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    俄罗斯的航天梦——辉煌的历史,未知的未来

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      阿基米德🌏

      作者:阿白特尔

      文章约1万字,阅读约需要16-20分钟


      正文

      俄罗斯拥有着世界上独一无二的,波澜壮阔的航天史。本文将以时间的推进为线索,分理论与工程两大 主线对俄国-苏联-新俄罗斯航天发展历程进行简要的描述、分析与复盘。对于每一种航天理论,我们都将从定量的角度出发对其力学原理、工程学应用进行介绍。对于每一个航天任务,我们都将尽可能地收集其科学 目标、载荷参数、科学仪器等信息。对于每一款航天运输工具,我们都会给出其各轨道运载能力以及比冲等数据。这样,我们就可以直观地领略俄苏航天的发展与衰落,以在文章的最后做出一点思考:俄罗斯航天的未来在哪里?话不多说,我们先回到一百多年前,看看人类线代航天从幻梦走向现实的起点吧。


      航天梦始

      如果我们穿越到19世纪60年代俄罗斯梁赞省的某个村庄,你或许会看到一群可爱的孩子。如果你看到孩子中有一个总是拿着一本书,或者跟旁人认真地讲他的奇思妙想,可千万不要打扰他,因为他很可能就是未来的火箭之父:康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基(p1)。齐奥尔科夫斯基是家里老五,他生来就聪明伶俐,对未知的事物有着着魔一般的热爱和向往。他热爱阅读,也热爱畅想,他常常想,如果自己能像猫一样爬到很高,看到的景色该是多么的美丽。然而,“天将降大任于斯人也”,齐奥尔科夫斯基的成长充满了坎坷。10岁那年,他因滑雪而患上了猩红热,虽然活了下来,但听力几乎完全丧失。同伴们也因此与他疏远,他只能整日沉浸在书籍和幻想所营造的世界里,给自己创造心灵的慰藉。

      长大后,因为家境并不富裕,且听力受损,齐奥尔科夫斯基无法像正常人那样完成学业。但父亲认为他应该受更高的教育,因此让他去了莫斯科。在莫斯科,他发现自己无法进入学校,因此只能在图书馆学习。这段时间,他广泛阅读了大量的书籍,接触了前沿的理论与思想。1977年,他通过了乡村教师的考试,从此成为了一名中学老师。在租住的房屋里,齐奥尔科夫斯基建造了一个自己的实验室,并用一段时间在不知道前人成果的情况下,完成了已被发现的气体相关理论。后来,他的兴趣转移到航空航天上来,并最终理论推导出了火箭公式,用一支笔让人类航天从不切实际的幻想开始变为可以实践的事业。

      俄罗斯的航天梦——辉煌的历史,未知的未来
      P1

      齐奥尔科夫斯基的火箭公式是这样的:

      俄罗斯的航天梦——辉煌的历史,未知的未来

      其中v为火箭的末速度,ω为火箭喷出气体相对于火箭本身的速度,m0/mk为火箭的初末质量比。这一公式主要说明了以下事实,即火箭以向后喷出气体的方式损失的质量越多,其速度就会越快。这其实并不难理解,甚至有可能会让人觉得是废话,但其中隐含的意义却十分深刻:从公式中我们可以看出,当ln(m0/mk) 大于1,也就是m0 /mk 大于自然指数e,亦即朲2.72的时候,火箭本身的速度就会大于喷出气体的速度。这一点让人有些惊讶,因为常识会告诉我们,一个物体不可能因为一个小于v的恒定速度运动的作用而加速到v,那么火箭是如何做到这一点的呢?其实问题的关键在于,火箭是一个变质量的物体,其在喷出气体的同时,自身的质量也会相应地减少。因此,火箭与喷出的气体就构成了一个动量守恒的关系,每时每刻在以火箭速度运动的惯性参考系下来看,火箭都是在向后喷出气体,火箭本体也都是处于加速状态的。根据这一理论,即使火箭以人呼气的速度喷出气体,给它足够长的时间,它也可以加速到光速。这一理论的另一关键在于他规定了燃料与火箭剩余部分质量比值的最小值,也就是说,在喷气的速度一定时,火箭想要达到某个速度,其载荷质量越大,燃料也必须越多。喷气速度越高,载荷与燃料的质量比就可以越高。这也是为什么我们目前要发展电推进技术的原因,电推进技术可以把带电粒子加速到很高的速度,因此可以节省燃料质量,运送更大的载荷,或者达到更高的航行速度。这样看来,就算到了今天,齐奥尔科夫斯基的公式仍在制约和指引着人类航天的发展。

