

如果你将所有载人阿波罗发射任务的图像并排放在一起,就会很清楚第一枚任务有所不同。除了阿波罗7号之外,所有载人阿波罗任务都使用了标志性的土星V号火箭发射;该计划的首次载人任务使用的是较小的土星IB号火箭。土星IB号火箭虽然不像土星V号那样广为人知,但它在美国的登月计划中发挥了关键作用,它的故事几乎与阿波罗计划一样早。
1961年7月28日,美国宇航局副局长休·德莱顿正式宣布,该机构在水星计划之后的下一项计划将命名为阿波罗,并且该计划将实现肯尼迪总统在十年内登陆月球的目标。但是,确定国家奔向月球的路线并没有解决月球任务带来的所有设计问题。一开始,尚不清楚月球飞船会是什么样子,它将如何执行任务,或者将使用哪种火箭发射。

但是,有些部分已经到位,尽管是初步形式。就像C-3火箭一样。该火箭由马歇尔太空飞行中心的工程师在沃纳·冯·布劳恩的指导下构思,其设计初衷是为了载人登月任务。正如其名称所示,它是一个三级火箭:第一级S-I由F-1发动机提供动力,第二级S-II由四台J-2发动机提供动力,而上级S-IV级由六台RL-10发动机提供动力。
1961年9月11日,北美航空公司赢得了建造第二级S-II的合同,并且美国宇航局从一开始就明确表示这将是一个挑战。登月火箭的设计仍在不断变化,并且肯定会产生连锁反应,影响火箭的所有级。
承诺的改变很快就来了;马歇尔的工程师已经有了另一枚名为C-4的登月火箭。C-4比C-3更大,与前代产品最显著的区别是C-4更强大的上级。该火箭将使用升级的S-IVB上级,而不是S-IV。马歇尔工程师最终在第一级增加了第五台发动机,并将火箭重命名为C-5。C-5最终被重命名为土星V号(在木星系列火箭之后,土星是距离太阳最远的下一个行星)。
1962年10月,一旦决定采用月球轨道交会法登陆月球,就很明显土星V号是执行这项任务的完美火箭。完美,但距离飞行准备还需要数年时间,这意味着美国宇航局最好开发某种临时火箭,作为载人任务的试验台。这种临时火箭很快得到开发,并被命名为土星IB号。
土星IB号火箭的第一级S-I与较小的土星I号火箭相同,但其第二级使用了升级的S-IVB上级。它与土星V号有一些关键的相似之处,使其成为理想的试验台。为土星IB号火箭设计的S-IVB号200系列上级与为土星V号设计的相同,只有两个相对次要的区别。200系列缺少喇叭形裙边,这是因为IB号的第一级较小,并且缺少用于轨道再启动的重型惯性稳定器。在土星V号发射的任务中,S-IVB级将在轨道上重新启动,将宇航员送往月球。在较小的土星I号上发射的有效载荷不会前往月球,因此不需要轨道再启动能力。

土星IB号和土星V号火箭之间的另一个共同特征是位于S-IVB级和两个运载器上的航天器之间的仪器单元。该仪器单元是一个高3英尺、直径21英尺的环,由马歇尔太空飞行中心的工程师设计,IBM制造,它是火箭的“大脑”。它容纳了引导和控制火箭在飞行中所需的所有电气和机械设备,并且该系统完全独立于控制航天器的制导系统。这允许冗余设计:如果仪器单元发生故障,航天器的制导系统可以介入并接管火箭升空的引导。分离这两个制导系统实际上挽救了阿波罗12号。当土星V号被闪电击中,航天器的制导系统离线时,仪器单元的系统不受影响。
1964年10月28日,美国宇航局正式宣布,将把阿波罗计划分为由火箭类型区分的主要阶段。第一个硬件测试将在最小的火箭,即“小乔II”号和土星I号火箭上进行。旨在检查飞行硬件的地球轨道载人及无人任务将在土星IB号上发射。最后的任务,也就是将人类送上月球的任务,将由土星V号执行。
遵循这个计划,有 四次无人土星IB号发射任务。AS-201和AS-202是Block I指令舱的无人亚轨道飞行;AS-203是S-IVB轨道再启动能力的无人测试;Apollo 5号是指令舱在轨道上的无人测试。
第五次土星IB号发射是 阿波罗7号。这是该任务的首次载人飞行,在为期十一天的轨道任务中检查了Block II指令舱和服务舱,并且之所以能够使用土星IB号,是因为它没有携带登月舱。由于后续任务的有效载荷对于这种较小的火箭来说太重了,因此,出于必要,阿波罗7号之后的每一次任务都使用了土星V号。
土星IB号的用途不仅限于阿波罗计划。在最后一枚土星V号火箭被用于将天空实验室空间站送入轨道后,土星IB号发射了三批访问该空间站轨道的宇航员。最后一枚土星IB号发射了阿波罗-联盟测试计划的阿波罗部分。
资料来源: Bilstein的《土星阶段》 (NASA); Brooks、Grimwood和Swenson的《阿波罗战车》 (NASA)。