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《高边疆之谋》专题本期走进俄罗斯军事航天(图)

澎湃新闻记者谢瑞强

[编者注]

11月25日,俄罗斯成功发射了下一代导弹预警卫星第五颗卫星,进一步提升了导弹预警能力。这是俄罗斯在反卫星试验后增强其军事航天能力的最新举措。

上个月中旬,俄罗斯国防部长绍伊古证实,俄罗斯已经成功测试了一种反卫星武器。绍伊古强调,此次试验产生的卫星碎片绝不会对人类太空活动构成威胁。美国、英国等西方国家对俄罗斯的反卫星试验反应强烈。据美国国防部称,“俄罗斯正在开发可能对美国和其他太空强国构成威胁的反卫星武器。”

进入新世纪,俄罗斯经济开始复苏和加速发展,加之“政治强人”在普京的带领下,一度深陷衰落的俄罗斯航空航天开始复苏,组建了一支航天大军,源源不断发射新型军用卫星、研制反卫星武器……从军事编制、装备、航天工业等方面,多管齐下提升军用航天能力。专题“高边疆战略”进入俄罗斯本期军事航天,并试图通过系列文章来分析振兴俄罗斯军事航天。

12月13日,俄罗斯“质子”-M运载火箭在拜科努尔发射场成功发射了俄罗斯卫星通信公司(RSCC)的两颗“快车”系列通信卫星。

这是继 7 月 21 日将国际空间站的科学舱送入太空后,今年质子系列火箭的第二次发射。

过去10年,“质子”系列火箭一共发射了75次,平均每年发射7.5次,但近几年SpaceX大大减少了发射价格及其可靠性由于性等因素,“质子”系列火箭的发射次数已减少到2.8。

其实,这也反映了俄罗斯火箭目前发展的一个尴尬:新型火箭不够强大,“安加拉”系列火箭一直无法正式开工。质子”-M等老火箭继续支持。

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质子-M 火箭发射。

旧火箭遇到新问题

“质子”运载火箭是苏联/俄罗斯研制的大型运载火箭,最大运载量约23吨。基本型于1965年7月下水,3月16日首飞,至今已服役近56年。它已经进行了 400 多次发射,包括从多个苏联/俄罗斯空间站发射任务和探月。

“质子”-M运载火箭是“质子”系列运载火箭的最新改进型,增加了“微风”-M上级,不仅可以满足俄罗斯的发射需求,同时也为国际用户提供商业服务。启动服务。在SpaceX“猎鹰9号”火箭成熟之前,其国际商业发射市场竞争激烈,其商业发射任务量占国际市场总任务量的近70%。

但在过去四年中,在 14 次发射中,仅进行了 4 次外国有效载荷发射。不仅发射次数大幅下降,国外有效载荷的比例也大幅下降。主要原因是国际发射市场的竞争日趋激烈。美国、印度、日本都在竞相研发新型火箭,尤其是SpaceX的“鲶鱼”影响最大。权衡之下,“质子”-M火箭的发射竞争力逐渐下降。

SpaceX的“猎鹰”9号火箭通过火箭核心和整流罩的第一级可重复使用,火箭发射成本已低至约5000万美元。报价很容易达到数亿美元。

“其实‘猎鹰’九号火箭使用可重复使用技术对降低成本有多大贡献,SpaceX没有透露具体信息,但SpaceX给国际商业发射市场带来的‘鲶鱼’效果是真实的,这也迫使竞争对手降低发射成本。”国际宇航联盟航天运输委员会副主席杨玉光告诉澎湃新闻。

2019年3月25日,Roscosmos总经理罗戈津表示,“质子-M”火箭的发射成本将降至与“猎鹰”9号火箭相当的水平,并已采取措施采取压缩陆基空间基础设施中心的一定开支,节省发射准备成本,从而降低质子-M火箭的发射成本。 “我们将恢复 Proton-M 火箭对猎鹰的竞争力,”罗戈津说。

