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S-IC

(读作"S-one-C")是土星五号火箭的第一级,由波音公司制造。S-IC上超过2000吨的质量都是推进剂煤油和液氧,这些推进剂产生33000KN的推力使火箭上升64千米。S-IC的五台F-1发动机中一台固定在中央,其余四台分部四角,可由液压装置控制方向。

在1946年9月美国总统杜鲁门开展的回纹针行动中,德国科学家沃纳冯布劳恩被选为引入美国的大约700名科学家的一员。从那时起,土星5号运载火箭的设想就开始了。这项行动的目的是将这些科学家与他们的经验一起带回美国,从而使美国在冷战中取得优势。为了合法的将这些曾经积极参与过纳粹活动的科学家带回美国,陆军部的联合情报机构成员篡改了包括冯布劳恩在内的档案,以淡化他们对纳粹的同情。由于冯布劳恩直接参与了V-2火箭的研制工作,美国让他加入了陆军火箭设计部门。在1945年到1958年间,他的工作被限制在将V-2火箭的设计思想和方法传授给美国工程师。尽管冯布劳恩在未来的空间运载火箭方面发表了很多文章,NASA仍然继续资助空军和海军的火箭项目以测试他们失败了很多次的前卫导弹。直到1957年,苏联发射了斯普特尼克1号卫星,美国政府和军方才开始正式的考虑将美国人送上太空的计划。由于冯布劳恩和他的团队在这些年间已经研制并试验了木星系列火箭,美国政府最终找到了他们。木星C火箭在1958年1月成功的将美国的第一颗人造卫星送入太空。木星系列是冯布劳恩研制土星火箭的重要阶段,后来他称之为土星婴儿期。60年代初期,苏联在太空竞赛领先于其对手美国。1961年4月12日,苏联宇航员尤里加加林成为第一个进入太空的人。美国总统约翰肯尼迪认为为了在太空竞争中胜过苏联人就需要首先登月,他在1961年5月25日宣布美国会在1970年之前将宇航员送上月球,而在那时,美国唯一的一次载人太空任务是艾伦谢泼德的自由7号,且仅在太空停留了15分钟,尚未进入近地轨道。在肯尼迪讲话后不久,冯布劳恩就被要求开始为NASA工作,领导载人航天的火箭设计和制造工作了。

土星5号的设计起源于V-2火箭和木星系列火箭。由于木星系列火箭的成功,新一代的土星系列火箭开始出现。首先是土星1号和1B号,最终是土星5号。冯布劳恩在马歇尔航天飞行中心领导了一个团队,来建造一个足以将一艘宇宙飞船送上登月轨道的运载火箭。在他们转为NASA工作以前,冯布劳恩的团队就已经开始进行增加推力、减少操作系统复杂度和设计更好地力学系统的工作了。在设计过程中,他们决定抛弃V-2火箭中的单引擎的设计思路,转而设计多级火箭。土星1号和1B号反映了这些设计思想的变化,却仍不足以将一艘载人宇宙飞船送上月球,需要若干次发射才能将登月所需要的各个部件送入轨道。但是在NASA做出最优登月方式的决定的过程中,他们的这些设计仍然提供了一个基准参考。

土星5号的最终设计有若干个关键特征。工程师们认为,最好的发动机使用F-1火箭发动机配合新型的称为J-2火箭发动机的的液氢推进系统,这可以使土星C-5的配置达到最优。1962年,NASA做出了最终计划,决定按照冯布劳恩的土星设计方案继续研究,而这也为阿波罗计划赢得了时间。

随着火箭的配置工作的完成,NASA开始考虑选择登月的任务模式。在争论之后,NASA决定采用月球轨道交会的方法。在推进燃料的选择、燃料需求量和火箭制造过程等等问题都得到了解决之后,土星5号被选为登月飞船的运载火箭。这只火箭的建造过程自顶向下分为三个部分:S-IC、S-II和S-IVB,每一部分都由冯布劳恩在亨茨维尔设计,由其它合同商负责制造,如波音、北美航空、道格拉斯飞行器公司以及IBM。

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