带着 C-1 飞向月球,否则就会破产!

带着 C-1 飞向月球,否则就会破产!

在肯尼迪总统向美国承诺登月之前,NASA 已开始规划载人登月任务。飞船会是什么样子以及用什么火箭发射都是尚未明确答案的重要问题,但对于 NASA 兰利研究中心的工程师来说,会合(让两艘飞船在太空相遇并连接)预计将是一个关键操作。唯一未知的是会合是在地球轨道还是月球轨道进行,尽管 1961 年前者是首选方法。地球轨道会合是约翰·伯德于 1961 年勾勒出的方法,标题为“要么用 C-1 飞向月球,要么失败”。以下是这次任务的可能样子。

首次月球探测任务的设计基于一个核心假设:整个航天器将降落在月球上,从月球表面发射,然后返回地球。这意味着,航天器必然会非常巨大和沉重。它必须携带多级任务所需的所有燃料,以及在没有经过专门训练的地面人员帮助的情况下在月球上建立发射场所需的物资。

根据这一模型,早期估计认为,该航天器可能与 Atlas 火箭一样大,Atlas 火箭是将最后四次水星任务送入轨道的近 100 英尺的运载火箭。要将如此大的航天器直接发射到月球,需要像 Nova 这样的巨型火箭,这种从未制造过的火箭在其第一级有八个发动机,比最终的 Saturn V 多三个发动机。

替代任务是让宇航员在地球轨道上组装同一艘航天器,这项任务需要复杂的会合操作,但进入轨道的路径更简单。由于每个部件都比整个航天器轻,NASA 可以用多枚较小的火箭发射该任务。这就是约翰·伯德 (John Bird) 勾勒出的任务,正确的说法是地球轨道会合任务。

约翰·伯德是兰利的一名工程师,20 世纪 60 年代初,他参与了专门的月球登陆车的设计工作,这是该中心对潜在月球轨道交会任务(阿波罗最终采用的任务概况)研究的一部分。伯德的专业领域之一是在地球轨道上组装航天器的复杂工作。他成为该领域的专家,在会议和演讲中担任地球轨道交会机动的代言人。

伯德的草图展示了地球轨道交会航天器的配置,其中月球航天器使用十枚 C-1 火箭组装而成,这枚火箭最终成为了土星一号。根据这个计划,NASA 需要十枚 C-1 来发射这次任务。

从伯德图纸的左侧开始,航天器将需要:一架 C-1 用来发射钝体地球返回飞行器(可以类比为阿波罗指挥服务舱的前身);一架 C-1 用来发射登月上升级,以便将地球返回舱送离月球表面(可以类比为登月舱上升级);两架 C-1 用来发射月球着陆级,以便将航天器减速降落到月球表面(可以类比为登月舱下降级),该着陆级的重量足以使航天器分两半发射;一架 C-1 用来发射推进级;另外五架 C-1 用来发射额外的燃料负载。

不仅要快速连续发射所有十枚 C-1 以保证任务按计划进行是一项挑战,而且对于机组人员来说,完成所有会合操作以使每个部件排列在正确的位置并停靠也是一项真正的壮举。所有这些都是在前往月球执行登陆任务之前完成的!尽管如此,发射多枚火箭仍然是许多 NASA 中心的首选方法。它迫使开发会合能力,并为建造火箭的男男女女提供就业机会。

1961 年 5 月 22 日,约翰·伯德 (John Bird) 绘制了这幅草图,当天兰利的主题显然是“带着 C-1 飞向月球,否则就完蛋”。这些手绘的任务概念图非常吸引人,让我们看到了未实现的未来,非常值得分享。

_来源,包括伯德的绘图:《阿波罗太空船年表》第 1 卷(Ivan Ertel 和 Mary Louise Morse)。_

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