土星五号是美国宇航局在阿波罗计划中使用的火箭类型的名称。土星五号于1969年将阿波罗11号及其机组人员送上月球。大部分火箭是由德国工程师和科学家沃纳·冯·布劳恩设计的。发射了32枚土星火箭，其中土星五号是最大的。土星五号火箭共生产了15枚，发射了13枚。有两次无人驾驶的土星五号试飞，第一次使用土星五号的载人阿波罗飞行是1968年12月21日发射的阿波罗8号。

Wernher von Braun standing by the five massive engines of the Saturn V in 1961

土星五号火箭是三级设计。它高 110.7 米（363 英尺），重 2,903,020 公斤（6,400,064 磅）。第一批火箭能够携带 44,600 公斤（98,326 磅）的载荷。在后来的阿波罗任务中，这一重量增加到 46,800 公斤（103,176 磅）。第一级和第二级提供了将火箭抬离地球的动力。第一级和第二级各有五个发动机。第一阶段使用由煤油和液氧制成的燃料。其他阶段使用液氧和液氢的混合物。

第一级发动机点火168秒，能够将阿波罗提升到距离发射场67公里（42英里）和约93公里（58英里）的高度。第二级发射了大约8分钟，以加速阿波罗号通过高层大气。此时的速度为 25,182 公里/小时（15,647 英里/小时)

第三阶段用了2.5分钟将阿波罗送入地球轨道。这是在地球上方 191.2 公里（119 英里）的高度。第三阶段重新启动并发射了 6 分钟，将速度提高到 40,320 公里/小时（25,054 英里/小时），将阿波罗送上月球。

1968 年 12 月发射的阿波罗 8 号土星五号是土星五号首次将宇航员送入太空的任务。这也是继阿波罗1号之后的第二次载人阿波罗任务 - 这是一项命运多舛的任务，在机舱火灾造成机组人员死亡并摧毁其飞船后从未飞行过。

由弗兰克·博尔曼（Frank Borman），吉姆·洛弗尔（Jim Lovell）和比尔·安德斯（Bill Anders）组成的阿波罗8号团队将在不登陆月球表面的情况下绕月飞行，阿波罗9号和10号任务将继续向登月迈进，这两个任务都由土星五号火箭携带。

阿波罗9号将看到机组人员通过在地球轨道上飞行而不着陆来测试阿波罗月球着陆器。阿波罗10号将更进一步，土星五号在太空深处测试着陆器，但仍然没有登陆月球。

1969 年 7 月，土星五号将阿波罗 11 号任务和月球着陆器带到月球表面，人类的这一巨大飞跃终于发生了。

阿波罗土星五号是世界上最大、最强大的太空运载火箭，其设计和建造的目的是将人类送上月球。设计和建造工作于1962年1月以土星C-5的名义开始。与土星C-I和土星C-IB一样，“C”名称于1963年2月被取消。尽管土星五号采用了一些可追溯到美国太空计划早期的技术，但火箭及其任务的庞大规模成功地展示了人类历史上最伟大的科学成就之一。土星五号计划的遗产之一仍然是肯尼迪航天中心，该中心建在梅里特岛上，因为卡纳维拉尔角没有足够的土地来支持如此大型的飞行器。肯尼迪航天中心最显着的特征，即巨大的车辆装配大楼（VAB）的建造，需要提供一个安全的室内设施，用于堆叠巨大的土星五号组件。

土星五号阿波罗发射，照片由美国宇航局提供

建造了39A和39B发射台，以及许多土星五号发射支持设施。高大的土星五号服务龙门架就建在VAB外面。这些被卷入土星五号履带/运输车顶部的VAB中，该履带/运输车由现有的土方机械改装而成。在VAB内部，堆叠的土星五号被连接到服务结构上，两者都被运送到履带/运输车顶部的发射台。1966 年 5 月 25 日，使用全尺寸土星五号模型对肯尼迪航天中心的处女发射设施进行了全面测试。土星五号的首次试射发生在1967年11月9日的39A发射台。这次飞行被命名为阿波罗4号。

