科普：土星五号火箭为什么被放弃？
作者: 超级大懒猫 R , Nov 30,2007,09:25 回贴 论坛
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这里试图回答两个问题：1、当年为什么放弃土星五号？2、现在“重返月球”为什么不重新启用土星五号？世界论坛网 http://www.wforum.com/gbindex.html
1、当年放弃土星五号是当时的美苏航天发展方向的结果。美苏当年在展开登月竞赛的同时，也在考虑登月之后的计划，大家不约而同的都是打算发展空间站，在近地轨道进行一些必要的和有价值的试验。以美国为例，空间站计划最早于63年提出（阿波罗11首次登月是68年），计划用土星五号来发射美国的首个（也是唯一的）空间站Skylab。也许很多人不知道的是，和土星五号一起的还有一个小型的土星一号，它是专门用来把阿波罗指令服务舱送入近地轨道的。土星一号在阿波罗登月计划中用来在近地轨道对阿波罗指令服务舱进行试验，在空间站计划中则被用来向空间站运送人员。由于登月耗资巨大，且美国已经在竞赛中取胜，美国取消了两次计划中的登月，在73年将用土星五号将76吨重的Skylab和30吨重的阿波罗指令服务舱一起送上了太空，后来又用土星一号送了几批宇航员上去。显然，对空间站而言，无论是土星五号还是土星一号，都是不合适的：土星五号100多吨的近地轨道运载能力，对空间站来说是太大了，而土星一号加阿波罗指令服务舱的人员往返方式也是效率太低（30吨的飞船只能装3个人，比较我们的神州飞船，同样是3个人，只有7吨多重）。因此美国决定放弃土星五号，而实际上68年阿波罗首次登月后不久就开始了航天飞机计划，航天飞机可坐7人，同时运载约25吨的货物，可重复使用所以成本低（至少当年是这么认为的）。土星一号最后一次飞往空间站是74年，此后NASA决定停止飞行，加快航天飞机的发展，当时认为Skylab至少可以在空间飞行8年，而航天飞机计划于78-79年飞回空间站将其轨道提升。不幸的是，航天飞机计划延误了，首飞直到81年才实现，而Skylab也没能按预想的那样坚持8年，于79年坠入了大气层。为了航天飞机的发射，当年的土星五号发射塔架被拆除了改建成航天飞机发射塔架，使得美国无法再用土星五号发射新的Skylab（这是空间站的基础）。这一重大挫折，导致美国20年无法重新进行空间站工作，航天飞机飞行成本高于预期，这也是其中原因之一。现在，美国在国际空间站即将完成之际，开始将航天方向转向登陆火星，而第一步就是要重返月球（由于锹交鹦潜匦胍诨鹦巧洗粢荒甓嘣谕德飞匣ń鲈率奔洌砸仍谠虑蛏辖ㄓ谰没亟谐ぷな匝椋占湔疽丫泄嗽背ぷな匝椋?font color=white size=-5>世界论坛网 http://www.wforum.com/gbindex.html
2、现在“重返月球”和当年的登月有很大不同，当年的登月主要就是上去采样，每次停留几天而已，每次去的地方都不同，说实话和无人登月采样返回没什么大的区别（除了运载能力大些，可以做些当时无人方式无法进行的试验）。现在登月是为了建永久基地，需要土星五那样或更大的运载能力，就航天飞机显然是不合适的了。那么为什么不重启土星五呢？首先，土星五号的一级采用的是五台使用液氧煤油的F1发动机，单机推力800吨，虽然推力很大，但效率不高，以俄罗斯RD-170（推力比F1略大）为代表的新一代液氧煤油发动机，效率比F1高近20%，不要小看这20%，由于土星五的一级重两千多吨，可以省下400多吨的重量。美国新一代的Ares V货运火箭，和土星五重量差不多，都是近3300吨，可以将65吨送入地月转移轨道，相比较，土星五只有47吨。Ares V的一级芯级采用5台用于Delta火箭（正在使用）的RS-68氢氧发动机，采用两个源自航天飞机的固体助推火箭，这些发动机都经历了比F1更多的发射，可靠性更高，效率也更高，而且都是正在生产和使用的。现在再看上面级，土星五号二级采用5台J-2氢氧发动机，三级（用于地月转移）采用一台J-2氢氧发动机；由于美国没有别的大推力上面级氢氧发动机，Ares V二级发动机采用的是3台由J-2改进而来的J-2X（这也算是土星五的技术得到了重新使用吧）。于Ares V类似，用于载人的Ares I的下面级采用的是航天飞机的固体火箭，上面级采用的也是J-2X，而新一代的载人飞船重约21吨，可载6人（将来似乎可以增加到8人）。而且美国吸取了航天飞机的教训，将载人和运货完全分开，这也是Ares I/V和Saturn I/V不同的地方
