文/張雪松
美國(guó)載人登月進(jìn)入快車道,但俄羅斯卻受困于新一代火箭尤其是飛船的拖延。最近美俄就月球軌道空間站的討論中,美國(guó)希望俄羅斯到2024年也有把航天員送到月球軌道的能力,結(jié)果俄航天國(guó)家集團(tuán)公司老總羅戈津大嘴一張:何不改進(jìn)聯(lián)盟號(hào)飛船先對(duì)付一下,以后再研制聯(lián)邦號(hào)飛船?雖然這不是正式計(jì)劃,但俄聯(lián)邦號(hào)飛船的坎坷命運(yùn)可見一斑。
俄羅斯的聯(lián)盟號(hào)載人飛船堪稱老當(dāng)益壯。從1967年首飛的聯(lián)盟1號(hào)飛船開始,到現(xiàn)在已經(jīng)過了半個(gè)多世紀(jì),聯(lián)盟號(hào)飛船仍然是人類載人航天的“老黃?!保袚?dān)著航天員天地往返的重任,連美國(guó)也不得不依賴聯(lián)盟號(hào)飛船將航天員送上國(guó)際空間站。
話說回來,這種情況雖然有聯(lián)盟號(hào)飛船設(shè)計(jì)經(jīng)典的因素,但更多的是因?yàn)樘K聯(lián)和俄羅斯航天后續(xù)乏力。蘇聯(lián)末期已經(jīng)在研制兩艙式的大型新一代載人飛船,但還沒發(fā)射升空試驗(yàn),就遭遇了國(guó)家解體。俄羅斯航天繼續(xù)研制新一代載人飛船,工程師們提出過快帆(Kliper)飛船、TKS改進(jìn)型飛船等方案。美國(guó)提出重返月球,一開始并不打算和歐洲聯(lián)合行動(dòng),俄羅斯和歐空局就決定聯(lián)合研制新一代飛船,開始打算以快帆號(hào)飛船為基礎(chǔ),后來決定聯(lián)合研制先進(jìn)載人運(yùn)輸系統(tǒng)(ACTS),ACTS又叫載人航天運(yùn)輸系統(tǒng)(CSTS),它就是現(xiàn)在聯(lián)邦號(hào)載人飛船的前身。
▲俄羅斯新一代聯(lián)邦號(hào)載人飛船
CSTS飛船幾經(jīng)變更,從最開始?xì)W洲版聯(lián)盟號(hào)飛船發(fā)展為先進(jìn)的大型兩艙式飛船。它的返回艙類似美國(guó)阿波羅飛船的大型圓錐體返回艙,而服務(wù)艙選用歐空局的ATV飛船服務(wù)艙,發(fā)射總重量約18噸,這種大型載人飛船不僅可將航天員送往國(guó)際空間站,還具有將航天員送往月球軌道等深空空間的潛力。2009年俄羅斯航天局最終確定了新一代載人飛船的性能需求,飛船也改名為未來載人運(yùn)輸系統(tǒng)(PPTS),而且俄羅斯更傾向于自己獨(dú)立研制,而不是和歐空局聯(lián)合,同時(shí)美國(guó)向歐空局拋去合作的橄欖枝,歐空局決定將ATV飛船的服務(wù)艙改進(jìn)為獵戶座飛船的服務(wù)艙。俄歐在新一代飛船上分道揚(yáng)鑣,俄國(guó)新飛船被非正式地命名為羅斯號(hào)飛船(Rus)。
2013年12月19日,PPTS/Rus飛船的研制合同授予能源集團(tuán),也就是后來的聯(lián)邦號(hào)飛船。據(jù)有關(guān)資料,它分為近地軌道版和月球版兩種設(shè)計(jì),月球版飛船主要是服務(wù)艙更大可以容納更多推進(jìn)劑,具有更強(qiáng)的機(jī)動(dòng)能力。聯(lián)邦號(hào)飛船返回艙內(nèi)部增加尺寸可達(dá)18立方米,載人能力4~6人,自持飛行時(shí)間可達(dá)14天,其性能指標(biāo)在國(guó)際新一代飛船中也屈指可數(shù)。但由于俄羅斯航天經(jīng)費(fèi)預(yù)算不足,聯(lián)邦號(hào)載人飛船的研制進(jìn)度一拖再拖。