      齐奥尔科夫斯基的火箭公式名垂千古,但他的一句话也有着不亚于此的影响力,那就是那句耳熟能详的:“地球是人类的摇篮,但人类不可能永远被束缚在摇篮里。”这句话被一代又一代的航天人视为精神圣火。但很多人不知道的是后面的半句:“开始他们将小心翼翼地穿出大气层,然后去征服太阳系。”苏联的航天历程正印证了这后半句的预言。

      穿出大气层的过程并不容易。十月革命后,苏俄的经济形势不容乐观,国内局势也较为动荡;新经济政策及五年计划时,苏联优先发展了与国家命脉相关的重工业,那时航天在世界范围内只是进行了小规模的探讨与尝试,因此苏联也并没有在航天方面下太大工夫。随即世界陷入了二战的硝烟之中,但也正是在二战,德国由冯·布劳恩领导的对杖札朲火箭的研制和应用得到了苏联高层的注意,他们敏锐地意识到,这是未来国防军工的重要发展方向,也是人类未来在现实中投下的影子。就这样,一个人被从西伯利亚的工作监狱中释放了出来,他竟是苏联航天史上最重要的人物:谢尔盖·帕夫洛维奇·科罗廖夫(p3)。

      科罗廖夫1907年出生于苏联乌克兰共和国的日托米尔。他从小就对任何能飞的东西充满了兴趣,甚至还用被单作为翅膀,尝试像鸟一样飞起来。在明白自己无法成为一只鸟之后,他明白人类需要借助空气动力学知识飞上天空,于是他学习空气动力学,并独立设计成功一款滑翔机。1929年,已然大学毕业的飞机设计师科罗廖夫拜访了我们先前提到的航天之父——齐奥尔科夫斯基。他们的会面改变了苏联航天的历史。正是在这次会面上,科罗廖夫决心将攻关方向从航空转向航天,从大气层内转向大气层外。

      俄罗斯的航天梦——辉煌的历史,未知的未来
      P3

      1931年,科罗廖夫与苏联的其他火箭爱好者一起,组成了反作用运动研究小组,开始向火箭发动机的研制进军。一群充满智慧而心怀梦想的人们在一起工作,总能以极高的效率产出顶尖的成果。1933年,世界上第一台液氧汽油火箭发动机在这个小组诞生。紧接着,小组进行了苏联第一枚液体燃料火箭的试射。同年,苏联成立了世界上第一个火箭科学研究所,科罗廖夫任副所长。

      然而,在苏联日益扩大化的肃反中,科罗廖夫也受到了波及,被押往西伯利亚。对于他入狱的原因,众说纷纭,有人认为单纯是肃反扩大化导致的,也有人认为是国家为了在肃反浪潮中保护他而故意让他入狱的。总之,入狱后不久,他就转到了特种监狱,继续从事火箭研究工作。在西伯利亚的苦寒里,科罗廖夫只能与自己深邃的思想和纸笔为伴,但就是在这个监狱中传出的图纸,让苏联第一代导弹和中程导弹一飞冲天。没人知道他在监狱中的每个日夜是如何度过的,在想些什么,但我想,他的所思所想一定已经超越了自身的荣辱,甚至超越了国家的界限,意识形态的壁垒,飞向了无垠的太空。或许,在每个无眠的夜里,他正乘坐自己日后将要设计的火箭,在大气层外遥望地球,思考着人类的生存与存在。

      二战中,应国家的需要,科罗廖夫被释放,并在之后被恢复名誉。二战后,他出任苏联弹道式导弹总设计师。1947年,苏联第一枚弹道火箭样机发射升空,1949年,第一枚导弹R-1A发射成功。1957年,人类第 一枚洲际导弹R-7成功试飞。自此,苏联已小心翼翼地穿出了大气层,下一步就是要发射更大的火箭,将卫星送入地球轨道,再进一步向太阳系深处进发了。于是,顺着齐奥尔科夫斯基说过的话,苏联的航天开始了它的峥嵘岁月。


