人类史上最强火箭,土星5号,为何连原制造者美国都无法复刻?

说宇宙寻真理 2024-08-06 12:42:36

土星5号,建造于上世纪60年代,这是人类历史以来最强火箭,它的高度甚至质量至今都没有任何火箭能够比拟,连我国的最大、运载能力最强的长征5号与之对比都显得十分渺小。

然而,几十年过去了,美国再也没有造出像土星5号一般强大的火箭,这是为何?

土星5号,最高最重的火箭

上世纪60年代,美苏之间的太空追逐已经进入了白热化阶段,你追我赶谁都不甘落后。1961年4月12日,苏联抢先一步成为了第一个进入太空的国家,也是人类的历史性一刻。

看到苏联的发展速度如此之快,美国不由得有些慌乱了,时任总统扬言称,争取在1970年前实现载人登月,并让飞船安全返回地球。

为此,美国一掷千金,投入250多亿美金。这一投资额放在2024年也是相当炸裂的存在。

虽然阿波罗1号出了点意外,但土星5号,历史上最大的火箭还是被他们造出来了。这一艘火箭最大直径达10.01米,高度达110.6米,底座加上火箭的高度超过了自由女神像。

它在近地轨道能够运载118吨重量的货物,发射质量3039吨。3039吨,就相当于向太空发射两艘驱逐舰标准排水量,恐怖如斯。

这个大家伙属于三级火箭,设计思路清晰,每一级火箭都有值得细说之处。

1961年12月波音公司接到了制造一级火箭的订单,为了赶进度他们生产以及总工程师的挑选几乎同时进行。

技术工人按照设计图纸有序地进行装配,值得一提的是储箱里安装了十字板,以便于有效的缓解液体发射时产生旋转或晃动。

一级储箱最厚只有6.35毫米,最薄的4.8毫米,使用的材质是2219-T87铝合金,而放脚的地方有讲究,若是踩到悬空铝合金板可能会出大问题。

波音本就是专业制造飞机的公司,这一次它们也把火箭当做飞机来造,实行了批量生产。想要成功发射,必须要有强大的助推力。

一级火箭上使用了5台主发动机(F-1),能够产生33400千牛推力,可以在150秒时间将火箭推到6万4千米高空。在搭配上4个当时美国最大的铝制配件,重816千克,为飞天助力。

F-1发动机产自洛克达因公司,是一款液氧煤油发动机,它的推力仅次于俄罗斯RD-170。在实验时F-1发动机表现优异,一台比航天飞机3台发动机推力还要强。

二级火箭由北美航空制造,箭体采用7075系铝合金,高24.9米,直径10米,装满燃料之后的质量达到480吨。做到了让燃料占比92%以上,采用了苯酚蜂窝夹层,比传统的隔离节省3.6吨质量。

三级则是由道格拉斯公司制造,高17.8米,直径为6.6米,使用1台洛克达因J-2液氢液氧发动机,配备的“圆球”都是给低温燃料储罐加压的氦气罐。

上方是火箭的“大脑”,内部分布着弹道计算机,姿态稳定系统等关键部位,来控制火箭。

而如此庞大的火箭,在今后的几十年时间里都未能有国家超过,就连我国的长征五号与之对比都显得有点小。

长征5号身高约为57米,直径大约为5米。将两个火箭摆放在一起,能够更加直观地看到对比。

美国正是靠着这庞大的火箭,成为了载人登月第一国,可谓一时风光无限。

连美国自己都无法复制土星5号,这是为何?

然而,这个让美国走向巅峰,并震惊全世界的土星5号在执行完任务之后,再也没有与它相媲美的火箭出现,就连美国自己都无法复制。

近些年来,美国登月骗局的说法愈演愈烈,甚至很多老美专家都出来实锤,而他们却说当年登月的所有资料都不见了,也这不免得让人怀疑,或许土星5号原本就是个骗局?

