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土星五号无法被复制,人类历史上最强火箭,美国咋造不出来了?

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你好科普 2021-12-02 08:00

从上世纪人类迈出踏入宇宙的步伐后,航空航天技术就被列入衡量一个国家综合国力强弱的众多标准中。而苏联解体后,美国就一直处于技术领先地位。

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美国航天梦

可又发展了几十年的美国却无法制造出上世纪和苏联进行太空竞赛时造出的土星五号。这个号称人类历史上最强的火箭是怎么被制造出来的?美国造不出来土星五号的原因究竟是什么?

土星五号的辉煌过往

众所周知,20世纪是人类文明大爆发的时期,而土星五号这个最强火箭就是在这个辉煌的时代产生的。土星五号以3000吨左右的总重量和110多米的高度让至今人类现有的火箭望尘莫及。因为这个火箭的重量是我国目前使用的最强火箭——长征五号重量的三倍还多。

美国土星五号发射图

当然,重量不能说明什么,火箭最重要的性能是火箭的运载能力,而土星五号拥有140吨级的近地运载能力,即使现在的火箭也难以超越。

大量的液态氧、液态氢和精炼煤油为燃料燃烧使土星五号产生的高达3408吨的推力,使笨重的火箭也能一飞冲天,这一系列强悍的性能使土星5号成为史上最强的火箭

数据是苍白的,事实才是最有力的证据。首先,土星五号最值得惊叹的地方就是它完成的任务量。在正式面世后,土星五号一共有九次发射,九次都成功了,顺利使24名宇航员进入太空,12名宇航员登上月球。

苏联的礼炮一号空间站

而且苏联的礼炮一号空间站顺利发射后,美国为了超越苏联,使用强大运载能力的土星五号,直接把美国已经组装好的重达80t的“天空实验室”空间站成功运送上天。这让美国在空间站方面迅速超越厚积薄发的苏联。

除了这个成就之外,土星五号的安全性也堪称火箭中的奇迹。在其他人造火箭总是由于各种原因出现安全事故,甚至完全炸裂时,第一级重量几乎全部来自燃料的土星五号却基本没有出过任何安全小故障。

奇迹诞生的背后

让美国不惜代价造出土星五号的外在动力就是当时世界上的另一个超级大国——苏联。二战后,由于各种原因迅速建立起的两极世界秩序让苏联和美国都萌生称霸世界的想法。而在美国和苏联之间进行的一系列竞赛中最受关注的一项就是太空竞赛

苏联和美国之间的太空较量

在土星五号发射之前,美国好不容易通过几十年的努力才在六十年代的时候,勉强获得能与苏联在太空拉力战中抗衡的能力。但很快,苏联首个宇航员的成功升空让美国产生危机感。

所以,之前实施过水手计划等一些太空计划的美国决定开展阿波罗计划来攻克当时人类遇到的登月难题。再加上国会的支持和当时竞选总统的肯尼迪发表的在六十年代结束之前成功登月的言论,美国迫切地需要能克服运载能力问题的火箭。

美国的阿波罗计划

为了在这场太空竞赛中获胜,NASA把制造这种火箭的任务交给因德国战败而归降美国的冯·布劳恩。这位教导出钱学森的天才人物用他一生的贡献奠定了人类现在航天技术的基础。冯·布劳恩在接到这个任务后,很快做出很多种方案,而最终被采纳的是土星C-5方案,也就是土星五号。

在冯·布劳恩及其团队8年的研究时间里,克服了当时火箭推动力不足的难题。1962年,被从众多土星系列火箭里选出的C-5火箭都在经历各方面的硬件和功能的测试和改进。

土星五号运载火箭

终于,解决试飞中遇到的大部分问题的土星五号在1963年正式服役。这么快的进度离不开美国不计成本的资金投入,仅仅是土星5号的研究的花费就高达65亿美元。

无法被复刻的原因

有人说土星五号之所以不能复制,是因为NASA把设计图纸丢失或者损坏了,美国也一直否认这个说法,但依然不少人相信这个说法,因为美国在土星五号退役后,再也没有造出堪比土星5号的火箭。那土星五号不能复制的真实原因是什么呢?

苏联解体后的景象

首先就是制造的动力消失,从土星五号的制造背景就能看出来,从本质上来看这是高强度的国家竞争下一种资源堆砌的结果。苏联解体后,发生急剧变化的国际形势逐渐转变为多极世界。美国再也无法像过去一样,为了超越唯一且强大的对手而在某个方面倾尽所有。再加上现在综合国力的比拼更倾向于经济和基础建设方面,美国必须撤离部分投放在航空航天的资金来维持住这方面的优势。

其次就是制造土星五号的性价比不高。根据美国之前的记录,土星五号每次发射都要2600吨以上的燃料,差不多花费1.8亿美元,这还是上个世纪的美金,换算成现在就是12亿美元,它还需要花费高额的维护的资金。

美国NASA航天局

而现如今的NASA预算不及上世纪的一半了,2011年,NASA的预算仅占美国联邦总预算的0.5%。且不说目前的太空探索不需要如此大的推动力,单是土星五号不可回收的特性就会让这笔巨额费用打水漂。同时土星五号使用的化学燃料与美国后来主要研究的氢氧燃料不同。

从国家发展的角度来考虑,这样做还不如把这些资金投入其他更需要的方面。所以这个为了克服运载力不足而临时赶工出来的巨型火箭其实也没太多复刻的价值。

结语

时势造英雄,让现在的我们都惊叹不已的土星五号其实只是当时美苏争霸的特殊大环境下美国的一种竞争手段。随着苏联解体后两极世界的崩塌,美国为了维持自己在世界多极化趋势中相对领先的位置,开始精打细算自己的国家资源,不再是不计成本的投入资金。

国际空间站

而且,火箭的发明是为了让人类走向更远的太空,不应该是军备竞赛。未来,肯定有比土星五号更强的火箭诞生,带领人类飞向星辰大海。

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