土星5号运载火箭

王朝百科·作者佚名  2010-08-21  
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土星5号运载火箭(Saturn V),又译神农五号,亦称为月球火箭,是美国国家航空航天局(NASA)在阿波罗计划和天空实验室计划两项太空计划中使用的多级可抛式液体燃料火箭。

尽管NASA曾设想过更大的火箭(例如新星火箭),土星5号是历史上、土星号运载火箭成员中最大的火箭,高达110.6米,更是目前使用过的最高、

土星5号运载火箭
土星5号(SA-501)摄于阿波罗4号发射前

最重、推力最强的运载火箭。[1]土星5号由马歇尔太空飞行中心总指挥沃纳·冯·布劳恩与他的德国火箭团队担任设计研发的工作,主要的承包商包括波音公司、北美人航空公司、道格拉斯飞行器公司以及IBM。

除了一次例外,所有其他土星5号的发射都有三级:S-IC一级、S-II二级和S-IVB三级。每一级都使用液态氧(LOX)作为氧化剂。第一级使用高精炼煤油(RP-1)作为燃料,其他两级使用液态氢(LH2)作为燃料。一般来说,一次发射任务的前20分钟左右由火箭推动。

1967年至1973年期间NASA共发射了13艘土星5号火箭,从来没有过损失有效载荷的事故发生(虽然阿波罗6号和阿波罗13号曾出现过推进器失灵的问题,但箭载电脑都能够通过延长剩余推进器燃烧时间的办法以保持飞行)。土星5号的主要载荷是载着宇航员成功登月的阿波罗航天器。最后一次土星5号的发射将天空实验室的空间站送入太空。

背景60年代初期,苏联在太空竞赛领先于其对手美国。1957年苏联发射了第一颗人造卫星史泼尼克一号,1961年4月12日,苏联宇航员尤里·加加林成为第一个进入太空的人类。 1961年5月25日,肯尼迪总统宣布美国会在1970年之前将宇航员送上月球。那时,美国唯一的一次载人太空任务是艾伦·谢泼德的水星-红石3号;仅在太空停留了15分钟,且未进入近地轨道。当时世界上没有火箭能够一次运送可登月的航天器。土星1号火箭当时还在研制过程中,但由于其推力远远不够,需要若干次发射才能将登月所需要的各个部件送入轨道。

在登月计划的计划阶段初期,NASA曾考虑过三个主要的设想:地球轨道交会、直接起飞以及月球轨道交会(LOR)。尽管NASA起初没有考虑月球轨道集合,因为人类当时连地球轨道集合都没有执行过,更不用说难度更大的月球轨道集合了。后来,由于能够使任务时间缩短以及较其他两种方法简单,月球轨道集合仍然被采纳。[2]

资金从1964年至1973年,土星5号的总拨款高达65亿美元,在1966年达到最高,仅一年中就拨了12亿美元。

阿波罗计划被缩减的主要原因是资金。1966年,美国国家航空航天局的年度政府拨款高达45亿美元,约为当时美国国民生产总值(GDP)的0.5%。同年,国防部的政府拨款为635亿美元。[1]

基本资料土星5号

所属国家/组织

美国

生产单位(S-IC)

波音公司

生产单位(S-II)

北美人航空公司

生产单位(S-IVB)

道格拉斯飞行器公司

首飞

1967年11月9日

发射场

肯尼迪航天中心LC-39

起飞推力

34020千牛

外型和质量参数

全长

110.6米

芯级最大直径

10.1米

起飞质量

3038500千克

第一级

名称

S-IC

质量

暂无资料

直径

暂无资料

发动机

5台F-1

推进剂

煤油/液氧

单台推力(海平面)

6700~6909千牛

总推力(海平面)

34020千牛

工作时间

150秒

比冲

暂无资料

第二级

名称

S-II

质量

暂无资料

直径

暂无资料

发动机

5台J-2

推进剂

液氢/液氧

单台推力(真空)

1000千牛

总推力(真空)

5000千牛

工作时间

360秒

比冲

421秒

第三级

名称

S-IVB

质量

暂无资料

直径

暂无资料

发动机

1台J-2

推进剂

液氢/液氧

单台推力

1000千牛

工作时间

165 + 335秒(两次点火)

比冲

421秒

运载能力近地轨道

118000千克

月球轨道

47000千克

[2]

发射纪录序列号

任务

发射日期

注释

SA-501

阿波罗4号

1967年11月09日

首次实验飞行

SA-502

阿波罗6号

1968年04月04日

第二次实验飞行

SA-503

阿波罗8号

1968年12月21日

土星5号的第一次载人月球轨道飞行

SA-504

阿波罗9号

1969年03月03日

登月舱地球轨道测试

SA-505

阿波罗10号

1969年05月18日

登月舱月球轨道测试

SA-506

阿波罗11号

1969年07月16日

人类首次登月

SA-507

阿波罗12号

1969年11月14日

降落在调查员3号附近

SA-508

阿波罗13号

1970年04月11日

任务被放弃,成员返回地球

SA-509

阿波罗14号

1971年01月31日

降落在法拉·毛罗高地附近

SA-510

阿波罗15号

1971年07月26日

首次使用月球车

SA-511

阿波罗16号

1972年04月16日

降落在笛卡尔环形山

SA-512

阿波罗17号

1972年12月06日

唯一一次夜间发射,最后一次阿波罗月球任务

SA-513

天空实验室1号

1973年05月14日

双级天空实验室版

SA-514、SA-515未使用[2]

 
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