上文书说到美国人的阿波罗 8 号顺利的实现了绕月飞行，而且人家还在月球轨道向地面做了实况转播。美国人这些事儿都没必要藏着掖着，还是尽量让大家都知道。你别说，土星 5 号火箭还是真的是挺给力的。
阿波罗 8 号的宇航员用照相机拍到了地球从月亮背后升起的照片，这张照片也就成了经典的名作。其实呢，在月球上，你是永远也看不到这一幕的。因为月球的自转是被锁定的，相对于地球来讲，几乎是不自转的，你要是在月球上某个地方，抬头恰好可以看见地球停留在空中，这辈子估计它也就停留在这个地方，最多有点晃荡。但是肯定不会跑多远，地球上看月亮的那种东升西落，肯定是不存在的。只有在飞船上，飞船的运行速度比较快，从月球后面转出来的时候，会出现“地出”这种景象，因此这纯粹是个宇航员的视角。
反正阿波罗 8 号相对来讲，算是顺利的。三个宇航员回到地球以后，就成了英雄了。美国人顺利的完成了绕月飞行，离开登月已经不远了。美国人在这几年里的突飞猛进，大家都看在眼里。苏联人可就着了急了，他们的 N1 火箭还在赶工之中。
苏联人这边，米申的水平显然是比不上科罗廖夫的。科罗廖夫生前留下的 N1 设计还算是可圈可点，充分发挥了俄国人的暴力美学。说白了就是技术不够，从系统工程的方向来凑一凑。没搞出 F1 那么变态的发动机，咱们用一大捆发动机来代替行不行呢？所以，苏联人在 N1 火箭的第一级摆放了 30 个发动机。
N1火箭的总装厂房
你别说，NK15 还真是不错的发动机。人家采用了富氧分级燃烧技术，比冲比美国的 F1 发动机高多了。F1 发动机的海平面比冲是 263，NK15 的比冲是297，高了一大截。但是 NK15 的推力比 F1 小得多，F1 达到了 700 吨级，NK15 只有 150 吨。
这是苏联的第一个劣势，第二个问题是美国人搞出了高效率的氢氧发动机，J-2 发动机才是核心。苏联人这方面不行，煤油发动机的比冲再高，你也高不过氢氧机。苏联人没办法，只能把压力都压倒了第一级火箭上，上面重，下面推不动，那就只能把下面加粗，下面加粗了，再下面也受不了啊，还要加粗。就这么引发了恶性循环。上面级不给力，苏联人的运载能力就吃亏，美国人可以把 130 吨的东西送进地球轨道。但是苏联人满打满算只能送 95 吨。
苏联的 N1 火箭的第一级原本装了 24 台发动机，为了最大限度的增加推力，这 24 台发动机围成了一个大圈，所以 N1 火箭的第一级特别胖。围成一个大圈，这样每台发动机都可以尽量接触周围的空气，喷出的气流带动周围的空气可以增加一点推力。
火箭要控制自身的姿势，这一大圈发动机一个挨着一个，显然是不可能转动喷口的。只能靠每台发动机的推力差动来改变自身姿态，这当然是要靠计算机来控制，但是苏联的计算机不怎么样，比美国差远了，所以这也留下了一个非常大的隐患。只靠发动机的推力差来调控火箭姿态还不够，苏联人还在火箭第一级加了 4 个栅格舵。利用空气动力来调整火箭姿态。栅格舵就是用金属网格来当做方向舵使用，控制效率比较高。
从这个角度刚好看见尾喷口和栅格舵的一部分
第 2 级采用 8 台 NK15V，发动机还是排成了一圈，因此看上去还是蛮粗的。这是一种 NK15 的改进型，专门针对真空进行了优化。用了高膨胀喷嘴，说白了就是喷口加大了。第 3 级采用了 4 台比较小的 NK21 发动机。4 台嘛，当然就排成方块就 OK 啦。第 4 级用了一台 NK19 发动机，上边顶着联盟 7K-L3 飞船和 LK 登月舱。
N1火箭的结构图
等到科罗廖夫去世，米申接手的时候。发现计划赶不上变化。顶上的联盟 7K-L3 飞船 服务舱 LK 登月舱的联合体超重了，超重了 20 吨。这一下引发了连锁反应，火箭的推力根本就不够。其实美国的登月飞船也超重了，美国人是怎么办的呢？想尽办法减重啊。
