2020年俄罗斯主要航天事件总结
据俄新社报道,俄罗斯航天国家集团顺利度过 了“无事故的第二年”,在连续26个月里,圆满完 成50次发射任务。这也是自1993年以来俄罗斯航 天发射史上最为顺利的时期。2020年这一年,俄罗 斯“安加拉”重型运载火箭成功进行了第二次发 射试验,利用“光谱-RG”(CneKxp-P r)轨道天体 物理观测台对深空进行了 X波段观测,“海上发射”平台移交给了俄罗斯,研制了新型火箭航天装备。然而,这一年还面临了很多困难和不幸,譬如,国际空间站上出现裂缝,新型冠状病毒推迟了许多计 划的实施并夺走了俄罗斯著名航天科学家生命。以下梳理了俄罗斯新闻社对俄罗斯航天领域2020年 发生的主要事件。
1新型冠状病毒对航天领域造成的影响
2020年的新型冠状病毒使俄罗斯航天国家集 团的许多航天计划受到了影响,尤其是航天发射计 划。由于英国OneWeb公司破产,原本用“联盟”号运载火箭发射12次,实际上仅发射了 3次。结果,俄罗斯航天国家集团原计划2020年有超过30次的 发射任务,实际执行不到20次。
与欧航局联合研制的ExoMars火星着陆器原计 划于2020年发射,由于错过了发射窗口,则推迟至 2022年。此外,临时关闭了发射“联盟”号运载火 箭的法属圭亚那库鲁(Kypy)海外发射场。
当然,也有一些发射任务如期执行,比如,向国 际空间站发射“联盟”号载人飞船和“进步”号货 运飞船,和国防部的军用卫星发射任务。罗戈津称,国防计划与民用航天计划不同,必须要全力完成。
可惜的是,一些顶级科学家却不幸感染因冠状 病毒而离世:5月份,俄罗斯载人航天总设计师叶 夫根尼•米科林(EBreH H ftM H KpH H)去世。11月份,莫斯科国立大学核物理研宄所所长米哈伊尔•帕纳 修克(MnxaHJinaHaci〇K)也离世了。
2 “安加拉”运载火箭的成功发射
2020年12月14日成功发射了 一枚“安加拉-
A5”重型运载火箭,这枚火箭也是时隔6年的第二 次发射。
本次发射将一颗卫星模型和“微风-M”(EpH3-M)加速器顺利推入地球亚轨道。俄国防部 表示,下一步计划将2.4t重的载荷推至36000km的
地球同步轨道上。
正如罗戈津在发射后所说,2021年俄罗斯还计 划发射两枚(一枚重型和一枚轻型)“安加拉”系 列火箭。据报道,2021 —2022年期间俄罗斯一共要 完成6次“安加拉-A5”重型运载火箭的发射试验 任务。
“安加拉”重型运载火箭的研制主要是为了 取代“质子”号火箭,因为2025年后俄罗斯将不 再使用“质子”号运载火箭。最初,“安加拉”系 列运载火箭由俄国防部下达计划研制,但目前俄罗 斯航天国家集团
对“安加拉”系列运载火箭又有 了更多的研制思路。从2023年起,计划利用“安加 拉”运载火箭发射新型载人“鹰”飞船,接着,计 划将“安加拉-A5”升级为使用氢燃料的“安加拉- A5B”型,主要用于未来的载人登月计划。
如若使用“安加拉”号运载火箭执行载人登 月任务,则需要对其进行多次发射试验,为此,发 射场至少需要两个发射架或者两枚火箭发射需要 有一定的时间间隔。
3国际空间站裂缝问题
2020年,国际空间站发现有空气泄漏情况。曾记得,2018年“联盟”MS-09号载人飞船的“小孔”被迅速发现,尽管还未查明“钻孔”的罪魁祸首,但基本确定是人为造成的,可是,国际空间站俄罗 斯舱段的“星辰”号服务舱出现的裂缝要比2018 年的“小孔”情况复杂得多。
2019年9月,航天员首次报告了国际空间站存 在漏气情况,起初并没有引起航天员和飞行控制中 心的不安。然而2020年8月,国际空间站内的空
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气泄漏速度加快了 5倍后,开始引起了专家们的担 忧,于是,立即向国际空间站航天员下达查漏气 原因的任务。
