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美國宇航局土星五號超級火箭曾隱藏爆炸風險

時間:2012-11-12 10:08:24 來源:騰訊科技 評論:0 點擊:0

美國宇航局土星五號超級火箭曾隱藏爆炸風險

美國宇航局打造的超級火箭:土星五號進行了首次實驗發射

據國外媒體報道,1967年11月9日,美國宇航局打造的超級火箭:土星五號進行了首次實驗發射。發射產生的強大沖擊波震撼了周圍的建筑物,甚至將玻璃震破,并波及到卡納維拉爾角發射場附近猝不及防的人們。本次實驗發射旨在為阿波羅宇宙飛船登月提供支持。美國宇航局的工程師們在測試土星五號時面臨諸多困難,尤其是對龐大的載人運載火箭進行測試。

土星五號火箭高度達到了363英尺,發射是最大推力為750萬磅,該火箭第一級發動機可消耗450萬磅液氧和RP- 1(高精練煤油)燃料,燃燒速率為每秒15噸。這些優質火箭燃料擁有極高的燃燒品質,如果稍有不慎導致滿載燃料的土星五號火箭在發射臺上發生爆炸,那么將迅速形成1400英尺左右直徑的巨大火球,燃料支持的燃燒時間為33.9秒,最高溫度將達到2500華氏度。即便土星五號擁有如此危險的另一面,但美國宇航局在上個世紀六十年代并沒有放緩研制以及試飛該型火箭的計劃。

自1961年起,美國宇航局的工程師就開始進行土星五號運載火箭的試飛,而當時該型火箭還沒被授予“土星五號”的編號,而是被命名為C-5火箭,在其被確定作為阿波羅計劃的運載火箭后,美國宇航局才賦予了這款超級火箭以“土星五號”的新呼號。作為美國宇航局上個世紀五六十年代火箭設計的科學家馮•布勞恩(Von Braun)對新火箭的設計采取了較為保守的路線,這是一種德國式的火箭研究方式,在設計建造火箭需對每一個部件進行測試,直到設計缺陷暴露出來。因此,在土星五號運載火箭的設計過程中,馮•布勞恩也采用了相同的設計思想。

時任美國宇航局載人航天飛行辦公室阿波羅計劃項目主任喬治•莫勒(George Mueller)立即意識到如果按照這樣的進度,美國宇航局將不可能在十年規劃的末期完成對月球的載人登陸,所以在發展新型火箭時需要一個更加強有力的方法。喬治•莫勒根據他此前參與美國空軍彈道導彈計劃的經驗,他希望美國宇航局在設計土星五號時采取全新的設計思路,并非對單個系統進行測試,而是完成一次全狀態的飛行試驗。

喬治•莫勒的做法顯得較為非常規,按原先火箭設計的程序需要對第一級發動機進行完整的測試飛行,在證明第一級具備正常的飛行能力后才開始對第二級發動機進行測試,而莫勒希望進行首次全狀態的三級運載火箭飛行測試,并攜帶阿波羅宇宙飛船的服務艙模塊作為有效載荷,進行軌道測試。該過程類似與計劃中阿波羅登月程序相類似,返回艙在執行完登月任何后重返大氣層,因此也可在飛行任務中加入隔熱屏蔽的相關測試。

然而,馮•布勞恩和他的研究團隊并沒有接受喬治•莫勒對登月火箭發展的提案,他們認為進行全狀態的整體測試無法找出可能存在的故障位置,對極為復雜的重型運載火箭進行分塊式地測試是唯一的途徑,可以確保每一項工作的測試到位。如果進行全狀態飛行測試,一個系統或者多個系統出現故障導致火箭在發射臺上發生爆炸,那么工程師們就不清楚到底是哪個組件出現了問題。

到了最后,阿波羅計劃實施過程中鑒于喬治•莫勒的級別高于馮•布勞恩,因此美國國家航空航天局進行了全狀態的火箭發射測試飛行,土星五號首次試驗飛行就參與了阿波羅4號任務,第二次試驗飛行為阿波羅6號飛船,到了1968年12月,土星五號就進行第一次載人飛行,其機組成員登上阿波羅8號宇宙飛船。圖中顯示的照片便是阿波羅4號任務情景,當時土星五號重型運載火箭位于肯尼迪航天發射中心第39發射工位,時間為1967年11月9日。

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