为什么美国宇航局需要一枚新火箭才能飞向月球?

小夏 科学 更新 2024-01-29

最近关于美国研制新月球火箭的报道,在那些怀疑登月任务真实性的人中引起了轩然。 事实上,这些信息不再是新闻,因为这项工作始于 2004 年,是星座项目的一部分,现在正在继续作为太空发射系统项目的一部分。

在本文中,我们将重点关注怀疑论者关注的主要问题:

他们为什么停止建造土星五号火箭?

土星五号的文件真的丢失了吗?

为什么开发新火箭比重建土星五号更好?

土星五号发射升空。

土星五号火箭是当时工程天才的缩影,但在13次发射后停止生产。 土星五号火箭的最后一次飞行发生在2024年,当时它将美国轨道站Skylab送入轨道。

阿波罗计划结束后,考虑了使用土星五号的各种方式,包括将漫游车送往月球和火星,以及发射旅行者号行星际探测器。 但是,决定使用其他导弹来实现这些目的。

美国宇航局预算在美国联邦预算中所占的份额。

土星五号火箭失败的主要原因有两个:首先是财务成本:发射土星五号火箭的成本极其昂贵,按照现代通胀调整标准达到15亿美元。

自2024年美国宇航局预算达到顶峰以来,美国**开始削减太空研究资金。 美国宇航局开始被要求寻找降低太空发射成本的方法,这最终导致放弃了昂贵的土星五号火箭,转而采用更经济的选择。

旅行者1号发射:泰坦-半人马座。

第二个原因是不需要如此强大的火箭。 土星五号可以将多达141吨的有效载荷送入低参考轨道,但美国宇航局在月球任务结束后不再需要这种动力。 例如,旅行者一号和旅行者二号的重量不到一吨,使用土星五号发射它们将是极其浪费的。

有传言说土星五号的文件已经丢失,但事实并非如此。 这个神话起源于美国作家约翰·刘易斯 (John Lewis) 1996 年出版的《挖掘天空》一书。 刘易斯向Rocketdyne寻求土星发动机的蓝图,但被拒绝了,因为该蓝图是商业机密。 在书中,他暗示这些图画可能已经丢失,这成为关于月球的阴谋论支持者传播神话的基础。

登月舱图纸的片段。

土星五号火箭的蓝图存放在几个地方:阿拉巴马州马歇尔航天中心的缩微胶卷,佐治亚州东点联邦档案馆的纸质材料,以及发动机图纸由开发这些发动机的公司Rocketdyne保存。

美国人有可能重建土星五号吗? 理论上是的,但在实践中,由于许多技术和经济原因,他们没有这样做。 如果美国宇航局负责重建土星五号,他们可以做到,但这需要大量的努力和资源。

重建土星五号不切实际的主要原因包括高成本和技术过时。

Rocketdyne员工在土星五号火箭的F-1发动机前。

许多月球阴谋论者认为,制造土星五号的工厂仍然存在,并准备投入生产。 然而,事实并非如此。 阿波罗计划完成后,大部分生产设施被重新用于制造新火箭,特别是航天飞机计划。 恢复土星五号的生产将需要对现有工厂进行现代化改造或建造新工厂,这将非常昂贵。

波音工厂为土星五号火箭生产零件。

土星五号火箭部件的制造过程分布在不同的公司之间。 火箭的许多零部件都是由各种私人承包商定制的。 如今,许多承包商要么破产,要么被其他公司收购,要么改变其活动概况,例如转向生产儿童玩具。 即使是那些留在市场上的公司也不再拥有 60 世纪 20 年代用于建造土星五号的设备。

这种情况可以类似于蒸汽机车的生产。 在苏联,最后一辆蒸汽机车建于 60 世纪 20 年代,之后所有工厂都进行了改造,以生产更现代化的火车。 如果现在的任务是按照旧图纸建造蒸汽机车,工厂将面临彻底的重新装备和高昂的成本。

太空火箭比蒸汽机车复杂得多,因此虽然理论上有可能在紧急情况下重建土星五号,但它将非常昂贵,并且需要建造新工厂或改造旧工厂。

此外,土星五号火箭不再有任何发射台或测试台,因为它们都已被改装用于新的太空计划。

土星五号火箭在试验台上的发动机测试。

考虑到现代生产能力和技术,制造新火箭比尝试重新创建过时的模型更具成本效益。

设计新火箭的主要好处之一是技术升级。 自 20 世纪 60 年代以来,材料科学、火箭推进、电子和工业化学领域取得了重大进展。 这些创新使火箭更简单、更高效、更可靠。

太空发射系统(SLS)火箭。

目前正在开发的SLS(太空发射系统)火箭就是这种方法的一个例子。 由于使用了先进的材料,SLS有望比土星五号更省油、更可靠,并且能够运载货物。 美国宇航局致力于制造满足未来需求的火箭,而不是重新发明过时的技术。 然而,在土星五号开发过程中获得的经验被用于SLS的设计。

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