SpaceX成功发射太空舱后，猎鹰9号火箭在海上浮动平台尝试着陆以失败告终。我们应该为此感到惊讶吗？不，应该惊讶的是火箭着陆差点就实现了，因为这是相当困难的。那么，火箭着陆为什么会这么难呢？连线杂志最近发文对其中的原因作出了分析。登月飞行器的着陆很简单在阿波罗计划中，我们将好几个飞行器送上了月球。其实，有一款著名的电子游戏也叫登月者（Lunar Lander），游戏目标就是通过改变角度和推力，让太空舱在月球上安全着陆。登月飞行器要着陆并不这么容易，不过还是比SpaceX 的猎鹰着陆要容易些。那么它们之间的区别在哪？登月飞行器的底部有一个火箭，它可以随着飞行器侧面其它的推进器旋转。而猎鹰9号的底部的火箭引擎，它既要推进又要旋转，这有点难以操纵。（还有，登月飞行器在月球上受到的引力更小）。火箭着陆三动作猎鹰9号火箭的主推进器可以做到以下3点；垂直加速度：可以适当让火箭减速，这样火箭就不会因为速度过快而坠毁。水平加速度：用于改变火箭的水平速度，能帮助改变火箭的水平位置，以便火箭可以在海上浮动平台上安全着陆。角加速度：可以改变航天器重心的旋转运动，能帮助确保火箭垂直着陆。也许举一个简单的例子来说明会更有意义。假设猎鹰火箭即将着陆，它具有一定的水平速度，为了让它减速从而安全着陆，底部的火箭引擎必须在相反的方向上施加推力。如下图：为了给向右加速，火箭会稍微向右倾斜一点，然而，由于该推力并不作用在飞船重心所在的直线上，因此会产生一个改变飞船旋转运动的力矩，加上这一点，那么你就必须改变推力大小，从而使火箭加速上升和下降。用这样的方法让火箭着陆，是一件非常棘手的事。其实，你可以尝试一下类似的事情。譬如你拿一个扫帚或长棍到一个空旷的地方，在走动的同时，把扫帚的末端立在手上保持其平衡。怎样才能让扫帚停止移动呢？就像你看到的，在这个试验中，扫帚没掉下来。然而如果火箭也要做到这样的话，那么它的末端需要被固定并保持垂直。为什么不采用不一样的火箭设计呢？有两种火箭的设计，第一种就是猎鹰9号那样的设计；第二种就是采用一个更扁平、易于着陆，看起来和登月飞行器有点像的火箭设计。这种Easy Lander更容易控制。首先，它不像猎鹰9号一样修长，重心也更靠近主推进器，这样它们就不会制造太多力矩来改变航空器的旋转运动此外，它有多个推进器，这样可以通过不同的推力来将力矩抵消掉最后，该设计还包含了侧推器，你甚至可以在不旋转飞船的情况下，改变水平运动。这看起来似乎不错，对不对？虽然Easy Lander更易于着陆，但它仍然不如猎鹰9号。猎鹰9号并不是专门用来在海上浮动平台上着陆的，它是为运送物资进入太空而设计的，这才是它的主要功能，也恰恰是Easy Lander缺乏的功能。修长的火箭在加速穿过大气层时，由于火箭前端的横截面积小，受到的空气阻力也小。Easy Lander运送物资的话，它需要更多的燃料产生动力来抵抗更大的空气阻力，更多的燃料就意味着需要更大的火箭（为了装载更多的燃料），这样又需要更多的燃料来推动更大的火箭。但发射火箭时，每一点重量的增加都至关重要。当然，Easy Lander只是对火箭形状的一个推测。无论哪种形状，让火箭运送物资进入太空，最后返回并安全着陆是一件非常困难的事情。via wired雷峰网原创文章，未经授权禁止转载。详情见转载须知。}

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N1登月运载火箭是苏联研发的用来将苏联宇航员送到月球的火箭。代号“大妈妈”，也就是被西方人称为G-1E或SL-15的火箭。N-1就是俄语носитель（运载器）的缩写。火箭研发工作比“土星5号”晚，不仅资金短缺、未测试，四次发射试验都失败了，于是苏联在1976年正式取消了这项工程。
基本信息N1-L3方案采用五级推进，前三级将飞船送入地球轨道，其余两级用于地月推进。 加满燃料满载情况下，N1-L3重2788吨（6.1百万磅）。 下面三级呈截锥体形，最下部直径约10米，这是受箭体内燃料箱形状的限制，一个较小的球形煤油箱在上部，较大的液氧箱在下部。上部分呈圆柱形，直径4.4米。
