土星五号为啥无法复制？SLS一顿操作猛如虎回头一看不如土星五

　　美国最新打造的登月火箭太空发射系统，简称SLS，经过多次拖延，终于发射了。但是，我们看到它的参数，发现这款火箭的运载能力依然比不上五十多年前的登月火箭土星五号。是美国技术能力落后了，还是当年真的获得了外星人的帮助，直到现在依然无法突破呢？我是东城观星，继续聊聊火箭那些事。
　　一、土星五号为啥无法复制了
　　首先必须明确，目前没有任何证据证明，当年美国人是获得了外星人的帮助而取得了登月的能力。相反，土星五号相关的技术并不比今天的技术更超前，甚至很多地方远远落后了。那么为什么连美国人也都认为土星五号再也无法建造了呢？其实关键的原因是，当年的土星五号建造过程太复杂了，跟今天的自动化生产技术格格不入。
　　就拿发动机F-1来说，并不像很多人认为的那样，当年的设计图纸丢失了。不仅图纸没有丢失，就连发动机实物也还有好几个依然保存着呢。但想照着图纸和实物复制一个也并不容易。
　　我们先简单介绍现代工业的发展方向，你大概就能理解为什么拿着图纸都不容易复制了。现代工业的发展除了自动化以外，还有标准化和模块化两个特征。所谓标准化，就是在不同的地方尽量使用相同规格的零部件。比如螺丝，现在的螺丝往往都标准化了，丢失一个螺丝很容易配上。我们家里面的物件坏了，可以在网上买到标准的配件进行更换。
　　所谓模块化，就是把很多分散的零部件整合在一起形成一个模块，拆装维修的时候按模块拆装就可以了。比如我们家里电视坏了，维修人员往往会给我们换一块电路板，虽然这块电路板上可能只是一个元器件坏了，但很少有人愿意给你挨个元器件进行检查。更没有人愿意携带每一种元器件的备用件。只有一些技术发烧友才愿意直接维修电路板。
　　同样的事情，也发生在航空和航天上。航空发动机和航天发动机也已经发展到了标准化模块化的阶段。这样的发动机更有利于批量生产，更有利于拆装和维修。从而提高生产效率，降低维护成本。
　　当然，这样的发展也有弊端，到了标准化和模块化的时代，对生产和维修人员的技术要求就没有以前那么高了，以前大家必须掌握的技能，现在不需要掌握了。回来说F-1发动机的事情，因为当年没有今天的计算机仿真设计技术，没有普及标准化和模块化理念，一台发动机需要使用几千个零部件。相对于今天的发动机生产，F-1简直就是纯手工打造的，大量的零部件组装都是手工焊接的，工人有很大的随意性，毫不夸张地说，没有两台发动机结构是完全一样的。工人们掌握熟练的技艺，在生产和检测的环节可以随时改进设计参数，全力确保万无一失。但也正因为这样，今天的工人想复制一台发动机，会发现困难重重。
　　这就好像让今天的纺织工人仿造一件龙袍一样。今天的纺织工艺已经如此发达，但最先进的纺织厂却无法复制一件几百年前生产的龙袍。纯手工打造的龙袍，并不适合当今的工业化生产。工业自动化大生产带来了高效便捷的生产能力，但同时也丢失了很多传统的纺织工艺。
　　在航天工业生产领域同样如此，今天不能生产F-1发动机，并不是因为图纸丢失了，而是因为现代的产业工人，不掌握50多年前工人的娴熟技艺，就算照着图纸也做不出一样的产品来了。说句题外话，如果把F-1图纸交给中国，没准还真能再造一台出来。毕竟中国一些火箭直到今天还在使用上世纪设计的发动机，这些发动机跟F-1的设计理念差不多，对工人技艺的要求相对比较高。比如中国的载人火箭长征2F，使用的发动机也算是比较古老的发动机了，生产流程对人工的要求依然比较高。换句话说，中国的航天生产领域还是藏龙卧虎的。
　　发动机是这样，其他部分也是一样的，所以美国不会再重新按照图纸生产土星五号了，就算能生产出来，付出的代价也远远超过重新设计的火箭。就算重新生产F-1发动机，也会按照现在的生产理念进行设计优化，然后再生产，不会简单重复昨天的故事。
　　二、SLS为啥不能再现土星五号的辉煌？
　　为什么美国精心设计的重型火箭SLS，运力还赶不上几十年前的土星五号呢？这是跟设计理念离不开的，土星五号当年是被任务逼出来的设计方案。达不到那样的推力，就完不成载人登月的任务，因为阿波罗飞船就是那么重的。当年为了安全可靠，每一个环节都需要认真检查，精益求精，宁可做过了，不能做不够。听说F-1发动机为了验证可靠性，在点火试验的时候，甚至往燃烧室里面安装炸药，看看发动机能否经受住炸药的冲击。
　　今天的SLS，设计理念跟土星五号完全不一样。没有追求最强最先进，反而要求在能完成任务的前提下，尽量节省经费，包括研发经费和生产经费。为了追求节省经费，所有发动机都是成熟的发动机，完全没有使用全新研制的发动机。甚至前三个火箭直接使用当年航天飞机剩下的主发动机。这还不算完，因为这款火箭是一次性的，不打算回收，NASA认为给它用航天飞机使用的发动机太浪费了。后面的发动机要进行改进，把可重复使用的发动机降低设计标准改造成一次性的发动机，从而降低生产成本。
　　虽然SLS使用的都是以前设计的发动机，但每一款发动机都代表着世界上最高的水平，并不是随便凑合的。固体助推器，推力达到了惊人的1490吨，两台加起来2980吨，远超过任何液体火箭发动机的推力，也远超所有现役固体火箭，代表固体火箭的最高水平。芯级使用的液氢液氧发动机，虽然推力只有200吨级别，远远比不上F-1的680吨，但也是同类型里面最先进的，别的国家还没有超过它的。可见美国航天技术家底确实雄厚。
　　当然，前几个火箭的发射任务决定了，SLS不需要土星五号那么强的运载能力。现在设计出来的飞船比阿波罗飞船更轻便，对火箭运载能力的要求自然也就降低了，另外通过应用月球轨道交会对接技术，人类已经不需要一次性发射一个近50吨的大家伙去月球着陆了。未来载人探测火星的任务需要更强的运载能力，到时候再提高运力也还来得及。而且按照设计规划，SLS将来的版本，也确实将达到甚至超过土星五号的运载能力。
　　但是，相对于美国私人公司SpaceX来说，NASA的设计理念还是太过保守了。SpaceX公司也为载人登月任务设计了重型火箭和宇宙飞船，就是我们经常说的超重火箭和星舰。那套设计方案，超越了所有传统的设计理念，把运力提高到最大，同时还会把成本降到最低，应用现代化设计生产理念的同时，还能让火箭运载能力达到甚至超过土星五号。甚至能完成土星五号也遥不可及的深空探测任务。
　　紧跟在他们后面的是中国的长征九号，虽然没有正式立项，但也将成为世界上最重要的重型火箭，帮助中国完成载人月球探测甚至载人火星探测的梦想。长征九号也是能够赶超土星五号的一款火箭，一共有三套设计方案，第一款设计相对比较保守，后面两款都应用了先进的动力冗余方案和可回收方案，一旦实现意味着中国火箭达到了世界最先进的水平，正式进入第一梯队。
　　SLS、长征九号和星舰，你更喜欢哪一个呢？事关载人登月，你认为设计理念超前一些好，还是保守一些好呢？请在评论区发表您的观点。