美國載人登月由于太過領先，因此直到今天仍被質疑，其中最大的疑點是土星5号火箭技術的真實性。

試想一下，現代的重型火箭隻能把20多噸物體運到地球同步軌道，而60年前土星5号就能把100多噸載荷送上地球軌道，将40多噸物體運到月球，這簡直就是BUG。

19世紀60年代的土星5号火箭，其性能遠超目前服役的中、美、俄火箭。

土星5号是三級火箭，由S-1C第一級、S-2第二級、S-4B第三級、儀器艙和有效載荷組成。第一級采用5台F-1發動機，推進劑為液氧和煤油，2個10米直徑的鋁制推進劑貯箱用桁條和隔框加強。第二級長25米，直徑10米，采用液氧液氫推進劑 ，共用5台J-2發動機。第三級長18.8米，直徑6.6米，1台J-2發動機，推進劑為液氧液氫。

土星5号是美國上世紀60時代的産物，由于運載能力十分強大，它擔任了美國“阿波羅計劃”的重任，并出色地完成了任務。

土星5号運載火箭高度達到了110.6米，最大直徑10.1米，重3039噸，推力達到了驚人的3408噸。近地軌道運力140噸，地月轉移軌道極限運力48.6噸。

土星5号火箭的氧化劑是液态氧，推進劑是液态氫和精煉煤油。這款火箭一共發射了九次，而且每次都成功了，可以說是人類航天史上最強大的火箭。

而中國現役最強火箭長征5号的總重量約為867噸，最大直徑5米，高度57米，近地軌道運力25噸，地月轉移軌道運力8噸，各項指标都遜于土星5号。

俄羅斯現役大推力運載火箭安加拉A5，近地軌道運載能力為24.5噸，地球同步軌道運載能力為7.5噸，同樣遜于土星5号。

更為奇怪的是就連美國自己的現役火箭也達不到土星5号的标準。

美國現役運力最強的火箭是獵鷹重型火箭，高70米、最大起飛重量達到了1420噸，近地軌道運載能力為63.8噸，地球同步軌道運載能力為26.7噸。

盡管獵鷹重型火箭是現役推力最大的運載火箭。但仍然沒有達到其60年前土星5号的水平。

是美國的技術退步了？還是土星5号的資料丢失了？亦或者土星5号根本不存在？

人們對土星5号的質疑也越來越強烈，今天就帶您一起了解一下這款近似于BUG的土星5号。

土星5号是如何研發成功的？

土星5号研發背景——太空競賽。

土星5号是太空競賽的産物，當時蘇聯宇航員加加林成為第一個進入太空的人，這件事加深了美國對太空競賽中落後的恐懼。

蘇聯人發射了第一顆人造地球衛星、第一次載人進入太空、第一次發射衛星進入月球軌道、第一次實現航天器月面登陸等一系列成就。

蘇聯已經領先了，如果美國要超越蘇聯隻有“第一個載人登月”這一條路可走。

随着肯尼迪上台，雄心勃勃的“阿波羅計劃”得到了批準。

阿波羅計劃有很多技術難題需要突破，其中“土星”火箭最為關鍵，沒有火箭一切都白費。

土星号火箭是NASA為阿波羅計劃量身打造的多級可抛式液體燃料火箭，它是在紅石導彈（Redstone）和丘比特導彈（Jupiter）的基礎上研發的。

土星火箭研制工作有多快呢？1961年上半年還沒确定，但在下半年承包商就定好了。最終僅用了4年就完成了。

土星5号的研制單位也非常強大，波音公司、北美人航空公司、道格拉斯飛行器公司、IBM赫然在列，此外還有許多科研機構、高校也參與其中。

“土星号”研制分兩個階段進行：

第一階段：研制土星1号和1B号，獲取大型運載火箭的研制經驗并進行“阿波羅”号飛船的飛行試驗；

第二階段：研制土星5号運載火箭，作為飛船登月的運載工具。

1961年10月，土星1号首飛成功，之後又連續9次成功發射。其中第六、七次試驗了阿波羅号飛船的樣品，最後三次用于發射人造地球衛星。

1966年2月，土星1B号首飛成功，之後又連續8次成功發射。其中前五次搭載阿波羅飛船，第六到八次搭載天空實驗室空間站。

1967年11月，土星5号首飛成功，之後又承擔了月球軌道飛行、地球軌道飛行等任務，1969年07月16日，阿波羅11号宇宙飛船搭載土星5号火箭，成功登錄月球，阿姆斯特朗成為第一個踏足月球表面的人類。

阿姆斯特朗的左腳踏上了月球，并說：這是一個人的一小步，卻是人類的一大步。（That's one small step for (a) man, one giant leap for mankind.）