新一代載人飛船研制還只是更名和拖延,那發(fā)射使用的運(yùn)載火箭就近乎朝三暮四的鬧劇了。俄羅斯最早打算用安加拉火箭發(fā)射新一代飛船,并專門規(guī)劃了安加拉-5P型號(hào),不過2009年進(jìn)步設(shè)計(jì)局又提出Rus-M火箭的研制計(jì)劃并得到俄羅斯航天局的支持。Rus-M火箭使用RD-180發(fā)動(dòng)機(jī),幾乎就是美國(guó)宇宙神5火箭的翻版,但這種火箭的研制耗資巨大,最終不得不被迫放棄。2012年俄國(guó)再次選用安加拉-5P火箭發(fā)射新一代載人飛船,但是2016年局勢(shì)又一次發(fā)生變化,進(jìn)步設(shè)計(jì)局卷土重來推出了聯(lián)盟-5火箭。聯(lián)盟-5火箭計(jì)劃用于取代天頂號(hào)和中型質(zhì)子號(hào)火箭,還將以此為基礎(chǔ)研制重型火箭,同時(shí)俄羅斯航天部門又宣布用聯(lián)盟-5(后定名額爾齊斯河號(hào))火箭發(fā)射新一代載人飛船。
聯(lián)邦號(hào)飛船作為俄羅斯載人航天的重頭戲,突出反映了俄羅斯航天實(shí)力的衰落。聯(lián)邦號(hào)飛船在研制進(jìn)度上慘不忍睹:2009年研制剛開始時(shí),俄羅斯能源集團(tuán)樂觀地表示2015年飛船將進(jìn)行首飛,2017年進(jìn)行首次載人飛行。當(dāng)時(shí)信心十足的俄羅斯人還打算搶在美國(guó)新一代的獵戶座載人飛船之前上臺(tái),不過獵戶座飛船發(fā)射不斷延期,俄羅斯的聯(lián)邦號(hào)飛船延期更是有過之而無不及。2015年俄羅斯媒體就披露新飛船的首次載人飛行推遲到2024年,2017年末能源集團(tuán)也宣布將于2022年發(fā)射不載人的聯(lián)邦號(hào)飛船,2024年進(jìn)行聯(lián)邦號(hào)飛船的首次載人發(fā)射。
然而計(jì)劃不如變化,2018年俄羅斯衛(wèi)星新聞網(wǎng)報(bào)道,俄羅斯航天國(guó)家集團(tuán)公司提議將聯(lián)邦號(hào)飛船的首飛時(shí)間從2022年推遲到2026-2027年。這樣的變故背后有著多方面的考慮,一方面是航天國(guó)家集團(tuán)公司和進(jìn)步設(shè)計(jì)局簽訂研制合同,首枚聯(lián)盟-5火箭完成制造的時(shí)間已經(jīng)從2022年推遲到2025-2026年,無論如何2022年的時(shí)間節(jié)點(diǎn)是趕不上了;另一方面2027年也更接近俄羅斯重型火箭完成研制的時(shí)間,便于未來頓河號(hào)火箭或是葉尼塞號(hào)重型火箭發(fā)射聯(lián)邦號(hào)載人飛船進(jìn)行深空飛行試驗(yàn)。
▲俄羅斯提出的月球版聯(lián)盟號(hào)飛船想象圖
▲聯(lián)邦號(hào)模型
最后,俄羅斯還在參加美國(guó)主導(dǎo)的月球軌道空間站(LOP-G),美國(guó)希望俄羅斯能在2024年提供備份的載人月球軌道運(yùn)輸能力。要在平時(shí)這是俄羅斯炫耀自己載人航天能力的活素材,但現(xiàn)在卻讓俄羅斯人焦頭爛額:如果按俄羅斯自己的進(jìn)度走,聯(lián)邦號(hào)載人飛船的首次載人飛行怎么也要2028年甚至更晚了,肯定趕不上美國(guó)期待的進(jìn)度;如果按美國(guó)人的要求趕進(jìn)度,2024年來得及發(fā)射的載人飛船,似乎還真只有聯(lián)盟號(hào)飛船。難道真要讓羅戈津總裁說中,改進(jìn)聯(lián)盟號(hào)飛船支持載人月球任務(wù)么?
表面上看,為了應(yīng)付美國(guó)的要求,俄羅斯先用聯(lián)盟號(hào)飛船應(yīng)急似乎并無不可,但俄羅斯航天一直受困于預(yù)算不足,如果月球版聯(lián)盟號(hào)飛船上天的話,將來還會(huì)不會(huì)再繼續(xù)研制聯(lián)邦號(hào)飛船,那就要打一個(gè)大大的問號(hào)了。美國(guó)最近載人登月計(jì)劃又一次加速,雖然美國(guó)2024年登陸月球南極的做法,等同于拋下了國(guó)際合作伙伴,但對(duì)俄羅斯來說卻是一種解脫。俄羅斯航天終于可以按照自己的計(jì)劃研制聯(lián)邦號(hào)飛船了,這還真是好事多磨啊。