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【登月技术】相关探索纪录片——登月设备(1):土星五号 Discovery在NASA成立50周年推出的纪录片,介绍了登月过程中全系统的生产设计细节,由于下的片源没有字幕,介绍如有错误实属无奈。本帖以及后续将从阿波罗登月计划的经验,探讨后续嫦娥载人登月的技术可行性。 首先必然得提到现代火箭的原型设计者,冯·布劳恩。在苏联发射斯普特尼克1号之后,美国的决策层陷入紧张,他们急需一个能够匹敌苏联的太空项目,冯·布劳恩看到了机会,而他以及二战中向美军投诚的火箭工程师是肯尼迪决定登月的直接信心来源。1957年4月开始的重型火箭研制计划是土星计划的开始。在计划启动之后,就有了一系列登月技术验证实验,首先是土星一号,这次试射验证了多级火箭的实现,LEO运力9吨,1级液煤燃料,2级氢氧机在基本技术验证完成后,F-1发动机的研制就开始了。。而该项目的PM Sonny Morea在接手时只有28岁!F-1在研制过程中至少进行过20万秒的试车,以每秒烧掉788公斤煤油的速率计算,烧掉煤油至少15万7600吨。在特定的气象条件下,发动机的冲击波会对周边城市民居造成一定破坏。在几次炸机事故后,工程师为发动机燃烧室设计了匹配的燃烧稳定器,不知道是不是同类设计的鼻祖,但这个设计直接推进了发动机的研制计划。同时进行的指令舱设计工作使得有效载荷的重量不断加大,而火箭需要进行减重,压力被放在了第二级火箭上,所以出现了共用储箱,中间用隔热材料夹层隔开燃料和氧化剂。这样缩短了第二级的长度,达到了减重的目标。第三级火箭在第一次整机试车时就发生了爆炸,当然,这不是仅有的一个进展受阻的项目土五火箭单级外壳上下的厚度不一样,需要有特别的焊接技巧,而且焊接长度极大,所以生产部门自行设计了专用的焊接机器并且这些设计被一直沿用下来。1967年,经过五年多公关的土五进行了第一次成功的无人试射,将试验载荷打到LEO而第二次试射的阿波罗6号就没那么幸运,发动机组件的震动以及二级发动机接线问题使得载荷没有进入预定轨道直到1968年4月的阿波罗8号,第三级火箭以及指令舱全飞控系统在载人条件下绕月成功后,土星五号的技术状态才达到可以执行登月任务的标准综合以上,在看到美国当时火箭技术发展的路线图后,还应该看到的是整个系统的产能真的实在太猛,单1969年就有4发土五上天,其中2次登月任务,阿波罗10号和11号的任务间隔只有不到2个月,也就是说在1967年F-1状态差不多稳定后,直接就进入了生产阶段并且在登月任务年内交付了20台F-1以及24台J-2发动机,这个不论是对于供应链,技术工人的水平以及项目管理都是极大的考验。 而反观国内目前的火箭产能,和阿波罗计划相比还是有很大的差距,想必7103新厂区投入使用之前,还达不到土星五号这个级别火箭的交付频度要求,个人感觉火箭发动机生产线人员数量以及相应技能的培训对于执行登月计划来说还是很有挑战性。
怎么说呢,宇宙兄弟的故事核心还是冲破体制限制的刺激感 日本有关载人航天的近未来科幻题材够多了,曾经H2火箭天天摔的那段时间,记得有过一个什么“火箭少女”之类的少女向航天励志型动画,忘了叫什么名字了,反正是有一个,然后iss计划在2002年后加速建设,日本从nasa获得了相当的技术支持,还来不及给jaxa励志结果被帮忙做出来了一点成果,现在的iss货运飞船中,日本的HTV货运飞船近地轨道的有效载荷可以飙到6吨,已经比咱们的长征大力了,于是,近期出现的动画《月光之旅》《宇宙兄弟》都是典型的自信心回归的集大成之作。 现在日本人要向上太空,就像宇宙兄弟里面讲的,要过两关,一是日本本国的航天机构,然后再进行NASA的审核,用NASA的火箭把他们的人送上去,JAXA和NASA在iss项目上有大量合作,要日本宇航员上太空还得看NASA的需要,所以,这些宇航员所取得的成就有很大一部分会和日本在iss项目上的资金、技术投入相关联。至于美国新的Orion飞船(就是日日人飞上去做的那个),那个是洛克西德马丁公司自研的产品,拥有100%的知识产权,所以,日本的太空能力基本上是靠美日政府的合作。这张野田和NASA的局长合影就很能说明问题,日本在iss项目上砸了多少钱啊,而他们过去10年招了多少预备宇航员,像六太君的这种人太多了,结果呢,截止2012年2月,去过iss也就是野田右边这二位,而且这两位都是美籍日裔。片中南波要冲破的若干障碍,基本上都是制度上的障碍。JAXA它虽说是政府机构,但是管理层级和一般日本企业完全相同,更何况参与JAXA建设的都是日本的大型重工像三菱、川崎。和如此恢弘的制度结构对抗最终站到金字塔的塔尖谈何容易! 我想大家在看到南波在进行前2轮的测验的时候多多少少会有一点《贫民窟的百万富翁》的既视感,太巧了,碰巧拧螺丝的动作被老头子看到了,碰巧以前练过小号肺活量超大,碰巧观察比较敏感看到了车上的时钟等等。。要真是这么审核宇航员的资格,那真是太爽了,谁都可以去试试了,但前提是一个国家的航天项目必须有足够的自主性,而且面向民用,比如我国的航天项目基本都是军方支持,还轮不到民间人士上太空。。日本现在的情况,就是载人航天的渠道完全被动,所以泥轰人民会幻想会有人去冲破制度的阻碍最终当上宇航员,心态上和贫苦但是想当百万富翁的印度贫苦百姓多多少少有点相似,于是《宇宙兄弟》出现了。 日本一直在为什么要花重金去支持iss项目而纠结,日本为iss付出了很多,但是要本国的宇航员上iss必须要自己出钱买联盟号飞船的座位,而且如果要用除日本舱之外的舱室进行试验还要支付额外的费用,所以这些年来,日本在iss项目中获得的回报可能除了一些H2-B火箭相关的技术之外,就没什么其他的收获了。日本本国的航天项目一直就有问题,兴奋点太多,一会想搞火箭,火箭还没搞得完全ok,又想想搞深空探索,一会又发一个月球探测卫星,完全没有像中国系统的太空战略,不过对于日本人来说,很少听说日本什么行业能有什么行之有效的“战略”,一直都是战术第一,简单粗暴有效,但是没什么提升渠道。 《宇宙兄弟》片子是真心好,和咱们伟大祖国拍的《飞天》比较,我的天啊,我可以郑重承诺,这片子只能让看片敢死队看去,同样值得唏嘘的就是日本的航天机构,日本民众的理想已经被带起来了,但JAXA真的鲜有作为,他们的强力目前只停留在漫画和动画里,想成为南波的泥轰人可能还得失望很久很久
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