土星五号阿波罗发射，照片由美国宇航局提供

土星五号是一枚复杂的三级火箭，总共使用了41个独立的发动机，将阿波罗指挥服务舱/登月舱（CSM/LM）组合带入地球轨道和月球轨道。S-IC第一级由波音公司建造，高138英尺，宽33英尺，翼展63英尺。强大的第一级采用了五台 Rocketdyne F-1 发动机，燃烧液氧/RP-1（煤油）液体燃料，并在升空时产生总计 7,500,000 磅的推力。S-II第二级由北美公司建造，长81英尺，高6英寸，宽33英尺。它采用了五台 Rocketdyne J-2 发动机，燃烧液氧/液态氢，可产生 1,000,000 磅的总推力。

土星五号阿波罗发射，照片由美国宇航局提供

S-IVB第三级，也用作土星IB的第二级，由道格拉斯飞机公司制造。它长 58 英尺 8 英寸，宽 21 英尺 8 英寸。S-IVB采用了一台Rocketdyne J-2发动机，可以产生200,000磅的推力。美国宇航局设计和制造的仪器单元（IU）通过特殊适配器连接到S-IVB的顶部，高3英尺，宽21英尺，宽8英寸。IU装有控制土星五号上升期间控制和制导的所有电子命令的设备。在典型的土星五号阿波罗飞行剖面中，五台F-1第一级发动机在升空前六秒被点燃。中央F-1发动机在发射后135秒关闭。15秒后，外部的四个F-1发动机被关闭。

土星五号阿波罗发射，照片由美国宇航局提供

在四个外部 F-1 发动机关闭一秒钟后，第一级分离。同时，发射了八枚逆向火箭不到一秒钟，以减慢第一级的前进速度，从而防止其撞到第二级。这些第一级复古火箭成对地位于外部四个F-1发动机的底部。它们提供了 88,500 磅的总推力。分离后，用完的第一阶段落回大西洋约400英里处。第一级分离一秒后，安装在第一级/第二级转接环上的八个固体燃料电机点火四秒钟。这些提供了 181,000 磅的总推力。除了保持火箭的正向运动外，这些发动机还进行了空隙机动，迫使第二级燃料进入其油箱底部，以便为发动机提供动力。五台 J-2 第二级发动机在这次空隙燃烧中点火。

土星五号阿波罗发射，照片由美国宇航局提供

第二级点火后30秒，第一级/第二级转接环分离并滑过第二级发动机，向地球翻滚。六秒钟后，阿波罗飞船逃生塔被抛弃。第二级发动机在与第三级分离之前燃烧了 365 秒。在分离时，发射了四枚固体燃料的第二级复古火箭，以防止第二级和第三级相互撞击。这四个复古火箭位于第二级正面的锥形适配器中。它们提供了 140,000 磅的总推力。第二阶段开始翻滚，最终撞击大西洋约2,500英里。此时，土星五号的速度达到了15,700英里/小时，高度为115英里。

土星五号阿波罗发射，照片由美国宇航局提供

位于第三级后裙上相距 180 度的两个固体燃料空隙电机被点火四秒钟以沉淀液体燃料。这些电机产生了 6,800 磅的推力。第二级分离三秒后，S-IVB第三级J-2发动机被点燃。九秒后，在分离时点火的第三级空隙电机及其外壳被抛弃。第三级J-2发动机在关闭前点火了142秒。最初的S-IVB燃烧足以将阿波罗飞船以17,500英里/小时的速度送入118英里的轨道。在第一次S-IVB燃烧结束时，发射了两个空隙电机，以稳定剩余的燃料并提供航天器稳定性。这些空隙电机安装在两个辅助推进系统（APS）模块中，该模块位于第三级后裙上，相距80度。每个APS模块都装有三个姿态控制电机和一个空隙电机。姿态控制电机每个可以产生 150 磅的推力，而空隙电机每个可以产生 70 磅的推力。所有燃烧的四氧化二氮/肼液体燃料。

土星五号阿波罗发射，照片由美国宇航局提供

在两个或三个检查轨道上，S-IVB姿态控制电机可以按顺序点火，以进行任何必要的在轨校正。在这些检查轨道之后，空隙电机被点火77秒，以稳定燃料并提供前进的航天器动力。然后，第三级J-2发动机重新点火345秒，以达到25,000英里/小时的速度。第二次J-2发射对于将阿波罗飞船带出地球轨道并将其置于朝向月球的正确轨道上是必要的。一旦阿波罗飞船在前往月球的途中，土星五号就完成了它的工作。S-IVB第三级与阿波罗CSM/LM组合分离。第三级空隙电机点火 280 秒，将 S-IVB 从 CSM/LM 上移开。然后，第三级J-2发动机最后一次点火，直到其剩余燃料耗尽。根据具体的阿波罗任务情况，S-IVB要么被送往深空，要么被送往月球。

