在一九七零年，载人登月工程的重点就是运载火箭。
虽然钱仲三提出的捆绑方案解决了运载火箭第一级的问题，而且YJ4E型火箭发动机也在两年之后研制成功，台架试车时的推力达到了五百二十吨，比预期需要的五百吨还高出了百分之四，但是月球火箭至少需要三级，因此第二级与第三级所面对的技术问题成为了最大的难题。
显然，在第二级与第三级上，必须采用
氢氧火箭发动机。当时，钱仲三估计，即便第二级也才用捆绑方式来提高运载能力，也需要花上好几年才能研制出推力足够大的
氢氧运载火箭。为此，钱仲三提出了一个变相解决方案。
这就是，首先把月球飞船分舱段发
到近地轨道上，然后组装成月球火箭，再通过轨道转移火箭使其进入月球轨道。在当时看来，这是一个有效的解决办法。
主要就是，这大幅度降低了对火箭运载能力的要求。
分舱发
的话，运载火箭只需要五十吨左右的近地轨道运载能力，即轨道转移火箭发动机的质量在五十吨左右。只是，钱仲三提出的方案，在进行技术审批的时候遇到了麻烦。
当时，两个专家小组都认为，这套方案的总耗时未必比整体发
方案少，而且中国还没有建造轨道空间站的经验，在轨道对接领域是一片空白。也就需要耗费大量的时间与财力来掌握轨道对接技术。最大的问题在轨道转移火箭技术上。
虽然钱仲三提出，轨道转移火箭发动机的重量能控制在五十吨以内，但是有一个前提条件，即预先发
的舱段需要进入对接轨道，而这同样需要在运载火箭上采用第三级，只是降低了第三级的质量而已。说白了，这就是把直接发
方案的第三级拆分成了两部分。其中用于飞往月球的轨道火箭部分被分割了出来。显然，这没有从根本上避开运载火箭上遇到的难题。
按照技术专家评估得出的结论，运载火箭的第三级总质量依然高达数十吨。而且在发
轨道转移火箭时接近一百吨，因此第二级仍然需要采用大推力氢氧发动机，也就必须研制大推力氢氧火箭发动机。既然无法避开技术难题。那为什么还要采用分段发
方案呢？结果就是，钱仲三提出的方案被技术专家委员会给否决了。
这样一来，就会到了整体发
方案上，即一次
把月球飞船发出去，其中运载火箭的第三级将承担两个任务，也就需要进行两次点火。事实上，分段发
与整体发方案的最大差别，就是火箭的第三级的点火次数。相对而言，这是一个较易解决的技术问题。
说白了，如果能够研制出大推力
氢氧火箭发动机。那么研制两次点火机构的难度就不会太大。这下，重点落到了大推力
氢氧火箭发动机上。可以说，这也是载人登月工程需要翻越的第一座技术高峰。
根据钱仲三的估算，即便第二级依然采用捆绑方式，而且由四台发动机并联。每台发动机的推力也需要达到一百一十吨，总共产生四百四十吨的推力，才能确保在第二级
离的时候，飞行速度达到接近第一宇宙速度的每秒七千米，让第三级在第一次点火之后进入近地飞行轨道。也许，在几十年之后。一百一十吨的推力根本不算什么。
要知道，中国海军的第三代潜
战略弹道导弹，采用的是固体燃料火箭发动机，其推力都达到了一百五十吨，使导弹在弹头质量高达八百公斤的情况下，达到了一万二千公里的最大程。问题是，在七零年代初，这绝对是一个技术难题。
更要命的是，中国在此之前没有研制过大推力
氧氢火箭发动机，用在载人航天工程上的氧氢火箭发动机的推力只有二十五吨，需要并联四台发动机，才能够把宇宙飞船送入近地轨道。在研制过程中，钱仲三很快就意识到，研制一百一十吨推力的发动机太难了。
结果就是，为了确保在规定的时间内完成研制工作，钱仲三不得不降低对火箭发动机最大推力的要求。
在一九七零年七月，定下了大气层内八十吨，大气层外九十五吨的最终设计指标。
即便如此，研制
氢氧火箭发动机依然是整个载人登月工程中难度最大的部分，也是耗时最多的部分。这种被命名为HO3型的
