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    載人登月工程的核心是月球飛船，而真正的難點(diǎn)則是大型運(yùn)載火箭，其中的核心又是大推力火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。
    當(dāng)時(shí)，中國的宇航科研機(jī)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(jì)出了月球飛船的總質(zhì)量，才能確定需要多大的運(yùn)載火箭，也才能夠啟動(dòng)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的研制工作。
    估算工作，實(shí)際上就是一個(gè)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(dāng)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(gè)部分，即登月艙與軌道艙。這兩個(gè)部分組成了月球飛船，在到達(dá)月球軌道之后，登月艙將載著登月宇航員到達(dá)月球表面，而軌道艙則停留在繞月軌道上。受自動(dòng)化程度限制，登月艙與軌道艙里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。在深入研究之后，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后，需要脫離月球，與軌道艙會(huì)合，宇航員則搭乘軌道艙返回地球。登月艙在升空的時(shí)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(biāo)準(zhǔn)確定下來之后，就能大致計(jì)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為豐富的經(jīng)驗(yàn)，因?yàn)橹袊呀?jīng)實(shí)現(xiàn)了載人航天，而能夠搭載三名宇航員的飛船也已研制成功。即便這艘飛船上沒有科研設(shè)備，其總質(zhì)量也達(dá)到了五噸。
    也就是說，月球飛船的核心部分重達(dá)五噸。
    當(dāng)然，這只是核心部分。
    登月艙可以做得小一點(diǎn)，主要是月球沒有大氣層，因此不需要考慮在月球上著陸時(shí)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(dāng)?shù)闹憛^(qū)，并且盡可能的控制在月球上的停留時(shí)間，溫度變化幅度也不會(huì)很大。更重要的是，月球表面的引力強(qiáng)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(huì)低于十五噸。
    當(dāng)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(dá)到了第二宇宙速度，飛往月球的過程中幾乎不會(huì)消耗能量，而且只要航線足夠精確，在靠近月球之后。能被月球的引力捕獲，成為月球的衛(wèi)星，因此也不存在減速的問題。也就是說，在飛往月球、進(jìn)入月球軌道的過程中，月球飛船對(duì)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(dá)到月球的第二宇宙速度，然后平穩(wěn)飛行三十萬公里，到達(dá)地球的近地軌道上。成為地球的衛(wèi)星。相對(duì)而言，擺脫月球的引里并不難，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(shí)候，月球飛船需要提高速度，才能達(dá)到地球的第一宇宙速度。也才能夠成為地球的衛(wèi)星，不然就會(huì)直接墜入大氣層燒毀。
    雖然月球飛船的最終目的是把宇航員送回地球，但是絕對(duì)不是直接墜入大氣層。
    說得簡(jiǎn)單一些，重返大氣層是一個(gè)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(jì)算得出的結(jié)果。軌道艙的質(zhì)量至少為二十噸。
    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(jì)算結(jié)果，而且并沒有考慮到其他需要。比如在登陸月球后，宇航員肯定會(huì)采集巖石標(biāo)本，并且得把這些標(biāo)本帶回地球，還需要妥善保管，因此就會(huì)增加返航時(shí)的重量。
    如果各個(gè)子系統(tǒng)的研制工作出現(xiàn)了問題，還會(huì)增加月球飛船的總質(zhì)量。
    最后，宇航工程師把整個(gè)月球火箭的質(zhì)量上限定為六十噸，并且爭(zhēng)取一切可能把質(zhì)量控制在五十噸以內(nèi)。
    當(dāng)然，這只是最初的估算，而不是月球飛船的設(shè)計(jì)指標(biāo)。
    進(jìn)入設(shè)計(jì)階段后，月球飛船被分成了三個(gè)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(dòng)力系統(tǒng)等部分集中到了服務(wù)艙里。這種分艙設(shè)計(jì)，主要就是為了避開當(dāng)時(shí)無法解決的技術(shù)難題。
    當(dāng)然，這都是后話了。
    確定了月球飛船的總體質(zhì)量之后，就得著手設(shè)計(jì)運(yùn)載火箭。
    毫無疑問，這是登月項(xiàng)目中最大的技術(shù)問題。
    即便月球飛船的研制工作收到了理想的結(jié)果，即月球飛船的總質(zhì)量為五十噸，也意味著運(yùn)載火箭需要具備五十噸的月球軌道運(yùn)載能力，而這相當(dāng)于一百四十噸的地球近地軌道運(yùn)載能力。
    這是個(gè)什么概念？