不过,对比起相信这是一场骗局,还有一部分人坚信土星5号真的很强大,毕竟留存下来的视频以及照片等不像是作假,而且还有非常详细的数据报道。

总的来说,美国之所以无法再次复刻,有以下几个原因。

原因一:成本太高,没必要再次生产。

当年美国为了赶超苏联可谓是花了血本,使用举国之力来搞研发生产毫不夸张,毕竟当年的预算投入了几百亿美元,这都是真金白银而不是冰冷的数字。

火箭前期的研发费用就达到了惊人的64亿美元,一枚火箭造价高达1.8亿,总计上百亿。

由于该火箭使用的是煤油发动机,使用该发动机有一个弊端那就是煤油燃烧当时无法解决结块问题,为了加快进度使用了最粗暴的方式,加大喷射量来使其充分燃烧。

喷射量巨大,每发射一次,就需要大量的金钱堆积,没有资金启动千难万难。要知道,一艘核动力的航母造业也不过130亿美元,使用如此高昂的费用造一枚火箭还不如花在造航母上。

因此,美国在后期没有再造土星5号,就是因为太费钱了,真的造不起!

原因二:已经有更好的火箭替代品

土星5号虽然又大又高,运载能力也十分强大,但它的缺点也不可忽视,造业斐然。研发生产过一次之后,他们就打算放弃,进而研发新的项目。

经过几十年发展,他们早就研发出了造价更低,更优的产品替代。

目前,美国最强的火箭为星舰,它使用的是不锈钢材质,不仅成本低廉,还十分易于加工以及后期的修复,并且能够多次点火重复使用。

从成本上核算来看,单个的成本控制在5000万美金,再加上人工、设计、研究等各种费用,再怎么样都要便宜,一次发射成本可降低200万美金。

星舰的载荷能力也尤其出色,运载能够达到了100吨。与此同时,火箭级以及飞船级君能够回收。

虽然星舰的造价低得多,但它也有致命缺点那就是失败率较高,在试验之中发射失败似乎是家常便饭,还好能够回收利用,不至于损失太过惨重。

或许,经历了一次土星5号之后,实在是花钱花的太心痛,才会在未来的几十年里一直致力于降低成本吧。

全世界都在力求发展航天事业,意义深远

多年以来,人类一直在力求发展航天事业,火箭带领着我们冲出了地球进入外太空,让曾经的梦幻走进了现实。

虽然目前已经建立了太空站,甚至做到了登月,但航天似乎离我们这些普通百姓十分遥远。

要知道,世界上依旧有很多人还饱受战争的痛苦,吃不饱饭。为何各个国家都甘愿一掷千金,动辄几亿多则几十亿上百亿去发展航天呢?

航天以前听起来是遥不可及的梦,如今照进了现实,这不仅是人类在向未知世界探索,也是先进文明的表现。航天业的进步代表着一个国家科技的强大,也是国家先进文明的表现。

因此,在有国家能够做到之时,我们也不能甘于人后,否则一步落下,步步都要落下。

在所有的科研项目之中,毫不夸张的是航天是最为复杂的,也代表着世界先进技术。其实,航天离普通人也很近,只不过大家不知道。

譬如,方便面之中的脱水菜叶,就是航天食品之中的脱水菜。我们将种子带上太空,然后带回地球栽种后会产生变异,培育出更优质更稳定的新品种等等。

众所周知地球上的资源都是有限的,一直以来都存在着能源危机,害怕有一天地球的资源会走向枯竭。

太空的宝贵资源更是人类所需要的,若是能够开发其他星球的资源,意义非凡。

想要航天蓬勃发展,火箭是不可或缺的,也是承载着人类希望的“火种”。或许,不久将来我们真的能够来个太空一游也未可知!

参考资料:

土星5号_最高最重的火箭 知网 2017-02-07向太空__中国航天事业意义非凡 知网 2022-05-20



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