,為剛剛成立的洲際彈道飛彈項目工作。稍後他又成為美國宇航局的一名員工,負責設計了把“阿波羅11號”送上月球的“土星5號”火箭。

資金

從1964年至1973年,土星5號的總撥款高達65億美元,在1966年達到最高,為12億美元。

阿波羅計畫被縮減的主要原因是資金。1966年,美國國家航空航天局的年度政府撥款高達45億美元,約為當時美國本地生產總值(GDP)的0.5%。同年,國防部的政府撥款為635億美元。

土星5號的各次發射

序列號 任務 發射日期 注釋

SA-501 阿波羅4號 1967年11月9日 首次實驗飛行

SA-502 阿波羅6號 1968年4月4日 第二次實驗飛行

SA-503 阿波羅8號 1968年12月21日 土星5號的第一次載人飛行以及首次由載人飛行器環繞月球

SA-504 阿波羅9號 1969年3月3日 登月艙地球軌道測試

SA-505 阿波羅10號 1969年5月18日 登月艙月球軌道測試

SA-506 阿波羅11號 1969年7月16日 人類首次登月

SA-507 阿波羅12號 1969年11月14日 降落在調查員3號附近

SA-508 阿波羅13號 1970年4月11日 任務被放棄,成員返回地球

SA-509 阿波羅14號 1971年1月31日 降落在法拉·毛羅高地附近

SA-510 阿波羅15號 1971年7月26日 首次使用月球車

SA-511 阿波羅16號 1972年4月16日 降落在笛卡爾環形山

SA-512 阿波羅17號 1972年12月6日 唯一一次夜間發射,最後一次阿波羅月球任務

SA-513 天空實驗室1號 1973年5月14日 雙級天空實驗室版

SA-514 未使用

SA-515 未使用

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