      峥嵘岁月

      就在1957年,R-7导弹首飞的同时,一种在R-7的基础上改装而来的火箭:卫星号运载火箭,也完成了研制。正如它的名字所意味的那样,这枚火箭将把人类第一颗人造卫星送上太空。卫星名叫斯普特尼克1号(p4),是一个金属球状物,直径0.58m,重83.6kg。卫星的结构并不复杂,内含两个雷达发射器和4条天线,用于探测电离层无线电传输性质以及对地通信,同时携带气压计和温度计,用以记录高层大气的物理参数信息。卫星的科学目标很简单,但其意义十分重大:人类将第一次地,把一个人造物体送入地球轨道。从牛顿时代就开始的梦想,终于即将成为现实。

      俄罗斯的航天梦——辉煌的历史,未知的未来

      P4


      1957年10月4日,在拜科努尔发射场,随着一声轰鸣,斯普特尼克1号卫星搭载卫星号运载火箭腾空而起。不久,喜讯传来:卫星顺利入轨。人们在地面上探测到了卫星传输回的信号,第一次获得了来自太空的科学数据。人们欢呼雀跃,为了这次任务的胜利,也为了在与美国的航天竞赛中先拔头筹。

      说起苏联航天,就不得不提美国。我们看得出,第一颗人造卫星的科学目标其实非常有限,驱动它以及运载火箭以如此快的速度研制成功并发射升空的动力,主要来自于其政治意义。能够先于美国发射第一颗人造地球卫星,是在彰显苏联制度的优越、苏联技术的先进,有助于提高国民自豪感,稳定社会主义制度并推进国际共运的发展,也有助于树立强大的国际形象,使其在外交事务中取得胜利。在同一目标的驱使下,苏联紧接着(同年11月3日)发射了第二颗地球卫星,这次任务将一只小狗,莱卡(p5),送上了天。这次的卫星质量(包括小狗)有508.3kg,相比第一颗有了较大提升。次年5月15日,质量为1327kg的斯普特尼克3号卫星同样成功发射升空并入轨。这几次发射都是卫星号运载火箭承担的,因此有必要对卫星号运载火箭的性能参数进行简要介绍:

      ˆ 火箭构型:1级火箭+4枚圆锥形助推器。

      ˆ 全箭参数:全长29.167m,底部最大直径10.3m,起飞质量267.3t,起飞推力3904.4kN,推重比为1.49,近地轨道的运载能力为1327kg。

      ˆ 助推器参数:全长19.8m,直径2.68m,起飞质量为42.5t,结构质量3.5t,推进剂质量39t,采用RD-107发动机,每台发动机有4个主推力室和2个游动推力室,推进剂为液氧/煤油,海平面推力821kN,主机海平面比冲2452.5N·s/kg,游机为2442N·s/kg,工作时间120s。

      ˆ 一子级参数:长28.75m,直径2.95m,起飞质量95.7t,结构质量7.2t,推进剂质量88.5t,采用RD-108发动机,推进剂同助推器,海平面总推力额定值为722.3kN,对应减额值为620.3kN,真空总推力912.3kN, 真空比冲3021.5N·s/kg,工作时间300s。

      俄罗斯的航天梦——辉煌的历史,未知的未来
      P5

      征服了近地轨道后,苏联的下一个目标就是离我们最近的大型自然天体:月球。在卫星号火箭的基础上,很快研制成功了月球号运载火箭,它不再采用1级构型,第一次使用分级火箭。更长的工作时间让月球号运载火箭有能力将人造物体送到月球轨道。

      1959年1月2日,月球1号搭载月球号运载火箭在拜科努尔发射升空,并在两天后以地月距离的1/80的距离飞掠月球。由于未被月球引力场捕获,月球1号卫星最终成了太阳系的一颗人造行星,像地球一样围绕太阳旋转。这是人类发射的第一颗摆脱地球引力的人造天体。苏联政府宣布,人类首颗月球探测器已从月球近旁飞过,这一消息瞬间占据了全球报纸的头条,美苏月球竞赛也就此打响。

      月球1号原计划是撞击月球,但因为轨道偏差与月球擦肩而过。苏联显然不打算就此罢休,同年9月12日, 月球2号腾空而起,沿着修正过的航线向着月球撞去。这一次,人类手中抛出的物体第一次撞到了地球以外天体的表面。虽然月球二号的无线电通讯装置在撞击后损坏,就此失去了与地球的联系,但是它在撞击前传回的数据仍然为人类提供了重要的信息:月球没有磁场,且没有像地球的范艾伦带一样的辐射带。美国在1958年发射的探险者1号卫星发现了范艾伦带,能够第一次穿越范艾伦带就发现它,这彰显了美国航天工作相对而言的细致,正是这种细致使阿波罗计划成为了可能。