土星五号阿波罗在飞行中，照片由美国宇航局提供

在一些情况下，用过的S-IVB级实际上撞上了月球，由此产生的影响是由阿波罗宇航员放置在月球表面的地震仪测量的。尽管土星五号的两级版本被用来将天空实验室空间站送入轨道，但在阿波罗计划结束时，这枚巨大的火箭实际上已经退役。在开发过程中，土星五号被认为是计划中的阿波罗应用空间科学计划的主力助推器，该计划将在登月任务之后进行。阿波罗应用计划从未实现，因为美国宇航局选择开发航天飞机。1976 年 12 月，美国宇航局发布了剩余两辆飞行器的部件以及测试物品，最终促进了三个土星五号显示器的完成。

土星五号阿波罗在飞行中，照片由美国宇航局提供

巨大的土星五号火箭是人类最令人印象深刻和最重要的技术成就之一。在人类成就和科学进步的历史上，很少有时刻像我们第一次踏上月球那样特别重要。为阿波罗任务提供动力的是土星五号火箭，包括阿波罗 11 号，1969 年 7 月将尼尔·阿姆斯特朗、埃德温·奥尔德林和迈克尔·柯林斯送上月球表面的阿波罗 11 号。

土星五号，发音为土星五号，是一种重型运载工具，是当时有史以来最强大的火箭。这一令人惊叹的人类工程不仅将人类送上月球，而且还将促进美国发射的第一个空间站Skylab进入低地球轨道。事实上，美国宇航局太空发射系统（SLS）的初始设计，即将作为阿尔忒弥斯任务的一部分发射，与土星五号相比相形见绌，土星五号的高度为322英尺（98.1米），根据美国宇航局SLS的一份情况说明书。

土星五号在其他方面也是一个巨人。火箭将“重型”放入“重型车辆”。土星五号在加满燃料时重达惊人的 620 万磅——大约相当于一群 400 头大象——仅第一阶段就可容纳 203,400 加仑（770,000 升）煤油燃料和 318,000 加仑（120 万升）液氧。让土星五号离开地面并远离地球表面绝非易事。幸运的是，土星五号发动机有足够的货物来支持火箭的巨大尺寸。

为了让土星五号进入轨道并将人类带到月球表面，火箭前两级的五个发动机使用液态氢燃料以 3450 万牛顿或 760 万磅的推力发射出去，美国宇航局指出，这比85座胡佛水坝所能产生的功率还要大。该机构补充说，如果一辆可以行驶30英里的汽车在燃料耗尽之前可以行驶约800次，如果它可以携带与发射土星五号相同的数量。据美国宇航局称，土星五号的发动机可以携带重达130吨的有效载荷进入地球轨道。这大约是 10 辆校车或一整头成年蓝鲸的重量。该火箭还能够将50吨的重量运送到月球表面，相当于四辆校车，五辆T-Rexe或近九头大象。

不出所料，土星五号最强大的发动机属于它的第一阶段，火箭的阶段也是如此，其任务是将完全燃料火箭的巨大质量从地球提升。这是美国宇航局的SLS火箭将在土星五号上加大赌注的一个领域。在初始配置中，SLS将以880万磅的推力发射，比土星五号高出15%。

这将使SLS能够将27吨的有效载荷发送到月球表面。以下配置将更加强大，能够将更大的有效载荷运送到月球，这将是更长、更可持续的太空任务所必需的。土星五号火箭由美国宇航局位于阿拉巴马州亨茨维尔的马歇尔太空飞行中心开发，是美国宇航局建造的三种土星火箭中最大的一种。较小的土星一号和土星IB用于将宇航员送入环绕地球的轨道，而土星五号将把人类带到轨道之外并到达月球表面。土星五号的前两次发射，阿波罗4号和阿波罗6号分别发生在1967年和1968年。这些任务都没有搭载机组人员，也没有作为强大火箭的测试。

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