航天史上最奇葩的火箭，暴力美學一覽無疑，它的命運卻很悲慘

上文書說到美國人的阿波羅 8 號順利的實現了繞月飛行，而且人家還在月球軌道向地面做了實況轉播。美國人這些事兒都沒必要藏著掖著，還是儘量讓大家都知道。你別說，土星 5 號火箭還是真的是挺給力的。

阿波羅 8 號的太空人用照相機拍到了地球從月亮背後升起的照片，這張照片也就成了經典的名作。其實呢，在月球上，你是永遠也看不到這一幕的。因為月球的自轉是被鎖定的，相對於地球來講，幾乎是不自轉的，你要是在月球上某個地方，抬頭恰好可以看見地球停留在空中，這輩子估計它也就停留在這個地方，最多有點晃蕩。但是肯定不會跑多遠，地球上看月亮的那種東升西落，肯定是不存在的。只有在飛船上，飛船的運行速度比較快，從月球後面轉出來的時候，會出現「地出」這種景象，因此這純粹是個太空人的視角。

反正阿波羅 8 號相對來講，算是順利的。三個太空人回到地球以後，就成了英雄了。美國人順利的完成了繞月飛行，離開登月已經不遠了。美國人在這幾年裡的突飛猛進，大家都看在眼裡。蘇聯人可就著了急了，他們的 N1 火箭還在趕工之中。

蘇聯人這邊，米申的水平顯然是比不上科羅廖夫的。科羅廖夫生前留下的 N1 設計還算是可圈可點，充分發揮了俄國人的暴力美學。說白了就是技術不夠，從系統工程的方向來湊一湊。沒搞出 F1 那麼變態的發動機，咱們用一大捆發動機來代替行不行呢？所以，蘇聯人在 N1 火箭的第一級擺放了 30 個發動機。

N1火箭的總裝廠房

你別說，NK15 還真是不錯的發動機。人家採用了富氧分級燃燒技術，比衝比美國的 F1 發動機高多了。F1 發動機的海平面比衝是 263，NK15 的比衝是297，高了一大截。但是 NK15 的推力比 F1 小得多，F1 達到了 700 噸級，NK15 只有 150 噸。

這是蘇聯的第一個劣勢，第二個問題是美國人搞出了高效率的氫氧發動機，J-2 發動機才是核心。蘇聯人這方面不行，煤油發動機的比衝再高，你也高不過氫氧機。蘇聯人沒辦法，只能把壓力都壓倒了第一級火箭上，上面重，下面推不動，那就只能把下面加粗，下面加粗了，再下面也受不了啊，還要加粗。就這麼引發了惡性循環。上面級不給力，蘇聯人的運載能力就吃虧，美國人可以把 130 噸的東西送進地球軌道。但是蘇聯人滿打滿算只能送 95 噸。

蘇聯的 N1 火箭的第一級原本裝了 24 臺發動機，為了最大限度的增加推力，這 24 臺發動機圍成了一個大圈，所以 N1 火箭的第一級特別胖。圍成一個大圈，這樣每臺發動機都可以儘量接觸周圍的空氣，噴出的氣流帶動周圍的空氣可以增加一點推力。

火箭要控制自身的姿勢，這一大圈發動機一個挨著一個，顯然是不可能轉動噴口的。只能靠每臺發動機的推力差動來改變自身姿態，這當然是要靠計算機來控制，但是蘇聯的計算機不怎麼樣，比美國差遠了，所以這也留下了一個非常大的隱患。只靠發動機的推力差來調控火箭姿態還不夠，蘇聯人還在火箭第一級加了 4 個柵格舵。利用空氣動力來調整火箭姿態。柵格舵就是用金屬網格來當做方向舵使用，控制效率比較高。

從這個角度剛好看見尾噴口和柵格舵的一部分

第 2 級採用 8 臺 NK15V，發動機還是排成了一圈，因此看上去還是蠻粗的。這是一種 NK15 的改進型，專門針對真空進行了優化。用了高膨脹噴嘴，說白了就是噴口加大了。第 3 級採用了 4 臺比較小的 NK21 發動機。4 臺嘛，當然就排成方塊就 OK 啦。第 4 級用了一臺 NK19 發動機，上邊頂著聯盟 7K-L3 飛船和 LK 登月艙。

N1火箭的結構圖

等到科羅廖夫去世，米申接手的時候。發現計劃趕不上變化。頂上的聯盟 7K-L3 飛船+服務艙+ LK 登月艙的聯合體超重了，超重了 20 噸。這一下引發了連鎖反應，火箭的推力根本就不夠。其實美國的登月飛船也超重了，美國人是怎麼辦的呢？想盡辦法減重啊。