      苏联紧锣密鼓的月球计划仍在进行,就在月球二号发射1个月后,月球三号发射成功,这次它拍到了人类第一张月球背面的照片。由于长期的潮汐锁定效应,月球的自转与公转周期趋于相同,于是始终以一面朝向地球,这一面被我们称为月球正面。月球三号让我们战胜了几十亿年的潮汐锁定,第一次得以窥得月球背面的容貌:

      俄罗斯的航天梦——辉煌的历史,未知的未来
      P6

      与月球计划并行的,还有苏联的载人航天计划。1960年8月19日,斯普特尼克5号飞船发射升空,它是苏联东方计划中的一艘试验飞船,飞船上搭载了2只苏联太空犬Belka和Strelka,1只灰兔、40只小鼠、2只大鼠 和若干苍蝇、植物和真菌。飞船于次日成功返回地面,完好无损地带回了活着的所有成员。Strelka甚至在之后又生了6只小狗,不知道她会不会为她的孩子们讲述自己当年在太空中俯瞰地球的事迹呢?

      或许不会,因为狗的语言中或许无法包含这么多的信息,这样的任务还需要人来完成。斯普特尼克5号的成功证明了载人宇航飞行的可行性,于是在第二年,也就是1961年4月12日,尤里·加加林(p7)坐进世界上第一艘载人飞船,东方一号,搭载东方号运载火箭飞上太空。

      俄罗斯的航天梦——辉煌的历史,未知的未来

      P7

      “飞船运行正常。我能够在舷窗中看见地球。一切均按计划进行。”——八分钟后,太空中传来的无线电波报送着这样的信息。第一个进入太空的人类,在向地球母亲报告他的平安。两小时后,在经历了史上最快的环球旅行后,加加林和他的飞船再次进入大气层。离地7km时,加加林与飞船分离,并打开降落伞成功软着陆。飞船的降落伞似乎并没有成功完成减速,因为据目击者所言,飞船撞击地面时仍然有较高的速度。但是加加林却成功再次站到了大地上,据说旁边的一户农民看到他穿着怪异的装束从天而降时,吓得连连后退,直到加加林用俄语告诉她们自己也是和她们一样的苏联人,且现在需要的就是一部电话,好打给莫斯科 之后,她们才放松下来。

      苏联不缺加加林这样的“猛男”,也不缺“猛女”。1963年,人类第一位女航天员,瓦莲京娜·弗拉基米罗夫娜·捷列什科娃(p8),也搭载东方系列飞船飞上太空,并飞行了70多个小时,绕地球48圈。她在飞行过程中拍摄的地球大气层照片后来成为了识别大气层顶的重要依据。她现在还活着,且仍然活跃在社会活动的一线,并希望能参与火星探险。值得一提的是,去年通过的涉及总统任期的俄罗斯修宪提议,最初正是她递交的。在第一位女航天员升空后,苏联又先后实现了人类第一次多人航天和第一次太空行走。

      俄罗斯的航天梦——辉煌的历史,未知的未来

      P8

      载人航天是一个系统工程,但将航天员送入太空的火箭尤为重要。东方号运载火箭拥有着两种工作模式,分别是月球探测与载人航天,由于对运载能力的高要求,其起飞质量大大超过了先前的火箭型号,具体参数如下:

      俄罗斯的航天梦——辉煌的历史,未知的未来

      苏联载人航天计划的成功是轰动性的,它同时也给了苏联航天人很大的勇气和自信,认为人类的肉体能够征服更远的空间。下一个目标,当然就是月球。其时,1962年苏联已经成功发射了人类第一个飞掠火星的探测器,这让他们相信,只要拥有更大推力的火箭,我们可以把人类送上月球。在这样的需求下,闪电号火箭应运而生。1966年,月球9号搭载闪电号实现了人类探测器的第一次月面软着陆。

      闪电号是首个芯级有三级的火箭,其主要性能参数如下:

      ˆ 【外形和质量参数:全长:43.44米;芯级最大直径:2.99米;起飞质量:305000千克】

      ˆ 【助推器:数量:4;发动机:RD-107-8D74K;推进剂:煤油/液氧;助推器推力:994.7千牛;工作 时间:119秒】

      ˆ 【第一级:发动机:1台RD-108-8D75K;推进剂:煤油/液氧;单台推力:940.8千牛;工作时间:301秒】

      ˆ 【第二级:发动机:1台RD-0108;推进剂:煤油/液氧;单台推力:294千牛;工作时间:200秒】

      ˆ 【第三级:发动机:1台S1-5400;推进剂:煤油/液氧;单台推力:66.7千牛;工作时间:192秒】

      ˆ 【运载能力:近地轨道:6783千克;地球同步轨道:1600千克】

      同年,搭载闪电号,金星3号也实现了人类首次进行探测与硬着陆。后来,1975年,闪电号将金星朹号送入轨道,后者传回了人类迄今唯一一张金星照片,不过这都是后话了。

      另一种型号的大运力火箭,质子号,也在这时研制成功,它后来成了俄罗斯航天运载的主力之一,主导了很多空间站的发射。

      但是人们清楚,要想实现载人登月,必须使用更为强大的火箭。彼时美国正在研制土星-5号,它是人类历史上推力最大的火箭之一。苏联也不甘落后,研制了N-1火箭(p10),后者成为了人类历史上最大的烟花,没有之一。

      俄罗斯的航天梦——辉煌的历史,未知的未来

      P10

      N-1火箭在1965年研制完成,并在1969-1972年进行了4次发射,每次发射都失败了,前三次还都在近地面处发生了爆炸,造成了巨大的破坏。N-1火箭的第一级拥有30台发动机,这些发动机由推力控制系统——KORD系统指挥,但正是KORD系统的问题导致了前两次失败。第一次失败是因为KORD系统的频率与第一级共振频率相似,因此使得KORD过于敏锐地捕捉到了第12发动机中的电压波动,错误的认为其已经失效,从而错误地关闭了发动机。为了保持推力平衡,一个发动机的关闭产生了连锁反应,最终导致所有发动机的关闭,火箭失去推力而自由滑翔,并在52公里外触地爆炸。第二次失败是因为发动机吸入了外来碎片而爆炸,但KORD却随即发布了其它发动机停机命令,致使火箭摔回发射工位,产生了人类历史上最大的非核爆爆炸。第三、第四次的发射更加接近成功,但一些原本在地面实验时可以发现的问题导致了失败。总而言之,这四次失败都是十分必然的,因为N-1火箭在缺乏资金的情况下,不同的总工程师和工程部门因为利益冲突而难以有效合作,且科罗廖夫的逝世让研制团队更加群龙无首。从客观条件来看,一次性控制30台大推力发动机,在计算机技术尚不发达的当时,可能是一件很困难的事情。种种原因导致了N-1的失利,随着美国登月的成功,苏联逐渐放弃了N-1火箭以及载人登月的计划。但N-1却为后来更为强力的能源号火箭打下了基础,而后者成为了苏联航天史最后的强音。


      最后强音

      登月竞赛失利后,苏联开始转战其它领域。空间站方面,1971年发射人类首个空间站“礼炮一号”,它是由之前提到的质子-M火箭发射的,由于这个火箭使用剧毒气体偏二甲肼作为燃料,所以也被戏称为“最强毒发”。同年,火星2号探测器实现人类首次火星硬着陆。仅仅5天后,火星3号就抵达了火星,并完成了人类首次火星软着陆,并成功从火星上向地球发回了信息,虽然只工作了7秒的时间。1975年,人类首幅金星地表图片由苏联金星9号传回,这也是人类唯一一幅金星表面照片(p11)。1984年,斯维特兰娜·萨维茨卡娅漫步太空, 成为了第一位在太空中自由行走的女性。1986年,哈雷彗星回归,苏联探测器维嘉朱号飞掠哈雷彗星。同年,人类首个第三代空间站——苏联的和平号空间站,也开始了紧锣密鼓的建设。苏联在登月折戟后,又马不停蹄地开展了新的探索,创造了一个又一个新的奇迹。

      俄罗斯的航天梦——辉煌的历史,未知的未来

      P11

      随着这一连串的胜利信息,苏联二十年来憋的一个“大招”终于显形了。那就是能源号——迄今为止世界上运载能力最强的火箭。能源号的研制工作可以追溯到60年代,1973年,美国进行了技术转型,放弃土星5号而转向航天飞机,但苏联仍在研究低温高能推进技术。吸收N-1火箭的技术遗产,并经过长时间的研究、论证和设计、制造,能源号终于在1987年完成了首飞。能源号是一个原型机,在它的基础上,可以搭载航天飞机,甚至可以进行火箭回收,就像现在Space-X做的一样。能源号的首飞虽然因为一个技术故障没能顺利入轨,但已经相较N-1火箭有了质的提升。第二次试飞,能源号成功搭载“暴风雪”号航天飞机升空,后者随后完成了自动返回、滑翔、着陆。一时间,西方霸权又一次感受到了苏联即将在航天领域全面碾压自己的压力。如果能源号开始常规工作并开始回收利用,西方在航天方面将毫无优势可言。