质子-M火箭发射失败。

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杨宇光指出,在国际商业市场上,卫星运营商在选择发射服务商时,不仅会考虑发射成本,还会考虑政治影响和发射成功率。零件,那么发射可能会受到限制,而“猎鹰”九号火箭的选择就不存在这个问题。

俄罗斯“质子”火箭在2015年之前发射事故频发,成功率较低。即便近几年降价,国际订单依然难以获得。

自2001年以来,哈萨克斯坦拜科努尔发射场已进行了112次质子-M火箭发射,其中11次失败。此外,由于“质子”-M火箭使用的燃料含有有毒物质,根据哈萨克斯坦要求,“质子”-M火箭将于2025年退役,代之以“安加拉”-A5大型运载火箭.

除了“质子”-M火箭之外,“联盟”系列的另一款老火箭。联盟号于 1966 年 11 月 28 日首次发射,可以追溯到 1950 年代,因为它源自 R-7 洲际导弹。联盟号火箭是世界上最古老、发射次数最多的多用途运载火箭。

“苏联解体后,俄罗斯航天工业在管理体制、航天工业基础设施严重老化、人才等方面存在比较大的问题。比如项目经常延期,上线成功率不高。”杨宇光认为。

“猎鹰”九号火箭通过火箭芯第一级和整流罩的可重复使用性,大大降低了发射成本。

弱“安加拉”火箭

去年12月15日,俄罗斯在普列谢茨克发射场发射了新一代火箭“安加拉”-A5,将模拟配重送入地球同步转移轨道。

“这是该型火箭的第二次发射,第一次发射发生在2014年,首飞成功,但两次飞行之间的间隔如此之长,这在世界火箭史上开发。同样罕见的是,由于缺乏定型,'安加拉'系列火箭被推迟执行公务。”杨宇光说。

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“安加拉”火箭是苏联解体后俄罗斯研制的第一款新型火箭。该火箭从1994年开始研制,计划替代主要的商业发射力量——“质子”-M火箭和部分“联盟”系列火箭。

杨宇光介绍,“安加拉”火箭是一个通用化、系列化设计的火箭家族。

“安加拉”系列火箭不仅可以从本国发射俄罗斯现有的大部分航天器,减少对哈萨克斯坦拜科努尔发射场的依赖,还可以使用无毒推进剂。顺应世界火箭的发展趋势,俄罗斯航天界对其寄予厚望,投资超过数千亿卢布。

然而,“安加拉”火箭从研制到试射,经历了曲折。第一次试射原定于2000年各国火箭发射失败的图片,但后来因种种原因推迟,直到2014年才进行首飞。2014年7月,“安加拉”-1.2火箭成功发射, 2014年12月24日,承载能力更大的“安加拉”-A5首飞。

根据俄方公布的信息,“安加拉”系列火箭的主要动力是RD-191液氧煤油发动机,最大推力为192吨。它采用模块化设计。 “安加拉”系列火箭分为小型“安加拉”-1.2、中型“安加拉”-A3、大型“安加拉”-A5,接近地球轨道运载能力可以覆盖3.8~25 吨。

苏联解体后,俄罗斯自主研制的最大容量火箭是“安加拉”-A5,但研制计划进展并不顺利。

“虽然‘安加拉’-A5已经成功发射了两次,但由于样品太少,还需要多次测试才能最终定型。”杨玉光指出。

罗戈津曾在2020年表示,2021年俄罗斯计划进行两次“安加拉”火箭发射,一次用于轻型火箭“安加拉”-1.2,另一次用于大型“安加拉”-A5,但就目前而言,发射时间推迟了,这无疑会导致项目进一步延误。

“与其他国家研发新型火箭相比,‘安加拉’火箭可以说起步早,但已经晚了,”杨宇光告诉澎湃新闻,“这是资金、技术、人才和国际制裁是很多因素叠加的结果,不仅火箭,其他航天项目也深受这些因素的影响。”

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除了“安加拉”系列火箭外,俄罗斯也在研制“联盟”-5新型火箭。2015年8月,俄罗斯“进步”火箭与航天中心向外界宣布发射“联盟5”火箭研制项目。按计划,2020年至2021年进行火箭的组装发射和调试工作,2022年至2025年进行多次试射。