美國登月成功令世界驚歎，同時也終結了蘇聯太空稱霸的夢想。

土星5号火箭，難度最大的依然是發動機制造

土星5号第一級發動機——F-1：

一個能夠把人送到月球的火箭，它的動力一定是非常強悍的。

土星5号的第一級發動機命名為F-1，美國稱其“從立項到研發成功隻用了4年”，是工程力學的奇迹。

而事實是，F-1從1955年開始研制，由洛克達因公司負責。1957年時，洛克達因就完成了相關技術細節的研究，并做出了一些測試部件，其中包括一台的推力室。

1959年3月，F-1發動機正式點火測試，并成功達到了445噸的推力要求，但時間隻有200毫秒。

1960年，NASA就在愛德華空軍基地展示了這台發動機，人們都驚歎土星5号的進展速度，其實不過是宣傳的過去的成果而已。

1960年3月，F-1燃氣發生器建造完成，11月渦輪泵制造完成。

1961年4月，短程試車成功，推力的峰值達到了729.5噸，此時距離土星1号首飛還有半年時間。

NASA甚至準備開香槟慶祝了，但發動機噴注器突然出現了問題。

F-1發動機噴注器：

F-1發動機噴注器不是單一噴嘴，而是一組陣列。這個陣列擁有3700個煤油噴嘴，2600個氧化劑噴嘴，32個輻射狀管路。

這個篩子一樣的噴注器，要承受數千攝氏度的高溫、數十個大氣壓，并且要确保孔洞不能堵塞。

這樣的苛刻要求讓項目負責人憤怒的說：“沒有一個F-1的噴注器能過動态測試這一關。”

但是為了“阿波羅計劃”，洛克達因的工程師隻好硬着頭皮解決這個難題。很快他們就想到了方法：

那就是制作縮小模型，再進行低壓力燃燒試驗，同時利用高速攝像機拍攝，然後慢放視頻進行分析。

一次、兩次、無數次，工程師們硬是把合格的噴注器做了出來。這絕對是“大力出奇迹”，堅持就是勝利啊！

正當NASA準備再次慶祝的時候，噴射器出現了新的問題，燃燒不穩定，而且這個問題已經導緻一台發動機爆炸。

“阿波羅計劃”陷入僵局，NASA緊急召開會議，請來了軍隊、企業、高校、科研中心的顧問共同解決這個問題。

說來也好笑，科研居然像玩遊戲一樣，當你卡在某一關過不去的時候，充電錢就OK了。

NASA給洛克達因公司緊急撥款2000萬美元，幾個月後新的帶擋闆的噴注器研發成功了，發動機不再炸機了。

原來洛克達因找到了普林斯頓大學的幾位學者，給足了銀子，然後經過一頓分析計算，學者們給出了答案：“把噴嘴的直徑适當擴大一點”。

F-1發動機渦輪泵：

渦輪泵是火箭發動機的心髒，它負責泵出燃料到燃燒室，一旦出現問題，就會導緻炸泵事故，如同心梗一樣，極短的時間内摧毀整個發動機。

F-1發動機承載着載人登月任務，因此其渦輪泵的功率非常大，達到了41兆瓦，并且其零部件非常繁雜，并且處于極複雜的環境中。

發動機助燃劑是是液氧，溫度達到了-183℃，噴射出的火焰高達3000℃，一邊極冷，一邊極熱，渦輪泵材料達不到要求。

可能有網友說：“換成鎳合金不就好了”，要知道這可是1961年啊，當時我國人均GDP僅為187元，好多人連白面都吃不上，學都上不起。

洛克達因的工程師們開始尋找材料，一次又一次的試驗，經曆了多次失敗，最後終于找到了合适的材料——高溫鎳基合金。

随後，又研發了新的焊接技術，對焊接技師進行了培訓，成功解決了渦輪泵的難題。

之後工程師們又解決了發動機燃燒室等難題，最終完成了F-1發動機的研發。

第二級、第三級，采用的是液氫-液氧發動機：

為了減少火箭的重量，NASA決定采用液氫-液氧為燃料的火箭發動機，這種燃料在産生相同能量的前提下,它的體積更小、重量更輕，這樣火箭可以運載更多的儀器和設備。

此外，氫、氧作為燃料，綠色無污染。這類燃料一直使用到今天，号稱“半個世紀的燃料”。

J-2發動機原理如下：

少量液氧和液氫進入燃氣發生器并燃燒，産生的燃氣依次推動氫渦輪泵和氧渦輪泵，渦輪泵将液氫、液氧泵至燃氣發生器作為渦輪泵動力，另一部分液氫可以作為冷卻介質，用于降低溫度，實現高度安全。

