土星 V **号****为什么**是**黑白****的**?

土星五号是一种标志性的火箭,即使是太空爱好者也能轻松辨认出其黑白相间的涂装。而与它的技术传承一样,我们也可以追溯其造型的根源到二战时期的德国。

在为发射宇航员登月而开发土星五号火箭发挥关键作用之前,沃纳·冯·布劳恩与他的德国火箭工程师同事们开发了A-4,也称为“报复武器二号”(V2),在第二次世界大战的最后几个月里,它曾坠落在伦敦。这些火箭的试验型号上涂有大面积的棋盘格图案,并非出于美观,而是为了数据收集。这种图案可以清楚地表明火箭在飞行中是否发生滚动。

战后,这些涂装随着德国火箭专家一同迁移到美国,并被应用于这些工程师为新祖国设计和建造的火箭上。红石和朱庇特弹道导弹(后者在1958年发射了美国的第一颗卫星“探险者1号”)是白色的,带有黑色条纹,以显示滚动。当红石导弹被改装用于发射亚轨道水星任务时,其上级采用黑白相间的条纹,以便地面跟踪。

直到阿波罗计划开始发射土星系列火箭,德国血统的火箭才再次载人飞行。始于土星一号。

土星一号的前四次飞行(SA-1至SA-4)在一级上采用了黑白相间的条纹,在级间段采用了棋盘格图案,二级则为全白。这种涂装很快就出现了问题。黑色区域下的燃料箱因为涂料吸收了太阳热量而出现了温度峰值。但这些黑色的条纹在每次发射时也会有所变化。更确切地说,是上级的变化。SA-5发射时带有黑色鼻锥,而SA-6和SA-7则都有黑色的前级间段。后来的发射中,火箭的上部则完全涂成了白色。

在土星一号之后是土星IB。发射AS-201和AS-202的第一批火箭是一级为白色、带有垂直黑色条纹的。后续的土星IB也遵循了这一涂装,并增加了黑色的级间段,直到天空实验室计划。对于这些发射,一级完全涂成白色,以最大限度地减少太阳热量的吸收。

这就引出了土星五号。1966年,第一枚驶出车辆装配大楼的土星五号并非实际飞行器,而是一个模拟火箭,用于测试发射和对接设施,验证检查程序,并对人员进行处理巨型火箭的培训。它是阿波罗-土星500F。这枚火箭的下半部分是白色的,带有黑色条纹,向上延伸约三分之一,然后延伸到上级的前部和后级间段,最终以一个黑色的环结束。其上级级间段还有黑白相间的棋盘格图案,以及一个黑色的仪器单元。但那个黑色的环导致了很多问题。涂料吸收的太阳热量导致下方的燃料箱温度过高,变得非常危险。在所有后续的土星五号上,黑色条纹的上部和一级上的条带都被涂成了白色。

因此,土星五号标志性的涂装始终是一个实际的考量。它看起来如此壮观,则算是一种意外之喜。

这是我几年前写的一篇旧博客文章的精简版本;我想要一篇文章来配合视频。 那篇旧文章在这里。资料来源:《阿波罗土星参考页面》;《通往土星的阶段》作者:Roger E. Bilstein;阿波罗任务A-101发射后报告;阿波罗系统描述第二卷;水星-红石项目。

 

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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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