无论是卡纳维尔角,还是拜科努尔,又或者南美库鲁航天中心与酒泉卫星发射中心,这些无一都不是如雷贯耳的名字,每次重大轰天发射时,观摩成了一个必选的节目,高耸的发射塔,发射时的气势磅薄直接就消耗无数手机空间,当然现在已经不需要胶卷了,成本低了好多!
但相信吃瓜群众心底一定有个疑问,NASA当年并未在月球上制造巨大的火箭发射塔,为什么阿波罗飞船还能从月面起飞?这不能证明NASA登月是造假的吗?
火箭起飞为什么要发射塔?
航天发射塔是发射场的核心建筑,高达上百米,重数千吨,平时都是在关闭状态,等到发射倒计时开始后,逐渐打开,最终完全开放的发射塔架中火箭点火徐徐升起,逐渐飞离发射台!但这肯定是大家对中国航天发射的大致印象,而事实上技术和习惯上的不同,火箭组装和发射模式有如下几种:
俄罗斯:水平组装,再水平移动到发射工位垂直发射
美国:垂直组装,垂直移动到发射工位垂直发射
中国:早期是组装维护发射一体,现与美国靠拢,垂直组装-移动-垂直工位发射!
三者中俄罗斯的发射最具特色,水平组装对组装大楼要求比较低,但在发射前的起竖过程需要一个强大的液压起竖塔台,这对工程机械能力是一个考验,因此俄罗斯的火箭发射塔可以做到非常简单,而且在发射时候非常有格调,四周倾倒散开,就如一朵莲花,质子火箭尾部喷射出超音速火焰,推动火箭起飞!
美国的比较整洁,因组装大楼和发射塔架相距不远,组装好水平移动即可发射,大家应该对航天飞机的发射非常有感触,那个巨大的水平搬运的液压移动发射车,不是随便找个国家就能制造出来的!
移动发射车装载航天飞机移步固定发射台
中国早期本来也想学俄罗斯,但无奈技术不足,因此搞了三合一,即服务塔+发射塔综合,运输过程也省掉了,发射时再打开,在载人航天的酒泉卫星发射中心,大家应该看过不少回了!这种模式成本比较低,因为省掉了两个环节,但发射工位占用时间很长,效率很低!
酒泉的921工位上复杂的勤务塔,注意塔吊和庞大的活动平台
因此在海南文昌发射中心已经参考美国的发射模式,服务塔和发射塔的功能分离,发射工位的增加无需再增加服务塔的成本,而且发射工位的利用率也得到提高,当然另一个问题是风险可控,因为发射塔功能单一成本低,万一发射爆炸可以将损失降到最低。
美国陆军第二次ahw高超音速武器测试爆炸后受到损毁的发射场
还有一个比较有特色的是库鲁航天中心的联盟2号火箭发射工位,它同时提供了俄式风格的发射塔和美式风格的可移动垂直装配大楼,从这工位的名字“联盟2号发射工位”我们就能明白,这必定是某种意义上的妥协,而非必须要这样!
库鲁航天中心的联盟火箭发射工位
月球上没有发射台,为什么阿波罗飞船还能回来?
除了上文所说的集中总装与发射的几种模式以外,还有一些已经加注要燃料所有一切已经准备就绪的火箭,发射时对周围要求是比较低的,比如SPACE的建议发射塔,简陋不要不要的,比如导弹发射时的发射筒(它就是一枚火箭,只不过装了高爆或者核弹头)也是发射塔的一种变形形式,甚至有设计火箭自带稳定支架,比如SPACE回收的火箭就是。
那么阿波罗飞船的返回火箭是什么模式起飞的呢?它用的是登录月球的的下降级平台,返回火箭直接在这个平台上起飞,将其作为一个发射平台来使用,因为这个支撑脚架有液压平衡装置,因此起飞时这平台是可以保证阿波罗飞船顺利起飞的!
阿波罗飞船的结构
上图是阿波罗飞船的结构,左侧为下降级,登月飞船就是通过它降落到月球上的,左二是上升级(登月舱)需要通过上升级火箭返回环月轨道与指令舱对接。
登月飞船鹰的整体结构
已经分为上下两部分,可以很清晰的看到下降级底部的四个撑脚以及大面积的防陷支撑,同时也有液压调节高度保持水平,因此这个已经寿终正寝的下降级作为发射平台是再好不过了!我们从发射的视频中也能看到这个平台的强大稳定性!
平台在登月舱上升级起飞后并没有被气流冲倒,这表示它的支撑稳定性是非常可靠的,也能说明这种结构设计的成功,包括不久后将要发射、执行取样返回任务的嫦娥五号也是这种经典结构!看起来这种丢弃死重的结构非常明智,但事实上确有一个严重的问题,因为设计了丢弃,所以发动机都必须设计两套,反而增加了死重,而且造成严重浪费,因此未来的飞船肯定会走向一体化设计。
比如这种不再在月球上遗留下降级的飞船结构,也许在不远的未来能做到单级火箭入轨并返回地球,彻底重复利用,那么空天飞机的模式也许会得到强大的挑战,但我们不可否认的是,利用空气作为氧化剂、水平起飞的空天飞机诱惑更大!
尽管阿波罗登月飞船结构需要改进,但它能确保宇航员从月球返回,至于NASA是不是拍的电影,那么仁者见仁,智者见智了,证据有很多,当然反方观点也非常尖锐,大家啥意见不妨留个言!