美国宇航局为何选择未经测试的导弹来发射双子座计划？

发射 NASA 双子座任务的泰坦二号火箭可以说是一个异类。它是发射阿波罗时代任务的仅有的两枚非沃纳·冯·布劳恩设计的火箭之一，也是唯一使用自旋火箭的火箭，也是 NASA 唯一在没有任何记录之前为某个项目选择的运载火箭。它的开发一度很不顺利，但最终它发射了该航天局历史上最快的项目。

第二次世界大战结束后，美国陆军航空队开始着手开发自己的弹道导弹，这些导弹的灵感来自回收的 V-2 技术，但并非完全基于这些技术。1946 年 4 月，该部队接受了康维尔公司的提议，制造一种超音速弹道火箭驱动导弹，称为 MX-774 项目。到 1954 年 12 月，美国空军成为一个独立的军种，MX-774（更名为 Atlas）已发展为一级半导弹：所有发动机在升空时点火，然后助推发动机在飞行约两分钟后抛弃。这是一个高优先级武器系统，即将成为美国第一款战略洲际弹道导弹。

但美国空军阿特拉斯科学顾问委员会担心，如果阿特拉斯导弹失败，美国空军将没有其他导弹可用。因此，1954 年 7 月 21 日，美国空军阿特拉斯科学顾问委员会建议美国空军建造一枚真正的两级导弹，作为阿特拉斯导弹的后备。次年 10 月 27 日，马丁公司获得了合同，委托其设计和开发一种名为 XSM-68 的新型导弹机身，后来改名为泰坦。

与阿特拉斯导弹不同，阿特拉斯导弹的外壳非常薄，必须对火箭加压才能避免其自身坍塌，而泰坦导弹则率先在油箱壁中内置了结构元件。化学铣削工艺也有助于使新火箭的铝制机身更坚固、更轻。但第一代泰坦一号导弹并不完美。它使用火箭推进剂 (RP-1) 和低温液氧 (LOX) 的组合，无法在发射台上等到需要飞行时才发射。对于一枚旨在应对敌人威胁的导弹来说，从下令发射导弹到导弹起飞之间的延迟是一个问题。

1958 年，泰坦一号开始接受发射井内发射测试。如果可以将其储存起来随时发射，那么在危机时刻发射会更方便。由于马丁公司正在研究新的储存和发射方案，因此该公司还决定在此时对导弹进行一系列其他改动。承包商为新型泰坦增加了直径，以便能够举起更重的弹头，并升级了其惯性制导系统，但最大的变化是新的燃料和氧化剂组合。

泰坦火箭不能用 RP-1 和液氧作为燃料，然后放在筒仓里；在发射前，需要进行太多的维护才能使低温液氧保持超低温状态。另一种选择是使用超低温燃料，这是一种燃料和氧化剂，不需要在如此低的温度下储存，接触时就会燃烧，因此不需要点火。在考虑了各种选择之后，马丁决定使用 Aerozine 50 作为燃料——一种 50:50 的非对称二甲肼和肼混合物——并使用四氧化二氮作为氧化剂——一种四氧化二氮和一氧化氮的混合物。

这枚升级版导弹名为“泰坦二号”，与“泰坦一号”相比有了很大改进。“泰坦二号”发射时的推力为 430,000 磅，而“泰坦一号”的推力为 300,000 磅。在 250,000 英尺高空点火时，“泰坦二号”的第二级将提供 100,000 磅的推力，而“泰坦一号”的推力为 80,000 磅。这一切意味着“泰坦二号”可以配备更大的弹头，发射速度更快，覆盖距离也更大。马丁于 1960 年 5 月与美国空军签订了建造“泰坦二号”的合同，并于一个月后开始生产这种新型导弹。

一年后，马丁公司人员向 NASA 提出了使用泰坦二号作为登月计划运载火箭的想法。NASA 副局长罗伯特·西曼斯 (Robert C. Seamans) 对此表示怀疑，但对这枚导弹很感兴趣，因此提出了更正式的提议。从那时起，他们就萌生了使用泰坦二号发射放大版水星飞船的想法，作为 NASA 即将推出的水星二号计划的一部分。

两个月后，正式提案出台。马丁公司的工作人员表示，水星-泰坦计划不仅将受益于空军自己的泰坦导弹开发计划，还将利用该部门对其进行载人试射的初步尝试；当时它是 Dyna-Soar 的计划发射工具。泰坦 II 相对于泰坦 I 的优势也有望应用于 NASA 的任务：自旋火箭更易于操作，而且它的威力远超 NASA 现有的任何火箭。

到 1961 年底，水星二号计划初具规模。双人版水星飞船由泰坦二号发射，这是 NASA 登月计划的下一步。问题是，泰坦二号没有任何记录。NASA 要想在 2020 年的最后期限前完成任务，就需要空军不仅建造泰坦二号，还要及时对泰坦二号进行载人评估，以启动临时计划。但空军更专注于让泰坦二号做好导弹准备。符合 NASA 标准的衍生产品是次要的，对于空军高层来说，不值得推迟导弹计划。

1963 年 5 月，NASA 水星计划即将结束，水星 Mark II 更名为双子座，而泰坦 II 则问题重重。最主要的是持续纵向振荡或 pogo。工程师们都知道这是一个问题，即发动机燃烧不稳定导致火箭在飞行过程中推力变化的现象，这种现象会通过火箭结构（包括燃料箱）发出振动，因此燃料会以不同的速率回流到燃烧室，使问题更加严重。这对宇航员来说是一种危险的情况，但对导弹来说就没那么危险了，所以当 pogo 问题出现时，NASA 很担心，而美国空军却不那么担心。同样，NASA 担心泰坦 II 第二级燃烧不均匀的倾向以及发动机的基本设计缺陷。总而言之，泰坦 II 几乎准备好发射导弹，但还远远不能支持载人航天发射。

发现问题后，美国空军开始着手寻找解决方案。泰坦二号发动机的分包商 Aerojet-General 和内部双子座稳定性改进计划团队于当年开始着手解决火箭问题。进展缓慢，以至于 NASA 一度考虑将泰坦二号从双子座计划中剔除，而使用土星一号取而代之，后者是一种基于冯·布劳恩的设计，已在开发中。

但很快就出现了解决方案。1963 年 11 月 1 日，泰坦二号导弹 N-25 发射，氧化剂管线中装有立管，燃料管线中装有机械蓄能器，以抑制弹跳效应。这一方法奏效了。弹跳水平降到了 NASA 的舒适区内，随后五个月的每次发射都得到了同样的结果。到 1964 年 1 月中旬，NASA 不再对泰坦二号有任何担忧。一年多后的 1965 年 3 月，该导弹将首次载人双子座任务送入轨道。它在二十个月内成功发射了十次任务。

美国宇航局在双子座火箭研发初期就选择使用泰坦二号，这意味着该导弹和载人版本在飞行适航性方面是并行的。美国空军和美国宇航局之间的强制合作是一种独特的情况，美国宇航局载人航天飞行办公室副局长乔治·穆勒表示，泰坦二号作为载人运载火箭具有高可靠性和显著成功的原因可能就在于此。

资料来源：《站在泰坦的肩膀上》；《泰坦一号年表》；《泰坦二号年表》；《双子座计划年表》；