土星五号运载火箭的成功是阿波罗登月的重要保障。
土星五号运载火箭起飞质量在3000吨左右,我国目前推力最大的火箭为长征三号乙,200公里近地轨道运载能力为12吨,这个级别的推力与美俄现役的运载火箭相比都显得非常渺小,宇宙神5系列运载火箭、德尔塔4系列等近地轨道运载能力都可以达到20吨以上。
我国正在研制的长征5号运载火箭推力有了明显的提升,近地轨道运载能力达到25吨,已经处于现役全球火箭家族中的中上流水平,强大的推力主要依靠120吨级的YF-100液氧煤油发动机和50吨级的YF-77液氧液氢发动机,起飞推力可以超过1000吨,因此火箭系统的运载能力决定了能把多少吨的载荷送入地月转移轨道。
俄罗斯的RD-180火箭发动机是目前宇宙神5系列运载火箭的主要动力,400吨级的真空推力足以藐视120吨级的YF-100,事实上120吨级的YF-100还不足以满足载人登月的需要。美苏在登月竞赛中研制的登月重型火箭的起飞质量都达到3000吨级,土星五号起飞推力接近3500吨,苏联研制的N-1火箭起飞质量3000吨,推力起飞推力可以达到4600吨,强大的推力可以满足近地轨道100吨的载荷需求。
如果火箭系统没有达到这一水准,那么要进行载人登月就要多次发射,分批把宇航员、登月舱送入轨道,进入环月轨道的载荷至少要达到30吨左右,即便是长征5号最大推力型至少需要5次以上的发射才能把登月载荷全部发射。因为如果无法一次性进入转移轨道,那么就需要在近地轨道上对接,从近地轨道上进入转移轨道还需要大量的推进剂,这就决定了不仅要把登月和返回的燃料和载荷送入近地轨道,还要把进入转移轨道的燃料也发射上去。
有消息称我国的长征9号起飞质量可以达到4000吨,那么其必须要使用了600吨级以上的发动机,比如俄罗斯的RD-171,当然长征9号依然处于纸上的论证阶段。如果长征9号之路漫漫,那么就必须对长征5号进行改进,比如利用5米径箭体使用120吨推力的液氧煤油发动机,同时增加捆绑式助推器的数量,这样可以减少把载荷送入奔月轨道的发射次数,进入月球轨道后,航天员通过登月舱下降登陆月面,返回时通过上升级与环月服务舱对接,后转移至返回舱内,分离后进入月地转移轨道返回地球。
