书城科普读物突破卡门线——运载火箭
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第12章 上升的红星——苏/俄运载火箭(2)

2002年10月15日,俄罗斯的普列谢茨克航天中心,一枚“联盟-U”号运载火箭点火升空。29秒后,第一级火箭的一台发动机意外脱离箭体,导致火箭飞行姿态倾斜,火箭当空爆炸。巨大的火球和浓烟升腾而起,燃烧着的残骸和碎片轰然坠地。一颗最先进的“光子-M”科研卫星被炸成粉末,多个国家几年的心血化为泡影。这次事故造成地面1人死亡,8人受伤。

20年来,“联盟-U”号运载火箭一直保持优秀成绩,这是第一次发生重大事故。经调查发现:有异物阻塞了火箭上一台发动机的导管,异物中包含铁和铬。铁和铬从哪儿来的呢?导管并不含有这两种物质。造成爆炸的原因可能是制造过程中的失误,也可能是有人故意在里面做了手脚。

“联盟-FG”号运载火箭主要发射卫星,进行社会、经济、科学研究和特殊用途,以及为国际空间站计划发射“联盟-TMA”号载人飞船和“进步-M1”号货运飞船。

“联盟-ST”号运载火箭是在“联盟-2”号的基础上研制的。“联盟-ST”号的任务是从库鲁航天中心发射卫星。“联盟-ST”号改进了安全系统、遥测系统和工作条件,改进后可以更好地接收来自地球的遥控。遥测系统主要将发射机改进成符合欧洲的遥测频段。根据国际有关标准,“联盟-ST”号运载火箭配备多种有效载荷的整流罩。

到2011年7月底,“联盟”号运载火箭共发射了112艘载人飞船,只有一次失败;发射137艘“进步”号货运飞船,全部成功。1983年9月27日,当一枚“联盟”号运载火箭准备起飞时,发射台突然着火,宇航员在飞船爆炸前乘逃逸火箭逃离了危险区。这是世界载人航天史上唯一一次使用逃逸火箭。

“能源”号运载火箭

“能源”号运载火箭号称是世界上起飞质量和推力最大的火箭。作为运载工具,“能源”号进行模块化设计,可发射大型宇宙飞船、航天飞机,也可用于发射太空武器。“能源”号由苏联能源科研生产联合体研制。1987年5月15日,“能源”号在拜科努尔航天中心首次发射,1988年11月15日第二次发射,将苏联的“暴风雪”号航天飞机成功地送上天。“能源”号运载火箭成为苏联运载火箭发展史上一个新的里程碑。

“能源”号运载火箭由一枚芯级火箭和4枚助推火箭组成,能把100吨有效载荷送上近地轨道。芯级火箭长约60米,最大直径8米,总重2400吨,不含推进剂重量400吨,起飞推力3500吨。芯级火箭有4台液体火箭发动机。助推火箭长32米,直径4米,重量365吨,不含推进剂重量25吨,有1台发动机。助推火箭可以随发射任务的要求而变化,可以捆绑2枚、4枚、6枚,甚至8枚助推器。

“能源”号灰色的身躯,在天地之间总透着一股杀气。“能源”号运载火箭爆发力极强,能把100吨的重量送上近地轨道,将30吨重的航天飞机送入太空并不稀奇,它完全有理由雄视四方。

“能源”号运载火箭拥有世界上最强大的推力,擅长于搭载超重、超大的有效载荷。“能源”号有三种本领:运载超大和超重卫星、运载航天飞机和运载重型太空武器。

“能源”号能将几十吨重的各种超重、超大卫星送入3.6万千米的静止轨道,也可把登月飞船一步送到位,直接送入月球轨道。“能源”号显示着人类的力量,见证着科技带给人们的震憾。

“能源”号屹立在发射塔,有20层楼高。发射时,助推级和芯级火箭同时点火,4台助推火箭工作完毕后,芯级火箭加速,能将航天飞机送到100多千米的亚轨道。航天飞机靠自身发动机动力进入400千米的低轨道。

谁控制了空间,谁就能控制地球。1980年,苏联研究出一种太空核雷——“极地”号反卫星核雷。它可以装备卫星致盲激光武器和自动防卫火炮等。“极地”号为黑色圆柱形,长37米,直径4.1米,重量80吨。这么重的大家伙,一般运载火箭根本吃不消,只能使用近地轨道运力达105吨的“能源”号。“能源”号能将苏联重100吨的“暴风雪”号航天飞机送上天,那么发射“极地”号也应该没有问题。1987年5月15日,第一枚“极地”号反卫星核雷升空,因惯导故障坠毁于太平洋。

“质子”号运载火箭

俄罗斯“质子”号系列运载火箭是苏联第一种专为执行航天任务而设计的大型运载器。在“能源”号重型运载火箭投入使用以前,“质子”号是苏联运载能力最大的运载火箭。“质子”号运载火箭1965年首次投入使用,早期失败较多。到2011年底共发射了452多次,其中,失败27次,成功率为94%,成绩一般。