罗戈津于2020年6月向外界介绍,俄罗斯正在研制的“联盟-5”火箭将分为载人和商业载荷两种。 “一种用于携带新型载人航天器,另一种用于简化和降低发射商业有效载荷的成本。”

据悉,“联盟五号”是两级运载火箭,火箭体最大直径4.1米,发射重量约530吨。使用的燃料和氧化剂分别是煤油和液氧。它将用于发射俄罗斯正在研制的“联邦”载人航天器和商业卫星。由于发射飞船和卫星时运载火箭的配置不同,“船”和“卫星”版本的联盟五号火箭总长度分别为65.9米和61.7米,最大载重约15吨。

根据计划,联盟5号火箭预计将于2022年用于首次载人发射,新的“联邦”飞船将于2023年发射升空。

据俄罗斯航天公司介绍,一枚“联盟-5”火箭的发射成本预计约为6000万美元。 18% 的市场份额。

“联盟” - 2.1b 火箭队。

重型火箭项目停止或影响载人登月计划

重型运载火箭是航天强国的标志之一,只有少数航天强国在研制这种火箭,目前只有中国、美国和俄罗斯是这条赛道上的强者,但俄罗斯却宣布了今年“退休”。

据俄新社此前报道,俄罗斯能源火箭与航天集团进步国家设计中心主任巴拉诺夫今年9月表示,俄罗斯已停止“叶尼塞”重型火箭的技术设计工作. .

为实现载人登月等深空探测任务,俄罗斯航天局于2016年启动重型火箭的示范工作。2018年1月,俄罗斯总统普京签署总统令批准启动研制。重型火箭。 2019年1月,罗戈津将重型火箭正式命名为“叶尼塞”重型火箭。

“叶尼塞”重型火箭的构想。

根据俄罗斯相关规划文件各国火箭发射失败的图片,“叶尼塞”重型火箭基本近地轨道运力至少80吨,后续型号可增至100吨,极月轨道运力至少20吨。吨;它可以将俄罗斯“鹰”号的下一代载人飞船送入月球轨道。

“冷战时期,苏联研制了N-1和‘能源’重型火箭,为航天飞机研制的‘能源’两次成功发射。因此,俄罗斯有必要研制新型重型火箭。火箭。有技术基础和经验,只要资金充足,‘叶尼塞’火箭在2030年前实现俄罗斯的载人登月梦想不成问题。”航天专家黄志诚在接受澎湃新闻采访时表示。

因此,“叶尼塞”火箭的研制可以说是万事俱备,只欠东风,但这个“东风”——钱还没有来。在“叶尼塞”完成初步设计、即将进入真正实施阶段之前,“叶尼塞”重型火箭接连遭遇资金和技术难题,导致2019年10月以来进入纸质阶段,并无实质性进展。

据俄罗斯媒体报道,重型火箭的研制成本已从2.5万亿卢布(约合人民币2161亿)降至1.2万亿卢布,再降至7400亿卢布。但即便如此,该计划仍遭到俄罗斯政府的强烈反对,认为其高成本和无效的经济刺激导致“叶尼塞”联邦计划的最终制定未获批准。

事实上,俄罗斯已经开始考虑在没有“叶尼塞”重型火箭的情况下实施载人登月。据俄罗斯塔斯社2021年2月报道,俄罗斯能源火箭和航天公司开始探索使用四枚“安加拉”-A5火箭实现载人登月任务的可能性,即发射四枚“安加拉”-A5V火箭、载人飞船、登月系统和太空拖船分别送入轨道,然后进行在轨对接,实施登月。

军事科学院军事科学信息研究中心研究员廖晓刚认为,“安加拉”-A5V火箭计划涉及多轨对接,风险较大,后续在基地建立基地月亮也需要“叶尼塞”。 “这么重的火箭,因此,停止研制该型火箭可能会影响俄罗斯2030年载人登月目标的实现。