土星5號運載火箭
（英文：Saturn V），亦稱為月球火箭，是美國國家航空航天局（NASA）在阿波羅計劃和天空實驗室計劃兩項太空計劃中使用的多級可拋式液體燃料火箭。
土星5號超重型運載火箭是僅次於蘇聯能源號運載火箭的推力第二大運載火箭。在1967年-1973年間共發射了13枚“土星5號”運載火箭，它們保持著完美的發射記錄。共有9枚“土星5號”運載火箭將載人的“阿波羅”號宇宙飛船送上月球軌道。土星5號”運載火箭的生產線於1970年關閉。“土星5號”的最後一次發射是在1973年，這次發射將“天空實驗室”空間站送入了近地軌道。
美國土星5號是截至目前仍是人類歷史上使用過的自重最大的運載火箭，高達110.6米，起飛重量3038.5噸；總推力達3408噸，月球軌道運載能力45噸，近地軌道運載能力118噸。1967年成功首飛，所有的阿波羅登月飛船、美國的天空實驗室空間站，都是由它一次性送入軌道。土星5號是三級火箭，由S-1C第一級、S-2第二級、S-4B第三級、儀器艙和有效載荷組成。
第一級長42米，直徑10米，到尾段底部直徑增大到13米。尾段上裝有4個穩定尾翼，翼展約18米。第一級採用5臺F-1發動機，推進劑為液氧和煤油，2個10米直徑的鋁製推進劑貯箱用桁條和隔框加強。第二級長25米，直徑10米，採用液氧液氫推進劑 ，共用5臺J-2發動機。第三級長18.8米，直徑6.6米，1臺J-2發動機，推進劑為液氧液氫。
▲馮布勞恩與土星五號的F-1發動機對比圖
土星5號的設計起源於V-2火箭和木星系列火箭。由於木星系列火箭的成功，新一代的土星系列火箭開始出現。首先是土星1號和1B號，最終是土星5號。馮·布勞恩在馬歇爾航天飛行中心領導了一個團隊來建造一個足以將一艘宇宙飛船送上登月軌道的運載火箭。在他們轉為NASA工作以前，馮·布勞恩的團隊就已經開始進行增加推力、減少操作系統複雜度和設計更好的力學系統的工作了。
在設計過程中，他們決定拋棄V-2火箭中的單引擎的設計思路，轉而設計多級火箭。土星1號和1B號反映了這些設計思想的變化，但是仍不足以將一艘載人宇宙飛船送上月球，需要若干次發射才能將登月所需要的各個部件送入軌道。但是在NASA做出最優登月方式的決定的過程中，他們的這些設計仍然提供了一個基準參考。
土星5號的最終設計有若干個關鍵特徵。工程師們認為，發動機使用F-1火箭發動機配合新型的稱為J-2火箭發動機的液氫推進系統，這可以使土星C-5的配置達到最優。1962年，NASA做出了最終計劃，決定按照馮·布勞恩的土星設計方案繼續研究，而這也為阿波羅計劃贏得了時間。
隨著火箭的配置工作的完成，NASA開始考慮選擇登月的任務模式。在爭論之後，NASA決定採用月球軌道交會的方法。在推進燃料的選擇、燃料需求量和火箭製造過程等等問題都得到了解決之後，土星5號被選為登月飛船的運載火箭。這隻火箭的建造過程自頂向下分為三個部分：S-IC、S-II和S-IVB，每一部分都由馮·布勞恩在亨茨維爾設計，由其它合同商負責製造，如波音、北美航空、道格拉斯飛行器公司以及IBM。
土星5號是超重型火箭，專門在50年前為了運送100多噸的阿波羅飛船登月而設計，所以必然運載能力彪悍，否則就沒有登月的成功。但是一般的航天任務根本用不到如此的載荷能力，一般的衛星10多噸的都是龐然大物，土星5號130噸的近地軌道運載能力完全是浪費，因此登月任務結束後就退役了，實在消耗不起。美國現在的運載火箭無論是宇宙神系列還是德爾塔系列，最大近地軌道載荷29噸，這點載荷還顯過剩，更不用說超重型火箭了。
土星五號火箭的自重就有3038噸，但是近地軌道的運送能力也只有118噸的水平。土星五號發射1次的成本是5億美元。這是什麼概念？同時期的企業號核動力航空母艦的造價也不過4.5億美元。也就是說我們把一個118噸的東西送到近地軌道需要花掉一艘滿載排水量94000噸的核動力航母的錢。從運載的角度講，其性價比真的非常低。