我们现在看到 N1 火箭的结构图，我们会发现他们用的燃料罐其实都球形的，大家都在知道球形的燃料罐结构强度很好，但是你想吧，一个圆柱形的火箭里边挂着一个大圆球，周围还有大量的边边角角是空着的，这种结构其实是很浪费的。这种结构叫做“悬挂储箱”。苏联当时用都是球形储箱，现在的火箭都是胶囊形状的。没办法，苏联当时的技术水平也就这样了，火箭的直径是 10 米，那么粗的直径，你要是做一个直上直下的圆柱体，或者圆锥体，没有点水平你根本造不出来。美国人的倒是有这个本事造，可以造超大的燃料罐。
土星5号火箭第三级的共底储箱结构，隔板为半球形
现在登月舱和飞船超重了，美国人就把主意打到了燃料罐上。现在火箭的第 2 级是两个胶囊形状的燃料罐一前一后摆放，下边的小罐子是液氧，上边的大罐子是液氢，液氢密度低嘛。外边包上一层皮，这就是火箭的外壳。但是这样的话，还是太重了。美国人想到了一个办法，那就让燃料罐共底。你想啊，液氢和液氧各有自己的罐子，如果弄成竹节一样，一个罐子，中间放一个隔板，这不就可以代替两个罐子了嘛，这不就轻了嘛。这样可以节省好几吨的重量。这招叫做“共底储箱”。
但是，这种共底储箱是有技术难度的，那就是液氢比液氧的温度要低七八十度。如果这两个燃料罐只相隔一层皮，万一靠近隔板的液氧被冻成了大冰坨子，冻成了固体，那可就坏菜了。保温隔热就成了大问题了。好在美国人最后还是靠保温材料和结构设计解决了这个问题。他们在材料上的功力比苏联深深多了。
苏联人干瞪眼没辙，他们没有低温方面的技术积累。怎么办呢？蚊子腿也是肉啊。想尽办法挖掘发动机的潜力吧。为了能提升 2% 的推力，苏联人想出来一招，那就是“过冷”，热胀冷缩大家总知道吧。要是降低燃料的温度，冻一冻，燃料体积收缩了，不就可以多装一点嘛。你往发动机里送的时候，不也就可以多送一点嘛。这一招，被马斯克学了去了。马斯克从苏联人那儿学去的招数多了去了。
装配中的N1火箭，可以清晰的看到30台发动机
即便如此，火箭的推力仍然不够，因此米申不得不在一级火箭的中间又塞了 6 台发动机。这一下就有了 30 台发动机了，控制系统更加复杂。这发动机倒是真的很不错，但是控制系统根本照顾不过来，而且为 30 台发动机输送燃料的管道更是乱七八糟的。发动机都是会产生振动的，互相之间也会产生共振，相互之间的影响极其复杂。苏联人也不想搞得这么麻烦，但是他们没有 700 吨级的大发动机，不这么干怎么干呢？
最后，第一级的 30 台发动机是这样分工的。火箭要拐弯，靠的是 30 台发动机的推力差。控制火箭不要乱转，靠的是中间的 6 台发动机的摆动。外加空气舵辅助控制。这套控制系统全部都依赖于一台叫 KORD 的电脑来操控。这要比土星五号的 5 台发动机难控制多了。最后 N1 火箭栽就栽在这上头。
组装好的 N1 火箭基本就是个圆锥体，你看土星 5 号外观非常的匀称挺拔，因为土星 5 号基本上是直上直下的圆柱体组成的。N1 第一级有 30 台发动机，屁股大，那外形看着都挺怪异的。
土星五号的垂直转运
美苏两国的火箭发射程序也有很大的差异。美国人是在一个大楼里组装火箭，火箭是垂直组装的。组装完了以后，大楼的墙壁打开，火箭就这么竖着，慢慢转运到发射架上，土星 5 号都是从 39 号发射工位发射的。
苏联人可就不一样了，他们是在厂房里水平组装火箭，说白了就是横着装，好处是厂房里可以同时组装两枚火箭。美国人的垂直组装厂房只能组装1枚火箭。苏联人装好了以后，用特殊的列车拉到发射场，距离可以比较远。美国人火箭是竖着运过去的。走不了多远，万一倒了，那就坏菜了。
火箭竖起
苏联人把火箭横着拉到发射场以后，用巨大的液压机构把火箭竖起来发射。所以苏联发射火箭只需要简单的几个支架抱住火箭，别让火箭倒了就行，不需要专用的发射塔。美国人还是需要发射塔的。
我们中国过去是怎么处理的呢？我们当时穷啊，发射架和组装厂是一体化的。所以大家看早期火箭发射的视频。一座大楼，里边什么都有，火箭就在里边垂直组装。然后装好以后。大楼向两边打开，躲远点，把火箭露出来，然后就这么发射了。这样看似是方便，但是隐患很大。万一火箭爆炸，就连组装厂房一起都炸掉了。所以，后来我们现在也采用了美国人的办法，厂房和发射架是分开的。所以，我们的长征火箭也是垂直转运的。
