一枚游戏科幻迷
土星五号重型火箭作为人类历史上最重要的运载火箭之一，其让人类的太空探索事业提前了几十年时间，也让人类实现了登月（虽然现在大家对登月计划的真实性有很大怀疑）、建设天空实验室的太空项目。
土星五号重型火箭是仅次于苏联能源号运载火箭的推力第二大运载火箭，作为截止目前人类历史上使用过的自重最大的运载火箭，高达110.6米，起飞重量3038.5吨；总推力达3408吨，月球轨道运载能力45吨，近地轨道运载能力118吨，也是目前人类发射的火箭中载重最大的火箭。
从1967年发第一艘阿波罗4号宇宙飞船到1973年发射最后一枚天空实验室重型空间站，共进行了13次发射任务，全部成功发射，其中有12次是发射阿波罗飞船，最后一次是降重达68.2吨重的天空实验室发射升空，也算是完成看谢幕之作。
研制像土星五号这样的最大起飞重量超过3000吨级的超重型火箭技术上最复杂的，火箭一级发动机提供的推力至少比要达到3800吨以上，那一级火箭的发动机最大推力至少要达到500吨级。其次航天事业本身就是一项烧钱事业，一个国家或者组织没有相当大的资金就算有技术也是做不了这种事的。其中最重要的就是技术上的攻关，首先是要有像土星五号一级火箭的F-1一样的大推力火箭发动机，其次是重型火箭的箭体结构总体设计尺寸结构件的加工制作。
首先是要研发大推力的火箭发动机，现在推力最大的火箭发动机就是前苏联研制的RD-170液体火箭发动机了，最大推力达到了800吨，不过这是有四个燃烧室喷管的液体火箭发动机，单喷管推力最大的液体火箭发动机还是土星五号一级的F-1液氧煤油火箭发动机，单台最大推力达到了680吨。固体火箭发动机虽然单台推力最大可以达到1200吨以上，但是固体火箭发动机并不能完全用于火箭一级上，这是由于固体火箭发动机的比冲太低，而比冲是衡量火箭发动机效率的重要参数，所以一般只适用于作为一级助推器使用。
液体火箭发动机中，早期的偏二甲肼/四氧化二氮属于剧毒燃料，而且其密度太低，很难以此为燃料研发出推力几百吨的液体火箭发动机，所以现在都放弃了；现在主要攻关液氢氧发动机和液氧煤油发动机以及最新的液氧甲烷火箭发动机，在所有的液体火箭燃料中液氢/氧的比冲是最高的，但是大推力的氢氧火箭发动机研制难度很大，由于液氢的密度太低了要想携带足够的液氢那火箭整体质量就很大（想一下美国航天飞机下面那个橘黄色的大罐子里面大部分是液氢），火箭的发射效率就不高。现役推力最大的氢氧发动机就是美国的RS68发动机了，最大推力达到了280吨。其次采用氢氧火箭发动机的成本高技术复杂，而且液氢/液氧属于低温液体，储存难度大，也更容易爆炸出事。
再一个就是液氧煤油火箭发动机了，这也是目前最成熟可靠的大推力火箭发动机，像前面提到的F-1和RD-170发动机都是属于液氧煤油发动机，但是大推力液氧煤油火箭发动机的研制也有很大的技术壁垒，一个是燃烧室容易结焦的问题和燃烧效率太低的问题，前者主要是由于煤油中的含硫量太高导致，像前苏联为什么能够研制出推力达到800吨的液氧煤油火箭发动机主要与其在哈萨克斯坦境内发现的含硫量很低的油矿有很大关系。其次要想提高液氧煤油火箭发动机的燃烧效率就要采用闭式循环泵，其次还有富氧燃烧和分级燃烧技术，而这些技术最早是前苏联研发的，现在也只有俄罗斯一家独有，像美国当初就是因为缺乏含硫量低的煤油矿所以转行研制了氢氧火箭发动机+固体火箭发动机的组合方式。
最后一种燃烧效率比液氧煤油更高比氢氧发动机更便宜的液氧甲烷发动机目前还处于技术攻关阶段，像美国spaceX正在研发的“猛禽”发动机海平面最大推力达到了310吨，其对手亚马逊贝索斯旗下的蓝色起源的BE4推力也达到了280吨，不过目前所有的液氧/甲烷发动机都处于技术验证阶段，还没有进行过实质性发射试验，不过在未来液氧/甲烷很可能会成为主流的火箭发动机。
当然这只是火箭最下面的一级火箭发动机的要求，而一枚火箭最少是一级半结构，大多数火箭都是三级结构设计（最高是四级结构），火箭的上面级决定了火箭的飞行高度和入轨质量以及成本和可靠性，普遍的做法都是采用比冲最高的氢氧火箭发动机，但是火箭的最大入轨质量增大了，那上面级的氢氧火箭发动机的推力也要增大，要想将重达100吨以上的航天器发射入轨，那上面级的推力也要达到100吨以上，而言之大推力的氢氧火箭发动机技术更为复杂。
其次是火箭的总体设计决定了火箭的发射效率，所以火箭的推重比一定要高，简单来说就是推力要多大，质量要轻。大推力的火箭发动机研发出来了，大直径的火箭箭体结构件也要有，首先火箭要想提高发射效率，那火箭的推重比一定要高，所以火箭的质量一定要轻，这就对研制火箭箭体的结构框架提出了很高的要求，现在火箭都采用桁架结构，既保证了结构的稳固性也降低了质量。像3000吨级的火箭一级结构的直径达到了10米，所以能不能研制出直径10米的结构框架和燃料箱决定了能不能研制出超重型火箭的重要一环。
火箭大到一定程度后，许多工作变得复杂起来，比方做常规的模态实验，火箭发射前的飞行模拟中的震动问题解决不了火箭就不能发射升空，原来是将火箭的所有结构件拆开一件一件测试，但是这样风险很大，而且会导致火箭的发射效率大幅降低，所有能不能研制出大型火箭必要的振动台就很关键，像我国研制的世界上最大的70吨级电动振动台就属于国家战略物资。
虽然土星五号火箭已经活在了人类的记忆中，但是未来出现的像土星五号一样的3000吨的超重型火箭中美两国都在研制之中，像我国的长征九号和美国的SLS重型火箭就是一款最大起飞重量达到3000吨以上的超重型火箭。