我們現在看到 N1 火箭的結構圖，我們會發現他們用的燃料罐其實都球形的，大家都在知道球形的燃料罐結構強度很好，但是你想吧，一個圓柱形的火箭裡邊掛著一個大圓球，周圍還有大量的邊邊角角是空著的，這種結構其實是很浪費的。這種結構叫做「懸掛儲箱」。蘇聯當時用都是球形儲箱，現在的火箭都是膠囊形狀的。沒辦法，蘇聯當時的技術水平也就這樣了，火箭的直徑是 10 米，那麼粗的直徑，你要是做一個直上直下的圓柱體，或者圓錐體，沒有點水平你根本造不出來。美國人的倒是有這個本事造，可以造超大的燃料罐。

土星5號火箭第三級的共底儲箱結構，隔板為半球形

現在登月艙和飛船超重了，美國人就把主意打到了燃料罐上。現在火箭的第 2 級是兩個膠囊形狀的燃料罐一前一後擺放，下邊的小罐子是液氧，上邊的大罐子是液氫，液氫密度低嘛。外邊包上一層皮，這就是火箭的外殼。但是這樣的話，還是太重了。美國人想到了一個辦法，那就讓燃料罐共底。你想啊，液氫和液氧各有自己的罐子，如果弄成竹節一樣，一個罐子，中間放一個隔板，這不就可以代替兩個罐子了嘛，這不就輕了嘛。這樣可以節省好幾噸的重量。這招叫做「共底儲箱」。

但是，這種共底儲箱是有技術難度的，那就是液氫比液氧的溫度要低七八十度。如果這兩個燃料罐只相隔一層皮，萬一靠近隔板的液氧被凍成了大冰坨子，凍成了固體，那可就壞菜了。保溫隔熱就成了大問題了。好在美國人最後還是靠保溫材料和結構設計解決了這個問題。他們在材料上的功力比蘇聯深深多了。

蘇聯人乾瞪眼沒轍，他們沒有低溫方面的技術積累。怎麼辦呢？蚊子腿也是肉啊。想盡辦法挖掘發動機的潛力吧。為了能提升 2% 的推力，蘇聯人想出來一招，那就是「過冷」，熱脹冷縮大家總知道吧。要是降低燃料的溫度，凍一凍，燃料體積收縮了，不就可以多裝一點嘛。你往發動機裡送的時候，不也就可以多送一點嘛。這一招，被馬斯克學了去了。馬斯克從蘇聯人那兒學去的招數多了去了。

裝配中的N1火箭，可以清晰的看到30臺發動機

即便如此，火箭的推力仍然不夠，因此米申不得不在一級火箭的中間又塞了 6 臺發動機。這一下就有了 30 臺發動機了，控制系統更加複雜。這發動機倒是真的很不錯，但是控制系統根本照顧不過來，而且為 30 臺發動機輸送燃料的管道更是亂七八糟的。發動機都是會產生振動的，互相之間也會產生共振，相互之間的影響極其複雜。蘇聯人也不想搞得這麼麻煩，但是他們沒有 700 噸級的大發動機，不這麼幹怎麼幹呢？

最後，第一級的 30 臺發動機是這樣分工的。火箭要拐彎，靠的是 30 臺發動機的推力差。控制火箭不要亂轉，靠的是中間的 6 臺發動機的擺動。外加空氣舵輔助控制。這套控制系統全部都依賴於一臺叫 KORD 的電腦來操控。這要比土星五號的 5 臺發動機難控制多了。最後 N1 火箭栽就栽在這上頭。

組裝好的 N1 火箭基本就是個圓錐體，你看土星 5 號外觀非常的勻稱挺拔，因為土星 5 號基本上是直上直下的圓柱體組成的。N1 第一級有 30 臺發動機，屁股大，那外形看著都挺怪異的。

土星五號的垂直轉運

美蘇兩國的火箭發射程序也有很大的差異。美國人是在一個大樓裡組裝火箭，火箭是垂直組裝的。組裝完了以後，大樓的牆壁打開，火箭就這麼豎著，慢慢轉運到發射架上，土星 5 號都是從 39 號發射工位發射的。

蘇聯人可就不一樣了，他們是在廠房裡水平組裝火箭，說白了就是橫著裝，好處是廠房裡可以同時組裝兩枚火箭。美國人的垂直組裝廠房只能組裝1枚火箭。蘇聯人裝好了以後，用特殊的列車拉到發射場，距離可以比較遠。美國人火箭是豎著運過去的。走不了多遠，萬一倒了，那就壞菜了。

火箭豎起

蘇聯人把火箭橫著拉到發射場以後，用巨大的液壓機構把火箭豎起來發射。所以蘇聯發射火箭只需要簡單的幾個支架抱住火箭，別讓火箭倒了就行，不需要專用的發射塔。美國人還是需要發射塔的。

我們中國過去是怎麼處理的呢？我們當時窮啊，發射架和組裝廠是一體化的。所以大家看早期火箭發射的視頻。一座大樓，裡邊什麼都有，火箭就在裡邊垂直組裝。然後裝好以後。大樓向兩邊打開，躲遠點，把火箭露出來，然後就這麼發射了。這樣看似是方便，但是隱患很大。萬一火箭爆炸，就連組裝廠房一起都炸掉了。所以，後來我們現在也採用了美國人的辦法，廠房和發射架是分開的。所以，我們的長徵火箭也是垂直轉運的。