俄罗斯乌克兰美国最初,据俄罗斯航天国家集团多次指出,漏气 位置应该是在美国舱段,但借助于专用检漏器开展 长时间的检测,发现漏气地点位于俄罗斯舱段的 “星辰”号服务舱,航天员暂时用耐热型的Kapton 胶带将其密封住,后又用橡胶和铝箔制成的密封胶 将其密封,但是还未能完全消除漏气。
漏气裂缝形成的原因尚不清楚,俄罗斯航天国 家集团载人航天负责人谢尔盖•克里卡廖夫(Cepreft KpHKaneB)在接受媒体采访时称,专家们已经确定,裂缝的形成不是因为金属疲劳所致。他也相信,裂 缝并不是由于飞船与国际空间站交会对接时的撞 击造成的。
俄罗斯航天协会一名成员亚历山大•霍赫洛 夫(AneKcaHjipXoxjiOB)曾提出了另外一种说法,认为裂缝很有可能是2020年到访过国际空间站的 “费奥德尔”人形机器人导致的。
克里卡廖夫称,国际空间站内的裂缝很可能不 止一个,现在航天员正在查第二条裂缝,当前,查 工作仍在继续。预计,“进步”号货运飞船将会在 2月份把裂缝专用修复工具运送至国际空间站上。
4宇宙天体图的绘制
俄罗斯和德国共同研制的“光谱” -R G轨道天 体物理观测台在2020年绘制了 X射线范围内最精 确的宇宙天体图,2020年12月底对宇宙深空又进 行了重新扫描拍摄。
一共计划进行8次拍摄,之后,根据所获取的 数据绘制成超高精度天体图。俄罗斯科学院空间研 究所
称,即便是第一次扫描,也要比1990年德国 R O S A T卫星获取的目前是世界上最好的天体图所 描绘指出的X射线源数量多10倍。当前己经发现 了大约一百万个弱X射线源以及一千多个强X射 线源。被发现的、处于活跃期的超大质量黑洞(星 系和类星系的核心)数量也很多,还发现了大约2 万个未知的星系云团和20万个新的恒星。
预计“光谱” -R G轨道天体物理观测台最终能够发现约300万个超大质量黑洞、10万个处于活跃 期的恒星和白矮星、数万个由恒星组成的星系云团 以及其它未知天体。
“光谱” -R G轨道天体物理观测台是俄罗斯目 前唯一的太空望远镜,替换掉了原先的“光谱”-R 太空望远镜,“光谱” -R主要是在无线电范围内探 测浩瀚无垠的宇宙。而俄罗斯下一个太空观测站 “光谱” -U F计划于2025年进入太空。
5 “海上发射”平台移居俄罗斯
世界上独一无二珠“奥德赛”海上浮动发射 平台及其组装-指挥控制船从长滩港出发,于2020 年3月抵达俄罗斯远东港口的造船厂,正式从美国 “移居”俄罗斯。
“海上发射”公司由俄罗斯、美国、乌克兰和 挪威于1995年共同创建。2010年,该公司宣布破 产。2014年,由于乌克兰危机,乌克兰生产的“天 顶”号运载火箭暂停生产,随后完全停产,从“海 上发射”平台的火箭发射计划也就停止了。
俄罗斯S7集团公司于2016年以1.5亿美元的 价格从火箭航天能源子公司买下了海上浮动发射 平台。2018年4月,俄罗斯S7公司成为海上浮动 发射平台“奥德赛”号的所有者,并投资了 2.2亿 美元进行翻修。根据原计划,2019年至2023年期 间,“海上发射”平台将发射12枚“天顶”号运 载火箭。但近年来,俄乌关系的恶化导致乌克兰不 可能再恢复该火箭的生产,于是决定将海上浮动发 射平台移至俄罗斯境内。
俄罗斯航天国家集团建议,利用海上发射平台 发射“天顶”号运载火箭的替代品一 “联盟” -5
号火箭。同时,S7公司也在研制轻型运载火箭,为 此,该公司在乌里扬诺夫斯克收购了一家生产工厂。
但海上平台的修复费用具体数额尚不确定,S7 集团公司曾经估算的维修总成本约290亿卢布,而俄 罗斯副总理尤里•鲍里索夫(K)pHftE〇p H C O B)在8月24日举办的“军队-2020”论坛上表示,俄罗斯计划 修复全球这套唯一海上浮动发射台——“海上发射”项目的海上浮动发射台,经初步估算,修复费用可能 需350亿卢布。而俄罗斯原子能公司估算的修复费用
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为838亿卢布(按2020年的物价计算),如考虑通 胀因素,则这一数字可能高达910亿卢布。