“质子”号系列运载火箭分为二级型、三级型和四级型。目前正在使用的有“质子”号三级型和四级型两种。最大的“质子”号四级火箭高达61米。

“质子-6”号三级型火箭于1968年11月16日首次发射,低地轨道运载能力达到20吨,是世界上第一种用于发射空间站的运载火箭,曾发射过“礼炮-1”~“礼炮-7”号空间站、“和平”号空间站各舱段和其他大型低轨道有效载荷。1998年11月20日,“质子-K”号发射了国际空间站的近20吨的第一个舱段,可谓劳苦功高。

火箭看起来很温顺、很娇嫩,但性格暴烈,一不小心惹毛了它,就会爆炸。“质子”号运载火箭是“聪明面孔,笨脑子”。它英俊挺拔、高大伟岸的身躯震撼四方。人们每次都对它寄予很高的希望,但它像一个考试总失利的小学生,失败率几乎50%,很难让人满意。 20世纪80年代,“质子”号的成绩开始提高,现在已成为俄罗斯航天运载火箭的主力。

“质子”号运载火箭中,有的型号可以捆绑多达8枚助推火箭,推力增大50%。按照“质子”号火箭的运载能力,完全可以发射宇宙飞船。

“天顶”号运载火箭

“天顶”号运载火箭是苏联的一种中型运载火箭,有“天顶-2”和“天顶-3”两个型号,主要用来发射轨道高度在1500千米以下的军用和民用卫星。“天顶”号运载火箭还能在海上平台上发射。

“天顶-2”号是两级运载火箭,最大长度57米,最大直径3.9米。它的一级火箭还被用作“能源”号火箭助推级的助推器。

“天顶-3”号是三级运载火箭,最大长度61.4米,最大直径3.9米。它在“天顶-2”型的基础上,增加了一个上面级,用于将有效载荷送入地球同步转移轨道、其他高轨道或星际飞行轨道。

“天顶”号是苏联继“旋风”号后第二个利用全自动发射系统实施发射的运载火箭。在发射场,火箭呈水平状态进行总装、测试、转运至发射台。所有发射操作,包括火箭离开总装测试厂房,由铁路转运至发射台、起竖、连接电路、气动与液压系统、测试、加注推进剂、点火等都是按照事先确定的程序自动进行的。

“第聂伯”号运载火箭

“第聂伯”号从出生就是洲际导弹,可以打到地球的任何一个角落。苏联拥有千枚“第聂伯”号洲际导弹,它们是苏联全球战略的撒手锏。根据国际形势和军事机密,箭头经常指向不同的方向,令人毛骨悚然,让许多人每晚睡不着觉。西方战略专家看见这种黑色的导弹,心里就发毛,都称它为“魔鬼”。

冷战结束后,根据俄罗斯和美国达成的《削减战略武器条约》,这种弹道导弹在被销毁清单之列。俄罗斯和乌克兰两国将洲际导弹变废为宝,转为商用运载火箭——“第聂伯”号运载火箭。“第聂伯”号系列运载火箭有三种型号。

“第聂伯”号运载火箭的大部分发射均在拜科努尔航天中心发射场进行,可在地面发射,也可采用地下发射井方式。“第聂伯”号运载火箭的力气很大,运载能力很强,能够至少绕地球飞行半圈,发射几颗卫星简直是小菜一碟;低地轨道运载能力可达4吨。

“第聂伯”号运载火箭发射费用低廉,每次发射仅用800万~1100万美元,曾发射了欧洲空间局的“低温星”、德国的“大地星”等。

“第聂伯”号运载火箭曾在短短的一年中,就创造了两项世界纪录。2006年7月26日,“第聂伯”号运载火箭携带18颗卫星升空,要创造一项发射卫星最多的世界纪录。可惜,这个“倒霉蛋”运气不佳,在升空后86秒进行第二级火箭分离时,几个发动机突然失灵,随后急速坠毁。18颗卫星毁于一旦。它没有创造发射卫星最多的世界纪录,却创造了一次毁灭卫星最多的世界纪录。

“第聂伯”号运载火箭出身于著名洲际导弹之家,天生强悍,所以并不是好惹的。2007年4月17日,“第聂伯”号运载火箭又从拜科努尔航天中心发射场出征。这次它要发射14颗卫星,包括1颗埃及卫星、6颗沙特阿拉伯卫星和7颗外国大学的微型教学卫星。这次发射非常成功,14颗卫星运载准确定位。“第聂伯”号运载火箭创造了奇迹,举世震惊。它将一项世界纪录失而复得,成为世界上发射卫星数量最多的火箭,目前仍是该项世界纪录的保持者。