科普：土星五號火箭為什麼被放棄？
作者: 超級大懶貓 R , Nov 30,2007,09:25 回貼 論壇
--------------------------------------------------------------------------------
--------------------------------------------------------------------------------
Buy & Sell Ads
AdBrite is the Internet's Ad Marketplace
Your Ad Here
這裡試圖回答兩個問題：1、當年為什麼放棄土星五號？2、現在“重返月球”為什麼不重新啟用土星五號？世界論壇網 http://www.wforum.com/gbindex.html
1、當年放棄土星五號是當時的美蘇航天發展方向的結果。美蘇當年在展開登月競賽的同時，也在考慮登月之後的計劃，大家不約而同的都是打算發展空間站，在近地軌道進行一些必要的和有價值的試驗。以美國為例，空間站計劃最早於63年提出（阿波羅11首次登月是68年），計劃用土星五號來發射美國的首個（也是唯一的）空間站Skylab。也許很多人不知道的是，和土星五號一起的還有一個小型的土星一號，它是專門用來把阿波羅指令服務艙送入近地軌道的。土星一號在阿波羅登月計劃中用來在近地軌道對阿波羅指令服務艙進行試驗，在空間站計劃中則被用來向空間站運送人員。由於登月耗資巨大，且美國已經在競賽中取勝，美國取消了兩次計劃中的登月，在73年將用土星五號將76噸重的Skylab和30噸重的阿波羅指令服務艙一起送上了太空，後來又用土星一號送了幾批宇航員上去。顯然，對空間站而言，無論是土星五號還是土星一號，都是不合適的：土星五號100多噸的近地軌道運載能力，對空間站來說是太大了，而土星一號加阿波羅指令服務艙的人員往返方式也是效率太低（30噸的飛船只能裝3個人，比較我們的神州飛船，同樣是3個人，只有7噸多重）。因此美國決定放棄土星五號，而實際上68年阿波羅首次登月後不久就開始了航天飛機計劃，航天飛機可坐7人，同時運載約25噸的貨物，可重複使用所以成本低（至少當年是這麼認為的）。土星一號最後一次飛往空間站是74年，此後NASA決定停止飛行，加快航天飛機的發展，當時認為Skylab至少可以在空間飛行8年，而航天飛機計劃於78-79年飛回空間站將其軌道提升。不幸的是，航天飛機計劃延誤了，首飛直到81年才實現，而Skylab也沒能按預想的那樣堅持8年，於79年墜入了大氣層。為了航天飛機的發射，當年的土星五號發射塔架被拆除了改建成航天飛機發射塔架，使得美國無法再用土星五號發射新的Skylab（這是空間站的基礎）。這一重大挫折，導致美國20年無法重新進行空間站工作，航天飛機飛行成本高於預期，這也是其中原因之一。現在，美國在國際空間站即將完成之際，開始將航天方向轉向登陸火星，而第一步就是要重返月球（由於鍬交鸚潛匭胍諢鸚巧洗粢荒甓嘣諭德飛匣ń鱸率奔洌砸仍讜慮蟶轄ㄓ讕沒亟諧ぷな匝椋占湔疽丫泄嗽背ぷな匝椋?font color=white size=-5>世界論壇網 http://www.wforum.com/gbindex.html
2、現在“重返月球”和當年的登月有很大不同，當年的登月主要就是上去採樣，每次停留幾天而已，每次去的地方都不同，說實話和無人登月採樣返回沒什麼大的區別（除了運載能力大些，可以做些當時無人方式無法進行的試驗）。現在登月是為了建永久基地，需要土星五那樣或更大的運載能力，就航天飛機顯然是不合適的了。那麼為什麼不重啟土星五呢？首先，土星五號的一級採用的是五台使用液氧煤油的F1發動機，單機推力800噸，雖然推力很大，但效率不高，以俄羅斯RD-170（推力比F1略大）為代表的新一代液氧煤油發動機，效率比F1高近20%，不要小看這20%，由於土星五的一級重兩千多噸，可以省下400多噸的重量。美國新一代的Ares V貨運火箭，和土星五重量差不多，都是近3300噸，可以將65噸送入地月轉移軌道，相比較，土星五隻有47噸。Ares V的一級芯級採用5台用於Delta火箭（正在使用）的RS-68氫氧發動機，採用兩個源自航天飛機的固體助推火箭，這些發動機都經歷了比F1更多的發射，可靠性更高，效率也更高，而且都是正在生產和使用的。現在再看上面級，土星五號二級採用5台J-2氫氧發動機，三級（用於地月轉移）採用一台J-2氫氧發動機；由於美國沒有別的大推力上面級氫氧發動機，Ares V二級發動機採用的是3台由J-2改進而來的J-2X（這也算是土星五的技術得到了重新使用吧）。於Ares V類似，用於載人的Ares I的下面級採用的是航天飛機的固體火箭，上面級採用的也是J-2X，而新一代的載人飛船重約21噸，可載6人（將來似乎可以增加到8人）。而且美國吸取了航天飛機的教訓，將載人和運貨完全分開，這也是Ares I/V和Saturn I/V不同的地方