氢氧发动机直到一九七三年底才研制成功，并且制造出了第一批四台样机，然后就开始了紧张的测试工作，其台架测试达到了八十吨的最大推理，而理论计算出的真空推力为九十六吨。当然，这也带来了一个难题。
火箭的第二级设计总推力必须达到四百四十吨，不然就无法把月球飞船运送到近地转移轨道上。
显然，HO3的推力处于一个相对尴尬的水平上。
如果采用五台并联，大气层内的推力只有四百吨，而六台并联有四百八十吨，与实际需要的四百四十吨都有四十吨的差距。
要知道，火箭推力不是越大越好，而是越合适越好。
所幸的是，在一九七零年底，这个问题得到了解决。
这就是，月球飞船在完成了总体设计之后，确定其总体质量能够控制在一百一十吨到一百二十吨之间。
也就是说，第三级的总质量至少能减少二十吨。
这就意味着，第二级只需要四百吨的总推力。
这下，运载火箭的第二级设计方案确定了下来，即采用五太HO3型
氢氧火箭发动机并联，产生四百吨的大气层内推力。解决了第二级的问题，第三级火箭发动机的问题也就不存在了。
这就是，运载火箭的第三级也采用HO3型
氢氧火箭发动机，只不过是具备两次点火能力的HO3S型。在第一次点火之后，第三级将把月球飞船送入近地轨道，然后由宇航员对月球飞船进行全面检查，在确认月球飞船的各个系统都正常之后，第三级将进行第二次点火，把月球飞船送入月球轨道，最终坠毁在月球表面上。到这个时候，运载火箭完成了其所有使命。当然，第三级还有一个重要使命，即撞击月球。
这是一项很重要的科研任务，即通过撞击，对月球进行地质测量，让科学家掌握与获取月球的地质信息。
可以说，HO3
氢氧火箭发动机本身就是一个奇迹。在航天飞机问世之前，HO3是世界上推力最大的
氢氧火箭发动机，不但在载人登月工程中发挥了重要作用，还参与了后来的多项航天工程，包括建造空间站，向火星发探测器等等。事实上，HO3的技术水平超越了整个时代。
直到二十世纪末，HO3都是世界上最先进、最可靠的
氢氧火箭发动机，在其总共二百四十八次发中，只有三次失败记录，可靠超过了百分之九十九，甚至高于同时代的煤油氧火箭发动机。进入二十一世纪，中国在重启登月计划的时候，都借助了研制HO3的技术储备。
从某种意义上讲，中国能够在一九七三年底研制出HO3
氢氧运载火箭，本身就是一个不应该出现在这个时代的奇迹。当然，在载人登月工程中，类似的奇迹并不少见。
比如，为载人登月工程研制的“擎天”运载火箭是当时世界上最大的运载火箭，其起飞质量超过了三千吨，第一级推力高达三千五百吨，近地轨道发
能力为一百二十吨，月球轨道发能力为五十吨。这些记录，足足保持了七十七年，要到二十一世纪的第四个十年，才会被超越。更重要的是“擎天”火箭的可靠
非常高。在其总共三十二次发
中，只有一次失败，可靠高达百分之九十六，而同一时代的其他运载火箭的可靠都没有超过百分之九十。必须承认，以钱仲三为代表的中国火箭工程师，用超越这个时代的智慧，创造出了超越这个时代的科技产物。
在中国航空航天博物馆外，就用一枚“擎天”火箭的缩比模型做为标志。
冷战结束之后，中国的新闻媒体评出了冷战期间一百位为国家做出了重大贡献、对时代产生了重大影响的科学家，钱仲三就名列前矛，排在地三位，其前面是核武器之父与现代计算机之父。
此外，新闻媒体还排出了冷战时期一百名对历史产生了重大影响的名人，而顾祝同高居榜首。当然，这不仅仅与他主导了载人登月工程有关，还跟他在其他领域做出的杰出贡献有密切关系。
只是，推动载人登月工程是顾祝同
下军装之后，做的第一件大事。或者说是他以政治家身份，在人类的历史上留下的第一笔，浓墨重彩的一笔。
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