載人登月工程的核心是月球飛船，而真正的難點則是大型運載火箭，其中的核心又是大推力火箭發(fā)動機。

當時，中國的宇航科研機構(gòu)做的第一件事情就是估算月球飛船的總質(zhì)量。

只有估計出了月球飛船的總質(zhì)量，才能確定需要多大的運載火箭，也才能夠啓動火箭發(fā)動機的研製工作。

估算工作，實際上就是一個逆推工作，首先需要確定的是搭載能力。

也就是說，月球飛船需要搭載多少名宇航員。

當然，最少也得搭載一名宇航員。

只是，一名宇航員顯然不夠。關(guān)鍵就是，月球飛船必須分成兩個部分，即登月艙與軌道艙。這兩個部分組成了月球飛船，在到達月球軌道之後，登月艙將載著登月宇航員到達月球表面，而軌道艙則停留在繞月軌道上。受自動化程度限制，登月艙與軌道艙裡至少各需要一名宇航員。也就是說，月球飛船至少需要兩名宇航員。在深入研究之後，宇航工程師最終確定需要三名宇航員。這就是，登月艙在月球上著陸之後，需要脫離月球，與軌道艙會合，宇航員則搭乘軌道艙返回地球。登月艙在升空的時候，有很多工作需要宇航員來做，而一名宇航員肯定忙不過來。

三名宇航員的標準確定下來之後，就能大致計算出重返大氣層的著陸艙的質(zhì)量了。

在這方面，中國的宇航工程師有著較爲豐富的經(jīng)驗，因爲中國已經(jīng)實現(xiàn)了載人航天，而能夠搭載三名宇航員的飛船也已研製成功。即便這艘飛船上沒有科研設(shè)備，其總質(zhì)量也達到了五噸。

也就是說，月球飛船的核心部分重達五噸。

當然，這只是核心部分。

登月艙可以做得小一點，主要是月球沒有大氣層，因此不需要考慮在月球上著陸時減速所產(chǎn)生的摩擦熱量，也就可以省去隔熱部分。此外。如果選擇恰當?shù)闹憛^(qū)，並且儘可能的控制在月球上的停留時間，溫度變化幅度也不會很大。更重要的是，月球表面的引力強度只地球表面的六分之一，月球的第一宇宙速度也要比地球小得多。因此登月艙重返太空所需的發(fā)射能量就小得多。

只是。要把兩名宇航員送到月球表面上，再讓其搭乘登月艙返回到軌道艙上，登月艙的總質(zhì)量也不會低於十五噸。

當然，這還不是月球飛船質(zhì)量最大的部分。

真正的大頭是軌道艙。

雖然通過精確控制飛船的航線。利用星體引力，月球飛船在達到了第二宇宙速度，飛往月球的過程中幾乎不會消耗能量，而且只要航線足夠精確，在靠近月球之後。能被月球的引力捕獲，成爲月球的衛(wèi)星，因此也不存在減速的問題。也就是說，在飛往月球、進入月球軌道的過程中，月球飛船對能量的需求非常低。

關(guān)鍵在返回地球的過程。

這就是，月球飛船首先得擺脫月球的引力控制，即達到月球的第二宇宙速度，然後平穩(wěn)飛行三十萬公里，到達地球的近地軌道上。成爲地球的衛(wèi)星。相對而言，擺脫月球的引裡並不難，而且月球的第二宇宙速度也不高。真正麻煩的是在靠近地球的時候，月球飛船需要提高速度，才能達到地球的第一宇宙速度。也才能夠成爲地球的衛(wèi)星，不然就會直接墜入大氣層燒燬。

雖然月球飛船的最終目的是把宇航員送回地球，但是絕對不是直接墜入大氣層。

說得簡單一些，重返大氣層是一個逐漸降低軌道高度的過程。飛船是沿著一條螺旋線航線逐步接近地面，而不是直接墜向地面。

根據(jù)宇航工程師計算得出的結(jié)果。軌道艙的質(zhì)量至少爲二十噸。

也就是說，月球飛船的總質(zhì)量在四十噸以上。

要知道，這還是理論計算結(jié)果，而且並沒有考慮到其他需要。比如在登陸月球后，宇航員肯定會採集巖石標本，並且得把這些標本帶回地球，還需要妥善保管，因此就會增加返航時的重量。

如果各個子系統(tǒng)的研製工作出現(xiàn)了問題，還會增加月球飛船的總質(zhì)量。

最後，宇航工程師把整個月球火箭的質(zhì)量上限定爲六十噸，並且爭取一切可能把質(zhì)量控制在五十噸以內(nèi)。

當然，這只是最初的估算，而不是月球飛船的設(shè)計指標。

進入設(shè)計階段後，月球飛船被分成了三個部分，即指揮艙、服務(wù)艙與登月艙。指揮艙與服務(wù)艙就是前面提到的軌道艙，主要就是把維持宇航員生存的返回艙分割出來，形成了指揮艙，而把動力系統(tǒng)等部分集中到了服務(wù)艙裡。這種分艙設(shè)計，主要就是爲了避開當時無法解決的技術(shù)難題。