    在二十世紀(jì)六零年代末，這是一個(gè)中國航天技術(shù)所無法企及的高度。
    當(dāng)時(shí)，中國擁有的推力最大的運(yùn)載火箭，其近地軌道運(yùn)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(dòng)機(jī)的極限了。
    說白了，中國的液體燃料火箭發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)確實(shí)不夠先進(jìn)。
    當(dāng)時(shí)，中國的液體燃料火箭發(fā)動(dòng)機(jī)是以煤油做為燃料，即煤油液氧燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，而德意志第二帝國已經(jīng)開始使用液氫液氧燃料發(fā)動(dòng)機(jī)。
    如果依然以煤油作為火箭的燃料，那無論如何也不可能達(dá)到一百四十噸的運(yùn)載能力。
    為此，中國必須研制液氫液氧火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，而當(dāng)時(shí)中國在該領(lǐng)域的技術(shù)儲(chǔ)備為零，甚至連預(yù)研項(xiàng)目都沒有。
    顧祝同為載人登月工程爭(zhēng)取到的五十四億啟動(dòng)資金中，有二十六億花在了液氫液氧火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的研制項(xiàng)目上。
    也就是說，差不多一半的科研經(jīng)費(fèi)用于啟動(dòng)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的研制工作。
    投入的錢不少，可是相對(duì)于需要解決的技術(shù)難題，那就不算什么了。更要命的是，時(shí)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，僅僅是研制大推力液氫液氧火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，五年時(shí)間都不夠充足。
    事實(shí)也確實(shí)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(dòng)機(jī)要到二十多年之后，也就是二十世紀(jì)末才問世。
    在預(yù)研階段，火箭動(dòng)力工程師就意識(shí)到了這一點(diǎn)。
    一九七零年三月，在載人登月工程的第一次總工程師會(huì)議上，運(yùn)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)研制出能夠?qū)崿F(xiàn)載人登月的液氫液氧火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，建議采用混合型火箭，并且通過捆綁方式，使第一級(jí)火箭達(dá)到所需要的基本運(yùn)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制工作，與其他火箭專家不大一樣。
    受軍方導(dǎo)彈項(xiàng)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，因此液體火箭專家并不多。
    在此之前，錢仲三主導(dǎo)了載人航天工程的運(yùn)載火箭研制工程。
    當(dāng)時(shí)，用來發(fā)射載人宇宙飛船的運(yùn)載火箭所采用的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)就是由錢仲三研制的，而且其性能已經(jīng)得到了充分的證實(shí)。
    建議得到采納后，錢仲三很快就提出了一個(gè)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(dòng)機(jī)為基礎(chǔ)，研制一種推力在五百噸左右的大型煤油液氧火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，燃油以捆綁的方式，由七臺(tái)這樣的發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)成第一級(jí)，產(chǎn)生三千五百噸的推力，獲得推動(dòng)總質(zhì)量在三千一百噸左右的運(yùn)載火箭的能力，而這枚運(yùn)載火箭的近地軌道運(yùn)載能力至少能達(dá)到一百二十噸。當(dāng)然，運(yùn)載能力不但與第一級(jí)有關(guān)，也與火箭的第二級(jí)有關(guān)。
    可以說，這是最有望變成現(xiàn)實(shí)的方案。
    更重要的是，這是花時(shí)間最少的方案。
    在經(jīng)過技術(shù)專家委員會(huì)的評(píng)定之后，錢仲三提出的運(yùn)載火箭第一級(jí)動(dòng)力系統(tǒng)配制方案獲得了通過。
    也就是說，只花了不到半年，運(yùn)載火箭的第一級(jí)設(shè)計(jì)方案就確定了下來。
    在幾十年后，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(xiàng)目，僅審定就需要花上好幾年，而具體設(shè)計(jì)還要花上好幾年。在短短半年內(nèi)就走出了第一步，這個(gè)速度絕對(duì)是個(gè)奇跡。
    只是，在冷戰(zhàn)時(shí)期，從來都不缺乏奇跡。
    要知道，當(dāng)初中國海軍僅花了三年就設(shè)計(jì)建造了世界上第一艘超級(jí)航母，在半年內(nèi)搞定大型運(yùn)載火箭的第一級(jí)設(shè)計(jì)方案，確實(shí)不算什么。
    當(dāng)然，這也與顧祝同的領(lǐng)導(dǎo)能力有很大的關(guān)系。