目前,还不清楚该海上浮动发射平台将由谁维修,又由谁出钱,但副总理尤里表示,海上发射平台将有 可能在2023—2024年期间恢复运作。
6甲烷燃料火箭发动机的研制
俄罗斯航天国家集团的新思路思若泉涌,相继 宣布了 “联盟” -5和“联盟” -6号运载火箭的研制 之后,又下令研制“阿穆尔” -L N G号运载火箭。“阿穆尔” -L N G运载火箭应该是俄罗斯历史上第 一款使用天然气燃料的火箭,也是俄罗斯历史上第 一种具有动态着陆系统的重复利用的运载火箭,也 就是说,如同美国“猎鹰” -9号一样,该运载火箭 安装有可伸缩支撑架。
俄罗斯在上世纪90年代就对甲烷发动机进行 过测试,但这些技术却没有得到进一步的发展。有 人曾设计了一款用燃气作燃料的轻型火箭以及用 甲烷作燃料的“联盟”号系列运载火箭(注意,这 里的“联盟”号与现在的运载火箭只是同名,并非 同一款火箭),但这些项目没有进一步向前推进。然而,在美国开始为“蓝起源”(Blue Origin)
和“联合发射联盟”(UnitedLaunchAlliance)公司 研制的火箭以及SpaceX公司研制的甲烷燃料运载 火箭进行测试后,一切都改变了,于是,开始重新 提出和审核过去俄罗斯曾有过的旧方案。
用甲烷代替煤油作为火箭发动机燃料的一个显 著特点是,甲烷燃烧后不会有烟灰形式的产物残留 在发动机中,是一种清洁燃料,因此,适用于可重复 利用的运载火箭,并且维护起来要容易得多。
除了技术创新外,俄罗斯航天国家集团在历史 上还首次把限制发射成本写入了文件,即,发射成 本控制在220万美元至3500万美元之间。
“阿穆尔” -LNG是两级中型运载火箭,具有多 次使用的特点(与马斯克研制的火箭一样,可重复利 用10次),发动机为RD-0169甲烷发动机。从东方 发射场可以将9.5t重的货物运至近地轨道(火箭的 第一级可多次重复使用),也可以将12t重的货物运 至近地轨道(但只是一次性使用)。多次重复使用的火箭第一级着陆平台位于鄭霍次克海海岸。
文件称,考虑到“阿穆尔”运载火箭第一级多 次利用时需要维修维护时间,因此,东方发射场将 该火箭每年的发射次数定为15次。
俄罗斯航天国家集团总裁罗戈津曾在Facebook上提到,用于载人登月的“叶尼塞”号超 重型运载火箭研制计划可能要进行重新修订。俄罗 斯用于深空探索和探测的新型超重型火箭发动机 将可能使用甲烷作燃料。
7航天员选拔
2020年俄罗斯航天员队伍又补充了 7名成员,他们于2018年入选预备航天员,进行了为期2年 航天员训练,8名预备航天员中有1名未能通过考 试,而这名落选者的哥哥是现役航天员叶夫根尼•普罗科皮耶夫(CepreiillpoKonbeB)。
据俄罗斯加加林航天员训练中心称,俄罗斯目 前有30名现役航天员,其中只有1名女航天员。
俄罗斯航天国家集团在2019年又开始了新一 轮的航天员选拔工作,这次又选出4名预备航天员,但遗憾的是没有俄罗斯女性加入。
虽然没有女性通过,但最后的希望仍然存在,那就是女演员。2020年俄罗斯航天国家集团与俄罗 斯电视台第一频道联合对外宣布,计划2021年在 国际空间站上拍摄名为《挑战》的故事片,总共预 计共选出30名女演员,选出的演员将接受太空飞 行训练,然后按照计划在国际空间站驻留l〇d。
此前,俄罗斯政府副总理尤里称,政府不会拨用 财政预算拍摄此电影,至此,制片人尚未对外宣布拍 摄资金来源。
8发射“冻原”卫星,完善空间预警系统
2019年8月,俄罗斯“火箭”航天能源集团总 裁伊戈尔•奥扎尔(HropbChap)称,俄罗斯的“圆顶”导弹空间预警系统现处于战斗值班状态。之前,俄罗斯国防部网站曾报道,“圆顶”空间预警系统 于2017年12月就己经进入试验性战斗值班状态。
正如奥扎尔所说,第4颗“冻原”卫星发射后,俄罗斯完整统一的空间导弹预警系统才达到最低配
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置水平。2020年5月22日,俄罗斯用“联盟” -2.1b 运载火箭在普列塞茨克发射场发射了这颗卫星a 所有的“冻原”卫星都部署在地球高椭圆轨道 上。据报道,俄罗斯的太空监控系统还包括了地球静 止轨道上的卫星,由此,该系统一共有10颗卫星。
