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说到火箭 ， 巅峰之作无疑就是土星五号重型运载火箭 。 在1967年-1973年间 ， 美国共发射的13枚土星五号运载火箭 ， 无一失败 。 除了最后一枚是实施天空实验室计划外 ， 其他12枚都是为阿波罗计划服务的 。 共运送了24人前往月球 ， 最终12人登陆月球 。 可以说 ， 土星5号火箭是阿波罗计划得以实施的关键所在 。
二战后美苏两个超级大国一直在对抗 。 虽然没有战争 ， 却在技术层面碰撞出激烈的火花 。 上世纪60年代 ， 随着苏联接连取得第一次进入太空、第一次太空行走等诸多成就 ， 本想成为航天领域“领头羊”的美国焦虑万分 ， 宣布实施阿波罗计划 ， 要在十年内将宇航员送上月球 。
登月确实比地球附近的载人航天复杂 ， 在整个登月过程中 ， 火箭的运载能力是至关重要 。 以美国的阿波罗登月飞船为例 ， 指令舱、服务舱和登月舱三个部分加在一起就接近了45吨 。 早在阿波罗登月之前 ， NASA就已经做好了载人航天的准备 ， 只剩下火箭技术 。 当时他们设计了四种火箭方案：
1.月球直接往返；2.月球表面集合 ， 用重型火箭分两次任务发射；3.地球轨道集合 ， 用大中型火箭多次发射 ， 在地球附近组装后载人登月；4.月球轨道集合 ， 飞船到月球后 ， 一部分登陆 ， 一部分留轨 。 考虑到可行性 ， 他们最终决定在近地轨道建造一枚运载能力为140吨的火箭 。 美国最终把任务交给了冯·布劳恩团队 ， 一个投降的德国纳粹火箭专家 。
土星家族与土星五号
1961年登月计划公布后 ， 他们获得天量的资金 。 当钱不是问题时 ， 冯·布劳恩开始大展身手 ， 他和团队设计了土星系列火箭 ， 分别是土星A、土星B和土星C 。 而我们所说的土星五号实际上是土星C系列中的土星-C5 。 冯·布劳恩还提出过C8这个型号 ， 理论上可以完成直接登月、直接返回 ， 不过以当时的资源、甚至今天的资源都很难实现 。
1962年 ， 美国宇航局宣布建造C-5火箭 。 它的总重量约为2970吨 ， 最大直径10.1米 ， 高度110.6米 ， 近地轨道运力140吨 ， 地月转移轨道极限运力48.6吨 。
火箭第一级总重约2290吨 ， 其中壳体和发动机质量仅为130吨 ， 2160吨都为燃料 ， 为液氧煤油 ， 发动机工作时间标准流程为165秒 ， 发动机总推力达到了惊人的3510吨！
第二级总重约496吨 ， 其中壳体和发动机质量仅为40吨 ， 456吨都为燃料 ， 为液氧液氢 ， 发动机工作时间标准流程为360秒 ， 发动机总推力为514吨；
第三级总重约123吨 ， 其中壳体和发动机质量仅为13吨 ， 110吨都为燃料 ， 为液氧液氢 ， 发动机工作时间标准流程为两次共计500秒 ， 发动机总推力为100吨 。
从1967年11月到1973年5月 ， 土星5号火箭完成了13次发射任务（12次阿波罗 ， 1次天空实验室） ， 全部成功 。 而同时代的苏联登月火箭N1却遭遇反复失败 ， 连续4次试射均在升空后不久爆炸 ， 成为人类载入史册的最强人工（非核）爆炸 ， 苏联最终退出登月竞赛 ， 秘密开始载人空间站计划 ， 也就是礼炮1-7号共计9个空间站（7个成功） 。 礼炮1号在1971年4月19日秘密升空 ， 苏联在载人空间站领域终于实现超越 。
美国随即搞了个天空实验室空间站（Skylab） 。 设计逻辑是“来不及了 ， 咱把土星5号的最上级装大量仪器不就行了” 。 1973年5月14日 ， 天空实验室升空 ， 它由土星5号的第三级S-IVB改造而来 。 空重77吨 ， 对接阿波罗飞船状态下超过了90吨 。 比较而言 ， 苏联首个空间站礼炮1号重18.4吨 ， 差了几个身段 。 美国在空间站领域赶上并超过苏联 。 不过在上世纪70年代 ， 土星5号还是退役了 。
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