一级第一级A段，由30台NK-15发动机驱动，使用液氧/煤油作为推进剂，发动机排成两个环，外环24台，内环6台。这些发动机都是分级燃烧循环的先例。 控制系统基于发动机的差动节流，外环应付倾斜和偏转，安装在框架内的六个用于应付滚动。A段还装有四个栅格翼，这种平衡装置后来用在了苏联的空空导弹设计上。
NK-15单台推力1513 kN（154.72吨），特征比冲3234 m/s（330 s）。
二级第二级B段，由8台NK-15V发动机驱动，使用液氧/煤油作为推进剂，也排列成环形。NK-15V与15的区别就是吊钟形涡流室和高空发动机性能。
NK-15V单台推力1755 kN（179.08吨），特征比冲3390.8 m/s（346 s）。
三级第三级V段，装了4台更小的NK-21发动机，使用液氧/煤油作为推进剂，排列成矩形。
NK-21单台推力402.5 kN（41.07吨），特征比冲3626 m/s（270 s）
四级第四级G段，安装1台NK-19发动机,使用液氧/煤油作为推进剂。
NK19单台推力446kN（45.51吨），特征比冲3459.4 m/s（353 s）。
五级第五级D段，安装1台RD-58发动机。
设计历史1959年12月，一场汇集了所有主设计师的会议上，设计师各自提出他们最新设计。科罗廖夫提出了N系列以及更保守的R-7。弗拉基米尔·切洛梅，科罗廖夫的对头，提出了他的"通用火箭"系列，使用一个通用的下面级搭配不同的模块来满足多种载荷需要。米哈伊尔·扬格利提出用R-26来代替R-16。最后，会议主持者决定将切洛梅的UR-100作为新的轻型洲际导弹，将扬格利的R-36作为重型洲际导弹方案，而他们认为没用使用科罗廖夫的超大型运载工具的必要，但给了他许多研发资金，以支持他将R-7改进为闪电号运载火箭（8K78）。
情况在1961年有了转机，3月在一次在拜科努尔举行的会议期间，诸位设计师一起探讨了N1方案和另一个正在设计中的R-20方案。6月，科罗廖夫得到了用于N1研发的小额经费。1961年5月，一份名为《重新考虑用于防御目的的航天运载器计划》中明确指出要在1965年试射N1火箭。
当美国在1961年5月宣布实施人类登月计划时，科罗廖夫提出了基于一种新型飞船（后来的联盟号飞船）进行地球轨道交会的登月计划。这个计划需要发射数次来完成登月组件运用，一个是联盟号飞船，一个是登月舱，还有用于地月间推进的发动机和燃料的辅助设备。这降低了运载火箭的性能需求，但是以必须快速完成组件发射为代价的。因为必须在组件的燃料耗尽前进行组装。然而当时的苏联还是无力进行这样密集的发射。科罗廖夫于是研发50吨级版本的N1。
为了支持这个提议，瓦朗坦·格卢什科为科罗廖夫的方案提供了新型的RD-270发动机。这种发动机已广泛用于格卢什科的现有发动机设计和多种洲际导弹中。然而，RD-270使用的四氧化二氮和偏二甲肼产生的比冲低于煤油液氧组合。科罗廖夫认为高性能发动机必须用高性能燃料，而且也对使用联氨的安全性提出质疑。
分歧最终导致科罗廖夫与格卢什科的合作陷入僵局。1962年，设计委员会打破僵局并表示支持科罗廖夫的方案。因为格卢什科的退出，科罗廖夫不得不另寻出路，他找到了尼古拉·库兹涅佐夫（Nikolai Kuznetsov）的OKB-276设计局。库兹涅佐夫的火箭设计经验有限，他将一种根据海拔不同型号各异的发动机NK-15提交给科罗廖夫。为了达到要求的推力，有人提出在下面级周围使用数台NK-15，形成发动机群，这种环状结构中间留空，让空气通过。使空气和废气混合以增加推力，同时氧化废气中故意增多含量的燃料。N1第一级的环形发动机群形成了一种原始的瓦形发动机。
同时，切洛梅提出一系列绕月飞行计划，他认为这样也可能击败美国。他还提出在推力器上使用由三台UR-200组成的发动机群，然而在格卢什科把RD-270交给切洛梅后，这个方案也被放弃。因为使用RD-270可以设计出更简单的发动机版本。这个方案就是UR-500.