當然，這都是後話了。

確定了月球飛船的總體質(zhì)量之後，就得著手設(shè)計運載火箭。

毫無疑問，這是登月項目中最大的技術(shù)問題。

即便月球飛船的研製工作收到了理想的結(jié)果，即月球飛船的總質(zhì)量爲五十噸，也意味著運載火箭需要具備五十噸的月球軌道運載能力，而這相當於一百四十噸的地球近地軌道運載能力。

這是個什麼概念？

在二十世紀六零年代末，這是一箇中國航天技術(shù)所無法企及的高度。

當時，中國擁有的推力最大的運載火箭，其近地軌道運載能力還不到二十噸，而且已經(jīng)是中國擁有的液體燃料火箭發(fā)動機的極限了。

說白了，中國的液體燃料火箭發(fā)動機技術(shù)確實不夠先進。

當時，中國的液體燃料火箭發(fā)動機是以煤油做爲燃料，即煤油液氧燃料發(fā)動機，而德意志第二帝國已經(jīng)開始使用液氫液氧燃料發(fā)動機。

如果依然以煤油作爲火箭的燃料，那無論如何也不可能達到一百四十噸的運載能力。

爲此，中國必須研製液氫液氧火箭發(fā)動機，而當時中國在該領(lǐng)域的技術(shù)儲備爲零，甚至連預(yù)研項目都沒有。

顧祝同爲載人登月工程爭取到的五十四億啓動資金中，有二十六億花在了液氫液氧火箭發(fā)動機的研製項目上。

也就是說，差不多一半的科研經(jīng)費用於啓動火箭發(fā)動機的研製工作。

投入的錢不少，可是相對於需要解決的技術(shù)難題，那就不算什麼了。更要命的是，時間比金錢還要寶貴。

顧祝同已經(jīng)放出了豪言壯語，必須在五年內(nèi)把宇航員送上月球。

顯然，僅僅是研製大推力液氫液氧火箭發(fā)動機，五年時間都不夠充足。

事實也確實如此，即中國的第一種推力超過一千噸的液氫液氧火箭發(fā)動機要到二十多年之後，也就是二十世紀末才問世。

在預(yù)研階段，火箭動力工程師就意識到了這一點。

一九七零年三月，在載人登月工程的第一次總工程師會議上，運載火箭系統(tǒng)總工程師錢仲三教授就提出，不管花多少錢，也不可能在短短五年之內(nèi)研製出能夠?qū)崿F(xiàn)載人登月的液氫液氧火箭發(fā)動機，建議採用混合型火箭，並且通過捆綁方式，使第一級火箭達到所需要的基本運載能力。

顧祝同不懂技術(shù)，卻懂得聽取專家的意見。

要知道，錢仲三不但是中國最優(yōu)秀的火箭專家，即便在全世界，也是最優(yōu)秀的火箭專家之一。

更重要的是，錢仲三一直從事液體火箭的研製工作，與其他火箭專家不大一樣。

受軍方導(dǎo)彈項目影響，中國的大部分火箭專家都把精力放在了固體火箭上，因此液體火箭專家並不多。

在此之前，錢仲三主導(dǎo)了載人航天工程的運載火箭研製工程。

當時，用來發(fā)射載人宇宙飛船的運載火箭所採用的火箭發(fā)動機就是由錢仲三研製的，而且其性能已經(jīng)得到了充分的證實。

建議得到採納後，錢仲三很快就提出了一個可行方案。

這就是，以載人航天工程所用的yj-4型火箭發(fā)動機爲基礎(chǔ)，研製一種推力在五百噸左右的大型煤油液氧火箭發(fā)動機，燃油以捆綁的方式，由七臺這樣的發(fā)動機構(gòu)成第一級，產(chǎn)生三千五百噸的推力，獲得推動總質(zhì)量在三千一百噸左右的運載火箭的能力，而這枚運載火箭的近地軌道運載能力至少能達到一百二十噸。當然，運載能力不但與第一級有關(guān)，也與火箭的第二級有關(guān)。

可以說，這是最有望變成現(xiàn)實的方案。

更重要的是，這是花時間最少的方案。

在經(jīng)過技術(shù)專家委員會的評定之後，錢仲三提出的運載火箭第一級動力系統(tǒng)配製方案獲得了通過。

也就是說，只花了不到半年，運載火箭的第一級設(shè)計方案就確定了下來。

在幾十年後，這是很難讓人相信的，甚至很難想像。要知道，規(guī)模如此大的項目，僅審定就需要花上好幾年，而具體設(shè)計還要花上好幾年。在短短半年內(nèi)就走出了第一步，這個速度絕對是個奇蹟。

只是，在冷戰(zhàn)時期，從來都不缺乏奇蹟。

要知道，當初中國海軍僅花了三年就設(shè)計建造了世界上第一艘超級航母，在半年內(nèi)搞定大型運載火箭的第一級設(shè)計方案，確實不算什麼。

當然，這也與顧祝同的領(lǐng)導(dǎo)能力有很大的關(guān)係。