J-2發動機還有一個特點就是可以再次點火。土星号火箭将阿波羅飛船送入一個近地停泊軌道後。J-2發動機可以再次點火，将航天器加速送上月球軌道。

同時J-2火箭發動機最大程度遵循了NASA的要求，“高度安全可靠”。

J-2發動機研發時也遇到了困難：

液氫的沸點極低，為-252.8℃，這樣的溫度甚至把液氫管周圍的空氣液化了，因此以液氫為燃料的火箭發動機需要做好保溫工作。

除了保溫之外，液态氫還極易揮發，試想一下，一個一直揮發的氫源處于空氣中，這是多麼的恐怖。

工程師将所有的液氫管路、連接點、泵進行了重新設計，增加了一層真空隔熱套，最大程度降低液氫蒸發，效果居然出奇的好。

除了這些較小的改進，還有大型升級：将噴管改為拉伐爾噴管、采用塞式噴管等。

1962年，J-2火箭發動機安裝完畢，經過了多次試車後，于1963年進入生産線生産。

随着火箭發動機攻克，土星5号其他部件也完成了制造，1967年11月，土星5号順利地完成了首飛。

土星5号任務完成，功成名退

土星五号作為航天史上最強大的運載火箭，在美國阿波羅登月計劃結束後，也功成名退了。

19世紀50年代起，美國和蘇聯展開了太空拉力賽，大家都想要超過對手。

當時，蘇聯是最早開始太空探索的國家，最早的航天試驗也是在蘇聯進行的，最早的人造衛星也是蘇聯研發的。

随着蘇聯宇航員加加林登上太空，美國慌了，它害怕在太空競賽中落敗，但此時美國要想超越蘇聯，就隻能率先登上月球。

在這樣的背景下，龐大的“阿波羅計劃”開始了，這個計劃不僅僅是NASA的，更是整個美國人的。

美國政府、NASA、高校、科研機構、企業共同研發出了土星5号重型火箭。

土星5号成功發射了9次，每次任務都完美完成，它運送了24人進入太空，有12人成功登月。

為了更好的利用土星5号，NASA還将土星5号火箭的第三級箭體改造為空間站主體。再加上土星5号的強大動力，美國很快發射了“天空實驗室空間站”。

而蘇聯研發的重型火箭N1接連失敗，最終放棄了登月計劃。

在空間站競争中，又被美國的天空實驗室空間站領先，蘇聯徹底失去了太空争霸的信心。

1975年後，太空競賽結束，美國成為了太空第一強國。

美國擁有了太空話語權後，土星5号火箭也功成名就，逐漸銷聲匿迹。

土星5号就像一個傳說，即便是美國也無法再造一個土星5号了。

土星5号龐大的費用，讓人卻步。

土星5号是一個三級推進火箭，燃料包括煤油、液氧、液氫，每一級推進器都需要消耗大量的燃料，兩級推進器就超過了2600噸燃料。

土星5号發射一次的費用為1.8億美元，相當于現在的15.7億美元。也就是發射一次土星5号需要花費100多億人民币。

如果加上研發、升級、維護的費用，高達數百億美元。顯然，如此高昂的費用即便是美國也望而卻步了。

數百億美元可以直接造一個航母艦隊了。（根據公開資料：福特級航母的造價高達150億美元，如果算上艦載機，造價直逼200億美元。）

印度、英國、俄羅斯等一年的軍費也不過幾百億美元，這些錢造武器它不香嗎？

我國在航天領域一向是獨自自主、穩紮穩打，絕不會貿然上土星5号這樣的龐然大物的。

因此，土星5号這樣的龐然大物，短時間内不會再出現。

火箭逐漸向重複利用方面發展

進入21世紀後，世界風雲變幻，科技日新月異。航天領域，開始了新的競賽，火箭也變得高效、可回收。

目前，絕大部分運載火箭都是一次性的，這造成火箭發射成本居高不下，平均每發送1kg物體進入太空的成本約為1～2萬美元，這大大影響了人類太空活動的進程。

但是，有一家公司卻研發出了可回收火箭技術，這就是馬斯克創建的SpaceX公司。

SpaceX是美國一家私人航天制造商和太空運輸公司，于2002年6月在美國加州建立，其目标是降低太空運輸的成本，并進行火星殖民。

2006年時，Space-X開始與美國NASA進行商業運輸合作。

2013年10月7日，SpaceX公司将“垂直起飛垂直降落”技術應用于“蚱蜢”火箭上，該火箭在成功升空744米後準确降落到發射台上，标志着人類首次制造出可重複利用的火箭。

2015年12月21日，SpaceX公司發射獵鷹- 9火箭，成功回收一級火箭，創造了人類太空史的第一。

Space-X的火箭更傾向于經濟型和實用型，其火箭回收再利用技術已經處于國際領先地位。

Space-X研發的獵鷹重型運載火箭也成為了現役最大推力的火箭。

随着Space-X可回收火箭技術的成功，越來越多的航天機構開始向着這一領域進軍。

問答總結

土星5号火箭是特殊時期的特殊産物，可以說是美國舉國之力打造的高科技産品。

土星5号耗資巨大，在當時隻有美國、蘇聯擁有這個實力，其他國家真的望塵莫及。

美國之所以沒有再次制造土星5号理由在以下幾點：

• 土星5号，完成了使命，美國赢得太空競賽，不再需要這樣的龐然大物了；
• 土星5号，耗資巨大，産生的效益不大，就連美國也望而卻步；
• 新型的可回收火箭獵鷹9号研制成功，代替了土星5号。

我是科技銘程，以上是我的回答，希望可以幫到您，如有不妥之處，敬請批評指正！