      为了理解西方霸权的心理,我们来看看能源号的参数:

      ˆ 外形和质量参数: 【全长:60米;助推器直径:3.9米;助推器高度:38.3米;二级芯直径:7.7米;质 量:2400000kg, 2400T。】

      ˆ 芯级:【发动机:4台RD-0120;推进剂:液氧/液氢;推力:5,800-7,500kN;比冲:359秒海平面,455秒真空;工作时间:480-500秒。】

      ˆ 助推级:【发动机:4台RD-170;推进剂:煤油/液氧;推力:29000-32000kN;时间:309秒海平面, 338秒真空。】

      可见,这是一个庞然大物,单就助推器就比先前介绍的东方号系列火箭的整体要高、要重。它绝不是虚胖,它的芯级+2个助推级,推力可以达到7万多kN,是卫星号运载火箭的近100倍。相比之下,美国的土星5号只能提供3.4万kN的推力,相比之下,就小巫见大巫了。且土星5号已经不再使用,美国实际上已并不具备这样的运载能力。苏联独步太空的时代就要到来了。

      可是,命运弄人,刚刚讲述的能源号火箭的两次试射,就是它唯一的两次发射了。在能源号第一次发射的两年前,戈尔巴乔夫上台,随即开始了经济领域的改革。在能源号试射期间,戈尔巴乔夫的改革转向了政治领域,并逐渐失控。一个强大的国度,走向了它的末路。


      大鹏折翼

      苏联解体后,错误的休克疗法使得新俄罗斯民不聊生却寡头横生,航天事业赖以生存的组织基础与经济基础受到了严重打击,再也无法维持像能源号这样庞大的建造和发射任务了。但是过去留下的遗产还在,除了地面上丰富的人才储备与技术支持,现有的火箭设计图纸以及投产型号,还有天上的和平号空间站。随着1995年、1993年最后的两个舱段对接完成,和平号空间站建成。完整的和平号空间站全长达87米,质量达123吨,有效容积470立方米。它作为世界上第一个长期载人空间站,自诞生之日起,共在轨道上运行了15载,大大超过了5年的设计寿命。它绕地球飞行8万多圈,行程35亿公里,进行了2.2万次科学实验,完成了23项国际科学考察计划。共有31艘联盟号载人飞船、62艘进步号货运飞船与其实现对接,还9次与美国航天飞机对接,并联合飞行宇航员从这座“人造天宫”进行了78次太空行走,舱外活动的总时间达359小时12分钟。先后有28个长期考察组和16个短期考察组在上面从事考察活动,共有12个国家的135名宇航员在空间站上工作。宇航员在空间站上进行了大量生命科学实验、空间材料学和医学实验,取得极为宝贵的成果和数据。拍摄了许多恒星、行星的照片,进行了基本粒子和宇宙射线的探测,大大扩展了人类对宇宙的认识,还探索了从太空预报地震、火山爆发、水灾及其他自然灾害的可能性。2001年,空间站受控离轨,在大气层中烧毁(p12)。人们说:“苏联最后的国土于此时消失于天空之中。”

      俄罗斯的航天梦——辉煌的历史,未知的未来

      P12

      从和平号手中接过接力棒的,是国际空间站(ISS)。在国际空间站的建造过程中,俄罗斯也立下了汗马功劳。其第一个模块“曙光”号便是俄罗斯用质子-M运载火箭送上太空的。国际空间站开启了人类和平利用太空的新纪元,只可惜,因为中国彼时的航天实力并不强,且与西方意识形态不同,以美国为首的西方并没有准许将中国纳入这个大型国际合作项目中来。