同时,俄罗斯空天军总司令谢尔盖•苏罗维金 (CepreiiCypoBH KHH)称,俄罗斯导弹攻击空间预警 系统计划于2024年全面部署完毕。统一完整的空间 预警系统可以缩短弹道导弹发射的预警时间,并提高 导弹攻击威胁信息的可靠程度。此外,国家领导人还 能通过空间导弹预警系统更早地知晓此类威胁。
俄罗斯还存在第二个导弹预警系统,该系统由 多个地面雷达站组成,可以收发导弹飞行轨道数据,生成有关导弹袭击预警信息,然后将这些预警信息 传递到国家和军队指挥部门,还可以为莫斯科的反 导防御系统获取必要的信息以及空间监测系统的 监测数据。
9国际空间站创飞行下了历史最短飞行时间
记录
2020年10月,“联盟”MS-17号载人飞船创
下了向国际空间站运送航天员的最快速度世界纪 录:从拜科努尔发射到与国际空间站交会对接仅仅 用了 3h3min。
之前,这种超快速交会对接方案在2018—2020 年期间用5艘“进步”号货运飞船进行了试验验证。俄罗斯航天国家集团总裁罗戈津称,现在飞国际空 间站要比从莫斯科飞布鲁塞尔的时间还要短。
但是,俄罗斯火箭航天能源公司的弹道专家认 为,此次飞行时间还可以再缩短,并提出了 1.5〜2h 内即可抵达国际空间站的飞行方案。
俄罗斯载人航天领域发生的另一个重要事件 是于2020年4月首次利用“联盟” -2.1a运载火箭 发射了“联盟”MS-16号载人飞船,“联盟” -2.1a 是一款完全由俄罗斯自主研制的运载火箭,在此之 前,一直使用“联盟”F G型运载火箭,而该运载火 箭的控制系统由乌克兰生产制造。
“联盟” -2.1a运载火箭的飞行可靠性在发射 “进步”号货运飞船时得到了验证,而于2019年8月又用该运载火箭对“联盟”号载人飞船进行了 无人发射,载荷包括“费奥多尔”机器人。
10未来将可能采取“轮流”向国际空间站运送航天员的方案
2020年10月,美国航天员凯瑟琳•鲁宾斯 (K3T J1H H Py6nHC)乘坐“联盟”MS-17号载人飞船 飞抵国际空间站,这也是美国向俄罗斯订购的最后一 个飞船座位。未来,俄罗斯和美国将有可能采取“轮 流”发射方案向国际空间站运送船天员,也就是,美 国航天员乘坐“联盟”号载人飞船,而俄罗斯航天员 将乘坐美国的载人“龙”或“星际航线”(Starliner)飞船,采用这种“轮值运送航天员”方案是因为美国 在2020年
成功进行了“龙”飞船的载人飞行,美国 研制自己的载人飞船也是为了摆脱利用俄罗斯载人 飞船向国际空间站运送航天员的依赖性。
据N A SA提供的数据信息,自2006年以来,美国从俄罗斯共订购了 72个“联盟”号载人飞船 座位,总费用超过了 40亿美元。座位的价格从最初 的2000万美元增至9000万美元。俄罗斯航天政策 研宄所所长伊万•莫伊谢耶夫(HBaHMoHceeB)称,N ASA购买“联盟”号载人飞船座位的费用近些年 几乎全部用在了俄罗斯的载人航天领域。
11俄美航天领域的合作陷入僵局
美国商务部2020年开始对俄罗斯航天国家集 团的下属企业实施制裁,比如,制裁对象选择了生 产“联盟”号飞船的俄火箭航天“进步”公司和 集团的龙头企业一中央机械研宄院,而选择他们 作为制裁对象的原因尚未对外宣布。
俄罗斯科学院通讯院士安德烈•约宁(An^pefi H ohhh)认为,对俄火箭航天“进步”公司进行制 裁主要是因为美国想把俄罗斯最终赶出商业发射 市场,并破坏俄罗斯新型运载火箭的研制。
罗戈津已经向N ASA致函,要求N ASA解释俄 美双方如何在制裁条件下继续开展国际空间站项目,这种情况威胁着双方在此项目上的进一步合作。
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周生东译自互联网
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