NASA 的 VAB:土星 V 的车库

航天器组装大楼(VAB)是太空时代最具标志性的建筑之一,这座建筑的设计初衷是容纳直立的土星五号登月火箭,其尺寸之大,以至于在卫星图像上可以清晰地看到它的影子。与20世纪60年代的太空计划一样,它从构想到建成速度惊人。在其建造过程中拍摄的照片,展示了建造一座巨型火箭“车库”所需要的一切。

美国发射场简史

位于新墨西哥州的白沙靶场(1958年更名为白沙导弹靶场)于1945年建立。它是美国大陆内的一个地点,陆军可以在那里安全地研究和发射回收的V-2火箭以及美国制造的导弹,远离人口稠密的地区。但很快,白沙的火箭就超出了试验场的承载能力。为了寻找一个发射更大、射程更远的火箭的地点,成立了远程靶场委员会。最初考虑的地点包括华盛顿北部沿着阿留申群岛的发射区域,以及加利福尼亚州埃尔森特罗附近、沿着墨西哥下加利福尼亚海岸的发射区域,但最终都放弃了,转而选择了佛罗里达州卡纳维拉尔角的海军航空站。该地点拥有15,000英亩的土地,气候适宜,试验区域毗邻大西洋,远离人口稠密地区,同时仍可通过公路、铁路和驳船轻松到达。

美国国家航空航天局 (NASA)

1949年5月11日,杜鲁门总统在卡纳维拉尔角建立了联合远程靶场,并将该场地的指挥权移交给新成立的空军。1950年7月31日,第一枚火箭从该地点升空,这是一枚两级V-2 Bumper火箭。

十多年后,到1961年,火箭技术已经发生了翻天覆地的变化。军方仍在开发导弹作为武器,但新成立的国家航空航天局(NASA)也在开发将人类送往月球的火箭。这项宏伟任务的火箭是土星五号,它比卡纳维拉尔角以前见过的任何火箭都更大、更强大。在它能够前往月球之前,NASA必须找到一种方法来建造和发射这个庞然大物。

巨型火箭抵达卡纳维拉尔角

将卡纳维拉尔角变成“月球港”的第一步是扩建该场地。1962年,NASA购买了梅里特岛80,000英亩土地,用于建立地面设备和发射台。但发射土星五号不仅仅需要发射台。

NASA将土星五号的每个级都承包给了不同的公司:第一级由波音公司负责,第二级由北美航空公司负责,第三级由道格拉斯飞机公司负责。飞船的合同也授予了多家承包商。指令和 सेवा 舱由北美公司负责,登月舱由格鲁曼公司负责。由于任务将从佛罗里达出发,因此在此地测试和组装所有部件——火箭各级和飞船——是合乎逻辑的。

直接在发射台上组装阿波罗火箭是不可能的。有太多的发射前测试需要进行。在任务的发射前阶段,让火箭部件暴露在发射台和恶劣天气下,尤其是在佛罗里达多盐的空气和飓风季节,简直是自寻死路。NASA需要的是一座建筑,能够保护阿波罗火箭免受恶劣天气的影响,直到它准备好运往发射台。

为容纳高363英尺的阿波罗-土星组装设施的需要,催生了垂直组装大楼(Vertical Assembly Building);1965年2月3日,为了预见未来火箭和航天器可能不再是垂直组装的情况,该名称被改为航天器组装大楼(Vehicle Assembly Building)。

**设计土星五号的“家”**

设计这座巨大的火箭组装大楼的任务落到了四个纽约公司身上,它们被统称为URSAM。Max Urbahn 负责 VAB 建设的建筑方面,Roberts and Schaefer 负责结构元素,Seelye, Stevenson, Value and Knecht 负责所有土木、机械和电气工程方面的考虑,Moran, Proctor, Mueser and Rutledge 则负责奠定建筑的地基。

设计 VAB 的公司在最终设计定稿前,必须考虑一些挑战。土星五号发射时产生的声压和振动是一个问题。尽管发射台距离 VAB 场地有三英里,但约145分贝的声压足以损坏建筑的外层。另一个担忧是建筑的形状。一座足够高以容纳土星五号的简单方形建筑,在大风暴期间可能会变成一个“风筝”。

建筑师和工程师最终找到了解决这些问题的方法。他们采用了桩基和一系列交叉支撑梁,使建筑结构能够抵御恶劣天气。安装在钢梁上的绝缘铝板将保护 VAB 及其内部的任何物品免受发射期间的声学干扰。

美国国家航空航天局 (NASA)

为了方便组装阿波罗-土星火箭,工程师们对建筑进行了设计,使其每个火箭部件都进入低层车间(Low Bay),然后移至检查间进行处理。完成检查后,各部件将移入高层车间(High Bay),并在四个集成间之一进行堆叠。为了维持这种工作流程,VAB 必须非常庞大,地面上没有任何永久性结构,并且在隔间之间的转运通道有充足的自由空间。安装了71台起重机和吊车,包括两台250吨的桥式起重机,以方便移动火箭各级。设计了四个高456英尺的巨型门,以便火箭在其移动发射脐带塔上安全地离开 VAB,运往发射场。

到1962年底,NASA批准了 VAB 建设的第一阶段。该机构于1963年9月23日批准了最终设计。

与阿波罗计划的整体节奏一样,VAB 的建造也很快。场地准备工作于10月31日开始,该区域进行了疏浚,土地被清理用于施工。第一根地基桩于1963年8月2日打入地下。

在打了4000多根桩、用了140万立方英尺混凝土后,VAB 的地基于1964年5月完工。从那时起,这座建筑用约45,000公吨结构钢慢慢搭建起来。1965年4月14日,VAB 的最后一个结构构件安装到位,这是一根被涂成白色的梁,上面签名的是所有参与 VAB 建造的 NASA 和陆军工程兵团的员工以及所有建筑工人。最终,这座建筑的造价达到了1.17亿美元。

_上周,这个包含 VAB 建造过程中从未公开过的精彩照片的相册被发布到网上……我在幻灯片中用了一些,但非常值得在 imgur 上的完整相册中浏览!_

资料来源:NASANASA。还可以查看 这张很棒的信息图

美国国家航空航天局 (NASA)
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William Long Sr.
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我的学术背景是科学史,但我从小就对太空飞行感兴趣,那是在我小学时,我看到了一张两个宇航员在月球上的卡通画。我把七岁时对阿波罗计划的好奇心转化为一名太空飞行历史学家和自由撰稿人的职业生涯。

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