苏联人的水平转运其实也是有一些好处的，比如同时组装两枚火箭，可以作为备份，头一发打出去，不管成与不成，过几天就能打第二发。苏联一共生产了 10 枚 N1 火箭，前两枚是做测试用的。苏联人的登月计划有些仓促，非常着急，可是苏联人又不像美国人那样舍得花钱。苏联人总是想少花钱多办事，反而导致了米申他们捉襟见肘。第一枚 N1 火箭的第一级有 30 台发动机，只对其中的 1/4 作了测试，苏联人压根没有做全面整体测试。这又成了一大隐患。
要知道地面测试是非常重要的，宁可炸在地上，也不要炸在太空里，因为炸在地面上，还有办法去找 BUG，炸在太空里，那就根本没办法去追踪到底什么地方出了问题。可是苏联人就是没做，他们着急忙慌的就开始要做发射实验。
N1火箭发射
所以，在 1969 年的 2 月 21 日，苏联人就迫不及待的从厂房里把巨大的N1火箭拉出来了。那个场景还是蛮震撼的，火箭是屁股朝前，10 米直径的屁股上有 30 台发动机。看着都眼花。火箭的总起飞重量达到了 2750 吨，列车开到了专用的 110L 工位上，巨大的液压机把长达 105 米的火箭竖起来。
早上 9:18 分，火箭点火升空。这 30 台发动机一起点火，那阵势不是盖的，可以说是声巨如雷，就看一个修长的圆锥体缓缓升上了天空。可是发射以后没有几秒钟，12 号发动机就熄火了。事后发现，这是 KORD 计算机接收到了错误信号主动发出的指令。12 号发动机关闭了，火箭的推力不平衡，结果 KORD 计算机又关闭了对面的 24 号发动机保持平衡。
如果少了两台发动机，问题还不大。其他的发动机多烧一会儿也就能弥补推力的损失。但是，在 6 秒钟以后，一种发动机常见的震荡破坏了一些零部件，煤油开始出现泄漏。到了 25 秒的时候振动进一步加大，导致燃油管破裂。油流出来，开始烧起来了。这一下烧坏了控制线路，导致出现了短路，KORD 计算机以为涡轮泵有问题，在 68 秒的时候关掉了所有的发动机。整个火箭失去动力，从半空中开始下坠，183 秒的时候，坠毁在 52 公里外的地方。别忘了上边还有上千吨的燃料，必然引发了一场大爆炸。N1 火箭的第一次发射就此彻底失败。好在火箭顶部的逃逸塔起作用了，把飞船模型完整的拔了出来。算是保住了飞船模型。
事后分析，KORD 计算机很容易受到干扰。对各种振动也敏感，非常容易被假信号所欺骗。当时的计算机和传感器都不是太完善，N1 火箭又不得不走这种一大捆发动机的暴力美学之路，所以碰上的麻烦就特别的多。美国人相对就顺利多了，他们已经开始准备进行阿波罗 9 号的飞行任务了。这一次，登月舱终于准备好了，需要在太空里测试登月舱的对接。而且还要进行双人太空行走。这在以前是没有的。为此，三位宇航员詹姆斯·麦克迪维特、大卫·斯科特和拉塞尔·施威卡特进行了水池训练。也就是在水下模拟无重力状态，进行太空行走的训练。这总比去了太空以后手忙脚乱的要强多了。
麦克迪维特、斯科特、拉塞尔
这一次的人选搭配又是二老带一新，麦克迪维特来自空军，他曾经是双子座 4 号的宇航员。大卫·斯科特 1963 年曾经和尼尔·阿姆斯特朗搭档，完成过双子座 8 号的飞行任务。拉塞尔是个新手，没上过太空。三个人接受的训练非常丰富。除了水下实验。还乘坐制造失重飞机体验过短暂的失重过程。而且他们还去天文台学习如何利用星座进行导航。到麻省理工去学习如何使用阿波罗飞船的导航计算机。这些东西都是由各大研究机构和大学提供的技术。当然，他们*最多的，就是在阿波罗飞船和登月舱的模拟器上做训练。当然，就在这时候，NASA 也开始制定应急计划，万一飞船出问题了，能不能用登月飞船当做救生艇呢？这都不能靠临时起意，这都是要靠事先的周密安排的。
原本阿波罗 9 号的发射时间定在了 2 月 28 号，但是没想到三位宇航员不约而同的都感冒了。这下 NASA 麻爪了，这该怎么办啊？上次阿波罗 7 号的宇航员带着感冒上太空就闹得一塌糊涂，这次怎么又来了，NASA 该如何抉择呢？我们下回再说。
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