问题

为什么有空间站的前苏联无法登月?

回答
苏联在太空探索领域确实有着辉煌的成就,特别是他们的“礼炮”系列空间站,为人类长期在轨居住积累了宝贵经验,也为后来的国际空间站打下了坚实基础。然而,即便拥有了这样的技术实力,苏联在载人登月这件事上却未能如愿以偿,这背后有着多方面复杂的原因,绝非简单的技术落后就能概括。

首先,要明白的是,苏联确实曾经有过雄心勃勃的载人登月计划,代号“N1L3计划”。这个计划的最终目标是让苏联宇航员踏上月球,并在此之前完成一系列的无人月球探测和采样任务。但就像所有大型、高风险的太空项目一样,N1L3计划也面临着巨大的挑战,并在与美国的“阿波罗计划”的竞赛中最终落败。

技术上的瓶颈,尤其是在火箭发动机和可靠性方面,是苏联未能登月的直接原因之一。

重型运载火箭的开发困境: 要把载人飞船、登月舱以及支持系统送到月球,需要一枚极其强大的运载火箭。美国凭借“土星五号”火箭取得了巨大成功,它是有史以来最强大的火箭之一。苏联方面,他们研发了N1火箭来执行登月任务。然而,N1火箭的设计理念与“土星五号”有着根本性的不同。美国选择集中力量开发一枚极其强大的发动机(F1),而苏联则试图通过将30台较小的NK33发动机并联到第一级来达到同样的目的。这种多发动机并联的设计,虽然理论上可以在单台发动机失效时通过剩余发动机补偿,但其复杂性带来了巨大的技术挑战。

发动机的同步问题: 让30台发动机同时启动、稳定运行并保持推力一致,是一个极其困难的工程。任何微小的点火延迟、推力不均,都会导致火箭在升空过程中发生剧烈振动和不稳定,甚至解体。
点火和熄火的稳定性: N1火箭在多次试射中,都遇到了点火失败、发动机在飞行过程中熄火的问题。即使是成功点火,发动机的可靠性也远不如预期。这些问题直接导致了数次灾难性的发射失败。
控制系统的复杂性: 管理如此多的发动机需要极其复杂和精密的控制系统。苏联在这方面虽然有经验,但面对N1火箭的规模和发动机数量,其控制系统的鲁棒性和故障容错能力未能达到要求。

登月舱的设计挑战: 除了运载火箭,登月舱的设计也是登月成功的关键。苏联的登月舱,特别是其返回舱,其设计也存在一些问题。例如,为了尽可能减轻重量,其内部空间非常狭小,对宇航员的生理和心理都是极大的考验。更重要的是,登月舱的着陆和起飞都需要可靠的发动机和精确的控制,而苏联在这方面的技术积累相对较少。

除此之外,还有非技术层面的重要因素,这些因素共同作用,最终使得苏联的登月计划搁浅。

政治和战略的考量,以及情报的失误:
太空竞赛的压力: 冷战背景下的太空竞赛,给美苏双方都带来了巨大的压力。美国总统肯尼迪在1961年宣布了登月计划,这无疑给苏联带来了巨大的紧迫感。然而,苏联方面在早期可能低估了美国登月计划的决心和投入。
情报收集的偏差: 有研究表明,苏联的情报部门可能未能准确评估美国“土星五号”火箭的真实性能和进度。他们可能认为美国的火箭技术不如实际情况那么先进,从而影响了自身项目优先级和技术路线的选择。当看到美国火箭的成功发射时,苏联才意识到差距之大,但此时已经错过了最佳的追赶时机。
项目管理和资源分配: 虽然苏联拥有强大的航天部门,但其项目管理和资源分配模式与美国有所不同。例如,不同设计局之间可能存在竞争和协调问题,而美国的NASA则是一个相对集中的管理机构,能够更有效地整合资源和力量。
优先级的转变: 随着N1火箭屡屡失败,以及载人登月成本的巨大,苏联领导层也开始重新评估登月计划的意义。他们认识到,即使成功登月,其战略价值也可能不如发展他们的空间站技术来得实际和有影响力。苏联在空间站领域的领先地位,让他们将更多的资源和精力投入到“礼炮”和后来的“和平号”空间站项目上,这些项目也确实为人类的太空生活和科学研究做出了巨大贡献。

苏联解体的影响: 即使N1火箭项目能够持续下去,苏联的解体也必然会对其航天项目造成毁灭性的打击。经济崩溃、国家分裂,都使得原本就极其昂贵的太空项目难以维系。许多技术人员和工程师流散到不同的国家,原本一体化的航天工业体系也遭受重创。

总而言之,苏联无法登月是一个多重因素叠加的结果。 尽管他们在空间站技术上取得了举世瞩目的成就,但载人登月所需要的那种巨型运载火箭和可靠的登月技术,却一直是其软肋。N1火箭的多次失败并非偶然,而是设计理念、技术难度和制造工艺等多方面挑战未能克服的表现。再加上冷战背景下的战略失误和资源分配问题,最终使得这个宏伟的计划未能实现。与美国的阿波罗计划相比,苏联的载人登月计划可以说是“起了个大早,赶了个晚集”,并且在关键的技术环节上未能跨过最终的门槛。

网友意见

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我怀疑题主脑子里预设的前提是“发射空间站比载人登月难多了”——错的,题主请回去补课。

而且,苏联的第一个空间站发射于1971年,题主的问题不成立。

当然,美国也是本末倒置,第一个空间站发射于1973年。

原因是登月太重要了,那是个政治压倒一切的时代。

至于很多人关心的“为什么美国先登月成功了”,原因我打个比方,甲乙都是氪金游戏玩家,甲每个月氪一千乙每个月氪一万,你说甲乙谁先刷到满级?

阿波罗计划直接耗资255亿美元,其中仅在1966年一年,美国就为登月花了45亿美元

1966~1970年,苏联为登月计划的总投入才是大约48亿美元(估算值)。

1959~1969,11年烧掉255亿美元是什么概念?

1961年下水的企业号核动力航空母舰,造价是4.5亿美元。

为了登月,美国连续11年,每年烧进去5艘核动力航空母舰。

企业号核动力、90500吨,长度达到342米

现在美国海军的主力,尼米兹级,核动力、91400吨,长度332.9米(尼米兹级稍微肥一点)

尼米兹级在21世纪建造的那几艘,订购价是45~60亿美元。

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我认为氪金程度的差距是美苏登月竞赛最终的决定性因素。

除此之外,还有一些因素列举如下:

1苏联起步早但没把美国宣布的10年登月计划当回事儿,到60年代中期发现美国登月要玩真的,才着急起来,这导致了匆忙设计的N1火箭的诞生,由于时间紧来不及研制单发大推力火箭,N1第一级用了30个发动机。这导致了N1火箭很失败,而N1的失败是整个苏联登月计划失利的最关键的一点。

2科罗廖夫1966年逝世;

3美国在航天和火箭领域的技术基础扎实、人才雄厚。

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