蘇聯人的水平轉運其實也是有一些好處的，比如同時組裝兩枚火箭，可以作為備份，頭一發打出去，不管成與不成，過幾天就能打第二發。蘇聯一共生產了 10 枚 N1 火箭，前兩枚是做測試用的。蘇聯人的登月計劃有些倉促，非常著急，可是蘇聯人又不像美國人那樣捨得花錢。蘇聯人總是想少花錢多辦事，反而導致了米申他們捉襟見肘。第一枚 N1 火箭的第一級有 30 臺發動機，只對其中的 1/4 作了測試，蘇聯人壓根沒有做全面整體測試。這又成了一大隱患。

要知道地面測試是非常重要的，寧可炸在地上，也不要炸在太空裡，因為炸在地面上，還有辦法去找 BUG，炸在太空裡，那就根本沒辦法去追蹤到底什麼地方出了問題。可是蘇聯人就是沒做，他們著急忙慌的就開始要做發射實驗。

N1火箭發射

所以，在 1969 年的 2 月 21 日，蘇聯人就迫不及待的從廠房裡把巨大的N1火箭拉出來了。那個場景還是蠻震撼的，火箭是屁股朝前，10 米直徑的屁股上有 30 臺發動機。看著都眼花。火箭的總起飛重量達到了 2750 噸，列車開到了專用的 110L 工位上，巨大的液壓機把長達 105 米的火箭豎起來。

早上 9:18 分，火箭點火升空。這 30 臺發動機一起點火，那陣勢不是蓋的，可以說是聲巨如雷，就看一個修長的圓錐體緩緩升上了天空。可是發射以後沒有幾秒鐘，12 號發動機就熄火了。事後發現，這是 KORD 計算機接收到了錯誤信號主動發出的指令。12 號發動機關閉了，火箭的推力不平衡，結果 KORD 計算機又關閉了對面的 24 號發動機保持平衡。

如果少了兩臺發動機，問題還不大。其他的發動機多燒一會兒也就能彌補推力的損失。但是，在 6 秒鐘以後，一種發動機常見的震蕩破壞了一些零部件，煤油開始出現洩漏。到了 25 秒的時候振動進一步加大，導致燃油管破裂。油流出來，開始燒起來了。這一下燒壞了控制線路，導致出現了短路，KORD 計算機以為渦輪泵有問題，在 68 秒的時候關掉了所有的發動機。整個火箭失去動力，從半空中開始下墜，183 秒的時候，墜毀在 52 公裡外的地方。別忘了上邊還有上千噸的燃料，必然引發了一場大爆炸。N1 火箭的第一次發射就此徹底失敗。好在火箭頂部的逃逸塔起作用了，把飛船模型完整的拔了出來。算是保住了飛船模型。

事後分析，KORD 計算機很容易受到幹擾。對各種振動也敏感，非常容易被假信號所欺騙。當時的計算機和傳感器都不是太完善，N1 火箭又不得不走這種一大捆發動機的暴力美學之路，所以碰上的麻煩就特別的多。美國人相對就順利多了，他們已經開始準備進行阿波羅 9 號的飛行任務了。這一次，登月艙終於準備好了，需要在太空裡測試登月艙的對接。而且還要進行雙人太空行走。這在以前是沒有的。為此，三位太空人詹姆斯·麥克迪維特、大衛·斯科特和拉塞爾·施威卡特進行了水池訓練。也就是在水下模擬無重力狀態，進行太空行走的訓練。這總比去了太空以後手忙腳亂的要強多了。

麥克迪維特、斯科特、拉塞爾

這一次的人選搭配又是二老帶一新，麥克迪維特來自空軍，他曾經是雙子座 4 號的太空人。大衛·斯科特 1963 年曾經和尼爾·阿姆斯特朗搭檔，完成過雙子座 8 號的飛行任務。拉塞爾是個新手，沒上過太空。三個人接受的訓練非常豐富。除了水下實驗。還乘坐製造失重飛機體驗過短暫的失重過程。而且他們還去天文臺學習如何利用星座進行導航。到麻省理工去學習如何使用阿波羅飛船的導航計算機。這些東西都是由各大研究機構和大學提供的技術。當然，他們幹的最多的，就是在阿波羅飛船和登月艙的模擬器上做訓練。當然，就在這時候，NASA 也開始制定應急計劃，萬一飛船出問題了，能不能用登月飛船當做救生艇呢？這都不能靠臨時起意，這都是要靠事先的周密安排的。

原本阿波羅 9 號的發射時間定在了 2 月 28 號，但是沒想到三位太空人不約而同的都感冒了。這下 NASA 麻爪了，這該怎麼辦啊？上次阿波羅 7 號的太空人帶著感冒上太空就鬧得一塌糊塗，這次怎麼又來了，NASA 該如何抉擇呢？我們下回再說。

還不過癮？看看上文