      苏联解体后,俄罗斯在航天领域就再也没有完成任何一个举世瞩目的“世界第一”,甚至在新世纪常常以超乎常人的火箭发射失败率为世人所瞩目。我国的第一个火星探测卫星“萤火一号”,就在2011年搭载俄方火箭升空时因火箭原因而未能入轨,我们因此才坚定了自主探测火星的决心。与此同时,美国仍然不断地拓展着人类探索的疆界,虽然速度因为老对手的倒台而慢了许多:1995年他们首次发射探测器进入木星轨道并冲入木星大气,1997年人类首部火星车火星探路者号/旅居者号登陆火星,2004年人类首个探测器进入土星轨道并着陆土卫六,2011年信使号首次进入水星轨道,2012年人类探测器旅行者1号首次飞出太阳系,2015年新视野号首次飞掠冥王星,同年Space-X成功回收猎鹰9号火箭的1级,2018年帕克太阳探测器发射并将以史无前例的近距离探测太阳……就连后起之秀中国,也实现了人类首次月背软着陆,人类首次发射航天器到地月L2点,人类首次一次性完成绕落巡火星任务的创举。家底比肩美国的俄罗斯航天,竟没有再诞生哪怕一个人类第一。

      俄罗斯的航天梦——辉煌的历史,未知的未来

      俄罗斯并非不想重拾太空梦,2016年,俄罗斯航天国家集团公司成立,由俄罗斯联邦航天局和联合火箭航天公司合并组建,旨在以更统一的步伐重新迈向太空。在刚刚过去的2020年火星发射窗口中,俄罗斯本计划重启火星探测计划,但因为种种原因未能施行。在我看来,俄罗斯航天的根本问题在于经费不足。航天本就是一个烧钱的产业,且往往看不见即时的回报。俄罗斯作为资本主义世界的一部分,其航天活动符合资本市场的运作规律,即,资金总是流向效益最高的地方。美国目前的航天技术已经明显超过俄罗斯,欧洲作为一个整体也并不逊色,俄罗斯先前可以靠低成本的特定发射任务与美欧形成差异化竞争,揽得一部分市场份额,但这些内容往往是近地轨道运行,缺乏深空探测计划。俄罗斯火箭发射的低成功率是另一个问题,这使得俄罗斯航天产品的价格优势大打折扣,因为与失去整星的风险相比,人们还是倾向于选择高价安全的产品。况且,随着马斯克火箭回收技术的成熟,俄罗斯原有的价格优势也不复存在。总而言之,俄罗斯航天思路还没有走出苏联的“力大砖飞”模式,苏联模式允许大型项目的实施,也允许巨大的失败与烟花:我们再发一个就是了!但社会体制已发生了变化,俄罗斯的航天思维已然不适合当下的大环境。

      然而……


      太空就在那里

      是啊,太空就在那里。仰望星空是任何一个伟大的民族拥有的愿望,探索星空是只有最伟大的民族才能实现的事业,是它对整个人类的回馈和赠与。俄罗斯作为诞生了人类航天之父的民族,一定会重振航天雄风。未来的契机是明显的,而契机来自于东方:2021年4月23日,这一天不只是笔者的生日(划掉),更是中俄航天合作的一个里程碑:中国国家航天局和俄罗斯国家航天集团公司联合主办的国际月球科研站宣介会在南京召开。在会议上,中俄代表向世界宣布,将共同建设月球科研站。我们能明显地看出,随着中国各方面的崛起,人类航天事业的下一波浪潮已经逼近。中国在本世纪中叶要建成地月空间经济区,而这一经济区的建立,将标志着航天开始直接产生经济效益。月球科研站合作的实施可以看出,中俄未来将在宇宙探索方面开展更多的合作。俄罗斯可以以此为契机,重启过去宏大的项目,如能源号的改进与生产,与中国现有的航天能力形成互补(中国目前尚未掌握超重型运载火箭技术),同时,与中方人员在火箭运行稳定性等方面进行合作研究,提高俄罗斯火箭的成功率,改善俄罗斯航天的经费状况。到地月经济区基本建立时,一个能发射强大推力、安全可靠的火箭的俄罗斯航天系统,将成为俄罗斯经济的一个新的增长引擎。俄罗斯不能放弃宇宙,毕竟,齐奥尔科夫斯基的话还声声在耳:

      “地球是人类的摇篮,但人类不可能永远被束缚在摇篮里。”

      俄罗斯的航天梦——辉煌的历史,未知的未来

      作者:阿白特尔

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      俄罗斯的航天梦——辉煌的历史,未知的未来俄罗斯的航天梦——辉煌的历史,未知的未来

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      安得广厦天下间,大庇天下寒士俱欢颜,风雨不动安如山!

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