曾经的火箭王者土星五号,为何美国如今无法重现?

探索宇宙科普录 2024-06-30 22:12:32

在上个世纪冷战期间,美苏两国在航天领域展开了激烈的竞赛。在这场太空竞赛中,我们看到了世界上第一颗人造卫星“斯普特尼克1号”,看到了苏联航天员加加林在太空向向全世界挥手致意,甚至还看到了阿姆斯特朗在月球上留下的脚印。这些都是人类以前无法想象的壮举,虽然现在有越来越多的国家能够进行太空探索,但除了美国以外,依然没有任何一个国家实现过载人登月。即便是美国自己,自阿波罗17号完成最后一次载人登月任务后,也没有再进行过载人登月任务。这一切的背后,其实有一个重要的原因,那就是支撑阿波罗飞船的火箭——土星五号。那么, 为什么美国现在造不出土星五号这样的大火箭呢?本期内容我们就来聊聊这个话题。

土星五号火箭是由德国火箭专家沃纳·冯·布劳恩所领导的团队研发的。在第二次世界大战期间,布劳恩是德国的火箭科学家,他负责开发和制造强大的V-2火箭,这是世界上第一种运载武器的长程导弹。战后,布劳恩被美国政府引渡到美国,并成为了美国航空航天局的主要设计师之一。劳恩在美国继续他的火箭研究工作,并在20世纪50年代和60年代为美国航天事业做出了巨大贡献。他领导的团队开发了土星火箭系列,其中最著名的就是土星五号火箭。土星五号火箭的出现对于美国航天事业来说非常关键。在20世纪60年代初,美国在太空竞赛中明显处于落后地位。苏联率先发射了第一颗人造卫星——斯普特尼克1号,并成功将第一位宇航员尤里·加加林送入太空。

为了扭转这种局面,美国决定通过实现载人登月来重塑自己的"太空形象"。要实现这个宏伟目标,最核心的问题是火箭的运载能力。尽管美国已经多次成功发射探测器,并对月球上的预计登陆位置进行了详细分析,但火箭的运载能力成为最大的瓶颈。登月任务的复杂性和艰难程度远超近地轨道任务。载人飞船虽然能在近地轨道上航行,但要将航天员送上月球并安全带回地球,仅依靠现有的火箭技术是远远不够的。为了应对这一挑战,美国国家航空航天局展开了大量研究和设计,最终提出了三种方案。前两种方案因技术上的高难度和风险性被相继放弃。最终他们选择了第三种方案,即著名的“月球轨道交会”方案。这一方案的成功关键在于一枚强大的火箭——土星五号。

土星五号的设计目标是能够在地球附近轨道运送140吨级的有效载荷和在月球轨道运送45吨级的有效载荷。这种强大的运载能力使得土星五号能够将阿波罗飞船和月球模块送入月球轨道,并支持它们完成月球着陆和返回地球的任务。与土星五号的成功形成鲜明对比的是,当时苏联也在争分夺秒地试图实现载人登月。他们的N1火箭计划同样雄心勃勃,但由于技术困难和资源限制,苏联的几次N1火箭发射都以失败告终。每一次失败不仅是金钱和资源的损失,更是对科研人员信心的打击。最终,苏联不得不放弃载人登月计划,转而集中精力研究火星和其他太空探索项目。因此,我们不难看出土星五号的强大,将其称为人类历史上最强大的火箭并非夸张之词。

可奇怪的是,在近半个世纪的时间里,美国再也没有制造出类似于土星五号这样的运载火箭。有些人认为,上世纪的载人登月任务是假的,所以根本没有土星五号火箭;另一些人则认为,由于土星五号的图纸遗失、生产线停产以及零部件无法逆向仿制的原因,以当今的技术很难再制造出土星五号。那么,真实的原因究竟是什么呢?第一个原因其实是因为土星五号的成本实在是太高了。根据统计,阿波罗计划总共花费了约250亿美元,这笔钱相当于当时美国国防预算开支总的10%。这样的投入对于任何一个国家来说都是一个沉重的负担。可以说,现在不管是哪个国家,都不可能将全国的大部分精力和金钱都投入在一个领域上,即使该国在这个领域取得了举世瞩目的成就,但其他领域的发展必然会受到影响,导致在全球竞争中处于不利地位。

第二个原因则是对土星五号的需求已经消失了。在当时,美国凭借着强大的土星五号火箭成功地实现了载人登月,并在太空竞赛中取得了决定性的胜利,从而赢得了两个超级大国之间的主动权。然而在1975年以后,美苏两国终止了激烈的太空竞赛,双方都不再需要耗费巨大的财力和人力在太空事业上。更值得注意的是,由于种种复杂的原因,苏联最终解体,两个超级大国的对峙局面也随之结束。美国作为唯一的超级大国,已经不再需要像土星五号这样庞大而昂贵的火箭来展示其科技和军事实力。相反,美国将更多的资源投入到国际合作和其它科技领域,这样的战略转变使得土星五号的需求彻底消失了。

第三个原因是美国转化了火箭发动机的方向,他们不再局限于土星五号的煤油燃料,而是研究起了氢氧发动机,新版RS-25发动机具备卓越的可重复使用性能和高比冲。整体比F1更优秀。除了发动机以外,土星五号还有很多过时的技术,正是这些原因,美国为了重返月球,使用了更加先进的技术,精心设计了新的重型火箭SLS,虽然SLS的尺寸和重量不如土星5号。但推力更大性能更强。最后一个原因则是美国点错了科技树。在过去30年里,美国在载人火箭和飞船技术上的进步几乎停滞。航天飞机的高昂成本和复杂性,使得NASA在很长一段时间内无法投入足够的资源来发展下一代的载人火箭和飞船技术。

这导致了一个技术空白期,使得美国在航天技术的某些方面落后于预期。其次,去工业化导致的产业链衰退也让研发过程举步维艰。许多关键技术和设备的生产能力已经在过去的几十年里消失。总结来说,土星五号落后的技术无法满足现代美国航天的需求,加上相关产业链也严重衰退。这些因素共同构成了美国现在造不出土星五号的原因。对此,你们怎么认为呢!欢迎大家踊跃讨论,感谢大家观看,我是探索宇宙,我们下期再见。

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评论列表
  • 2024-07-02 12:26

    我有一个更靠谱的解释:现代网络发达,穿帮风险太高,大导演们不愿意接这笔订单!

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