土星5号

土星5号发射升空原图链接来自 爱航天网 的图片

土星5号（英语：Saturn V），又译为农神5号，是美国国家航空航天局（NASA）在阿波罗计划和天空实验室两项太空计划中使用的运载火箭，为可载人的多级可抛式液态燃料火箭。其同时为土星运载火箭系列中唯一实际运用的3个火箭型号之一。

尽管NASA曾设想过更大的火箭（例如新星火箭），但土星5号是历史上最大的火箭，高达110.6米，更是目前使用过的最高、最重、推力最强的运载火箭。土星5号由马歇尔太空飞行中心总指挥沃纳·冯·布劳恩和阿瑟·鲁道夫以及他们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、北美航空、道格拉斯飞行器公司以及IBM。

1967年至1973年期间NASA在佛罗里达州的肯尼迪航天中心共发射了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，但机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）。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。土星5号的主要载荷是载着航天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。

目录

背景

在1946年9月美国总统杜鲁门开展的回纹针行动中，德国科学家沃纳·冯·布劳恩在这次行动中被选为引入美国的大约700名科学家的一员。从那时起，土星5号运载火箭的设想就开始了。这项行动的目的是将这些科学家与他们的经验一起带回美国，从而使美国在冷战中取得优势。为了合法的将这些曾经积极参与过纳粹活动的科学家带回美国，陆军部的联合情报机构成员篡改了包括冯·布劳恩在内的档案，以淡化他们对纳粹的同情。

由于冯·布劳恩直接参与了V-2火箭的研制工作，美国让他加入了陆军火箭设计部门。在1945年到1958年间，他的工作被限制在将V-2火箭的设计思想和方法传授给美国工程师。尽管冯·布劳恩在未来的空间运载火箭方面发表了很多文章，NASA仍然继续资助空军和海军的火箭项目以测试他们失败了很多次的前卫导弹。直到1957年，苏联发射了斯普特尼克1号卫星，美国政府和军方才开始正式的考虑将美国人送上太空的计划。由于冯·布劳恩和他的团队在这些年间已经研制并试验了木星系列火箭，美国政府最终找到了他们。木星C火箭在1958年1月成功的将美国的第一颗人造卫星送入太空。木星系列火箭是冯·布劳恩研制土星运载火箭的重要阶段，后来他称之为土星婴儿期。

60年代初期，苏联在太空竞赛领先于其对手美国。1961年4月12日，苏联航天员尤里·加加林成为第一个进入太空的人。美国总统约翰·肯尼迪认为为了在太空竞争中胜过苏联人就需要首先登月，他在1961年5月25日宣布美国会在1970年之前将航天员送上月球，而在那时，美国唯一的一次载人太空任务是艾伦·谢泼德的自由7号，且仅在太空停留了15分钟，尚未进入近地轨道。在肯尼迪讲话后不久，冯·布劳恩就被要求开始为NASA工作，领导载人航天的火箭设计和制造工作了。

设计和制造

土星5号的设计起源于V-2火箭和木星系列火箭。由于木星系列火箭的成功，新一代的土星系列火箭开始出现。首先是土星1号和1B号，最终是土星5号。冯·布劳恩在马歇尔航天飞行中心领导了一个团队来建造一个足以将一艘宇宙飞船送上登月轨道的运载火箭。在他们转为NASA工作以前，冯·布劳恩的团队就已经开始进行增加推力、减少操作系统复杂度和设计更好的力学系统的工作了。在设计过程中，他们决定抛弃V-2火箭中的单发动机的设计思路，转而设计多级火箭。土星1号和1B号反映了这些设计思想的变化，但是仍不足以将一艘载人宇宙飞船送上月球，需要若干次发射才能将登月所需要的各个部件送入轨道。但是在NASA做出最优登月方式的决定的过程中，他们的这些设计仍然提供了一个基准参考。

土星5号的最终设计有若干个关键特征。工程师们认为，最多好的发动机使用F-1火箭发动机配合新型的称为J-2火箭发动机的液氢推进系统，这可以使土星C-5的配置达到最优。1962年，NASA做出了最终计划，决定按照冯·布劳恩的土星设计方案继续研究，而这也为阿波罗计划赢得了时间。。

随着火箭的配置工作的完成，NASA开始考虑选择登月的任务模式。在争论之后，NASA决定采用月球轨道交会的方法。在推进燃料的选择、燃料需求量和火箭制造过程等等问题都得到了解决之后，土星5号被选为登月飞船的运载火箭。这只火箭的建造过程自顶向下分为三个部分：S-IC、S-II和S-IVB，每一部分都由冯·布劳恩在亨茨维尔设计，由其它合约商负责制造，如波音、北美航空、道格拉斯飞行器公司以及IBM。

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