当时的苏军尤其是战略导弹部队，并不支持这种对军事无益的政治工程。而科罗廖夫与切洛梅却极力促成登月计划。1961年至1964年间，切洛梅的保守方案被普遍认同，于是UR-500和“联盟号”7K-L1的研发被提上了日程。双子座计划让美国在太空领域领先于苏联，于是科罗廖夫向赫鲁晓夫施压，要求必须在美国之前进行载人登月。由于当时对地球轨道集合的研究甚少，以致最后不得不选用类似阿波罗计划的直接起飞方案。而这需要推力更大的助推器。
科罗廖夫于是提出了研制大型N1的想法，同时设计出新的登月飞船L3。L3飞船包含了地球推进发动机，改造后的“联盟号”7K-L3和新的LK月球着陆器。而切洛梅提出了另一套方案，一艘已经开始研制的L1飞船和他自己设计的着陆器。 1964年8月，科罗廖夫的方案被选定，而切洛梅则继续他的环月飞船UR-500/L1的研发。
1964年赫鲁晓夫垮台后，两人重新开始了明争暗斗。1965年10月，苏联政府宣布：绕月飞行任务将使用切洛梅的UR-500搭配科罗廖夫的联盟号飞船，代替了切洛梅自己的探测器号飞船。第一次发射定于十月革命50周年之际的1967年。 而科罗廖夫坚持自己的N1-L3方案研究，虽然他赢得了这次学术争锋，但L1的研究也在继续。
1966年，科罗廖夫死于一次外科手术并发症，他的工作由他的助手瓦西里·米申（Vasily Mishin）接管。米申没有科罗廖夫的政治头脑，这个问题可能是N1最后的失败的重要原因，以致登月计划整体的失败。
（不过，更可靠的说法是因为当时的飞控根本没有同时控制30台引擎的能力，外加没有足够的测试来积累经验，导致了N1火箭的失败。）
相关故事见博客:你好，N1、博客:失落的N1、博客:梦中的N1和博客:再见，N1，它们分别对应N1火箭4次发射尝试的细节。
主要载荷月球载人轨道器LOK与阿波罗的轨道部分对比图。航天器按照比例绘制月球载人着陆器LK与阿波罗的着陆器对比图。航天器按照比例绘制主要载荷有两个：月球载人着陆器LK，以及月球载人轨道器LOK。
N1火箭的第四级、第五级和LK、LOK共同构成了L3系统。L3系统将负责在N1火箭前三级把载荷送到近地轨道后，继续进行月球着陆返回任务。
N1的退役与后续四射四败之后，苏联当局决定取消N1-L3方案，将登月任务转向UR-500方案。
苏联在取消N1火箭计划后，约有150台发动机被保留下来，90年代中期，俄罗斯政府把其中的36台以每台110万美元的价格卖给了喷气飞机公司。这家公司还取得了发动机的生产权。后由喷飞公司搭桥，日本的J-1和J-2火箭采用了3台发动机。 美国公司基斯特勒航天公司也在自己的火箭方案中采用了这种发动机。而在俄罗斯，直到2004年，剩余的70多台才重新启用，而这项采用N1发动机的新火箭研制计划也在2005年因资金短缺而破产。[1]飞行时序时序（T-s）
事件
0
起飞
125
一二级分离
245
二三级分离
615
三四级分离
1058
四五级分离
第五级：
它首先在飞往月球的长途旅行中提供调整飞行方向的动力；
其次在接近月球时作为反推火箭起“刹车”作用，使飞船/登月舱进入月球赤道椭圆轨道；
在随后的着陆过程中，它随登月舱一同与飞船分离，并继续工作，以减低登月舱的下降速度；
离月球表面4千米时被抛掉，落在登月舱着陆点附近；
登月舱软着陆发动机启动工作至登月舱软着陆。发射记录
来自卫星百科
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