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土星5号运载火箭资料简介 土星5号为什么不用了
2016-06-26 22:35:47   来源:   评论:0 点击:

土星5号运载火箭资料简介 土星5号运载火箭(Saturn V),又译农神五号,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

土星5号运载火箭(Saturn V),又译农神五号,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土星5号运载火箭是仅次于苏联能源号运载火箭的推力第二大运载火箭。在1967年-1973年间共发射了13枚“土星5号”运载火箭,它们保持着完美的发射记录。共有9枚“土星5号”运载火箭将载人的“阿波罗”号宇宙飞船送上月球轨道。土星5号”运载火箭的生产线于1970年关闭。“土星5号”的最后一次发射是在1973年,这次发射将“天空实验室”空间站送入了近地轨道。

 

 

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土星5号

 

 

 

 

中文名:土星5号运载火箭

外文名:Saturn V

别    名:农神五号、月球火箭

建设单位:美国国家航空航天局

高    度:110.6米

推    力:3408吨

地    位:迄今为止世界上体积最大的火箭

设计师:沃纳·冯·布劳恩

 

摘要

 

美国土星5号是截至目前仍是人类历史上使用过的自重最大的运载火箭,高达110.6米,起飞重量3038吨;总推力达3400吨左右,可将118吨的有效载重送上近地轨道。土星5号是三级火箭,由S-1C第一级、S-2第二级、S-4B第三级、仪器舱和有效载荷组成。第一级长42米,直径10米,到尾段底部直径增大到13米。尾段上装有4个稳定尾翼,翼展约18米。第一级采用5台F-1发动机,推进剂为液氧和煤油,2个10米直径的铝制推进剂贮箱用桁条和隔框加强。第二级长25米,直径10米,采用液氧液氢推进剂 ,共用5台J-2发动机。第三级长18.8米,直径6.6米,1台J-2发动机,推进剂为液氧液氢。

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,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。

除了最后一次发射天空实验室没有使用S-IVB(第三级)之外,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枚土星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,但舰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。

 

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土星5号


 

背景

 

20世纪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。为了在太空领域领先苏联, 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。

 

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土星5号

 

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,约为当时美国国内生产总值(GDP)的0.5%。同年,国防部的政府拨款为635亿美元,阿波罗计划总共耗资约240亿美元。 因此有人认为,资金是美国能够领先一步登陆月球的最大因素。

 

土星5号为什么不用了

 

土星5号的最后一次飞行实际是在1973年5月14号,任务是把天空实验室空间站送入地球轨道。

 

序列号          任务            发射日期                注释

SA-501    阿波罗4号    1967年11月9日    首次实验飞行    

SA-502    阿波罗6号    1968年4月4日    第二次实验飞行    

SA-503    阿波罗8号    1968年12月21日    土星5号的第一次载人飞行以及首次由载人飞行器环绕月球    

SA-504    阿波罗9号    1969年3月3日    登月舱地球轨道测试    

SA-505    阿波罗10号    1969年5月18日    登月舱月球轨道测试    

SA-506    阿波罗11号    1969年7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4月11日    任务被放弃,成员返回地球    

SA-509    阿波罗14号    1971年1月31日    降落在法拉·毛罗高地附近    

SA-510    阿波罗15号    1971年7月26日    首次使用月球车    

SA-511    阿波罗16号    1972年4月16日    降落在笛卡尔环形山    

SA-512    阿波罗17号    1972年12月6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5月14日    双级天空实验室版    

SA-514    未使用    

SA-515    未使用    

 

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土星5号

 

 

自天空实验室(重76.5吨)之后,再也没有如此大的单个有效载荷需要发射(土星5号的低轨道运载能力达119吨,同步轨道能力达45吨),所以作为最巨大、最昂贵的一次性使用运载火箭的土星五号被搁置是完全合理的。

另外,土星五号虽然很成功,但它采用的都是上世纪60年代的技术,总体性能(尤其是经济性)已经远远比不上现在的运载火箭。

 

性价比太低了,当年美苏太空竞赛倾全国之力,不计成本,除了得了个首次登上月球的名誉之外没什么实际收益。所以得了个登月第一名之后就把研发重心转向国际空间站和各种卫星,发射空间站和卫星用不着3000多吨的土星-5,于是就把生产线拆除了,配套的几十万人员也不在了。现在如果重新生产土星-5,得把原来的资料找出来,重新培训几十万人,重建生产线。差不多等于重建一个产业。

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