拜科努爾發(fā)射場(chǎng)事故致俄羅斯暫時(shí)無法實(shí)現(xiàn)載人航天
——這是自 1961 年以來首次!貨運(yùn)飛船赴國際空間站發(fā)射計(jì)劃亦陷未知。
為何俄羅斯航天集團(tuán)沒有備用方案?
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“聯(lián)盟 MS-28” 號(hào)發(fā)射瞬間(2025 年 11 月 27 日。塔斯社 、俄新社)
拜科努爾發(fā)射場(chǎng)事故:“聯(lián)盟” 號(hào)發(fā)射后 31 號(hào)發(fā)射綜合體受損
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11 月 27 日,“聯(lián)盟 MS-28” 號(hào)載人飛船從拜科努爾航天發(fā)射場(chǎng) 31 號(hào)發(fā)射臺(tái)點(diǎn)火升空,搭載宇航員團(tuán)隊(duì)前往國際空間站(ISS)。發(fā)射結(jié)束后,工作人員在發(fā)射臺(tái)下方的導(dǎo)流槽內(nèi)發(fā)現(xiàn)了燒毀的金屬結(jié)構(gòu)(金屬支架)。經(jīng)調(diào)查確認(rèn),發(fā)射綜合體的一個(gè)關(guān)鍵部件 —— 供技術(shù)人員為火箭做發(fā)射準(zhǔn)備的 “維護(hù)艙” 發(fā)生脫落。該發(fā)射綜合體目前是 “聯(lián)盟” 系列火箭(包括前往國際空間站的載人任務(wù))唯一在役的發(fā)射設(shè)施。此次損壞不僅導(dǎo)致該發(fā)射綜合體的火箭發(fā)射任務(wù)全面暫停,還可能對(duì)國際空間站的運(yùn)行計(jì)劃產(chǎn)生重大影響。
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俄羅斯航天集團(tuán)已對(duì)該事件作出回應(yīng),集團(tuán)方面并不傾向于夸大事態(tài)嚴(yán)重性:
“運(yùn)載火箭正常發(fā)射,無任何異常。飛船已成功與國際空間站對(duì)接,航天員團(tuán)隊(duì)已進(jìn)駐空間站,身體狀況良好。發(fā)射后已按慣例對(duì)發(fā)射場(chǎng)地進(jìn)行檢查(每次火箭發(fā)射后均需執(zhí)行此流程),期間發(fā)現(xiàn)發(fā)射臺(tái)部分部件受損。發(fā)射后出現(xiàn)部件損傷的情況客觀存在,因此此類檢查在全球航天實(shí)踐中均屬強(qiáng)制性要求。目前正對(duì)發(fā)射綜合體的狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估。修復(fù)所需的全部備用部件均已齊備,受損部件將很快得到更換。”
關(guān)于這一突發(fā)事件的具體后果,詳見本文深度報(bào)道。
31 號(hào)發(fā)射臺(tái):承載蘇聯(lián) / 俄羅斯航天史的 “功勛發(fā)射場(chǎng)”
31 號(hào)發(fā)射臺(tái)的發(fā)射綜合體擁有深厚的航天歷史,其運(yùn)營可追溯至 1961 年。自那時(shí)起,已有超過 400 枚 R-7 系列和 “聯(lián)盟” 系列火箭從這里發(fā)射升空。最初,該發(fā)射臺(tái)僅用于發(fā)射人造衛(wèi)星,后來逐漸承擔(dān)起 “聯(lián)盟” 系列載人飛船的發(fā)射任務(wù)。2020 年起,由于備用的 1 號(hào)發(fā)射臺(tái)(“加加林啟動(dòng)臺(tái)”)停止使用,31 號(hào)發(fā)射臺(tái)成為俄羅斯為國際空間站俄羅斯艙段運(yùn)送物資的唯一發(fā)射平臺(tái)。
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“聯(lián)盟” 系列火箭發(fā)射臺(tái)的獨(dú)特設(shè)計(jì)
R-7 系列火箭及其衍生型號(hào) “聯(lián)盟” 系列火箭的發(fā)射綜合體,與其他類型的 “發(fā)射臺(tái)” 存在顯著差異:這里的火箭并非 “站立” 狀態(tài),而是通過四個(gè)帶配重的支架夾住火箭的剛性 “箭體中部”,呈 “懸掛” 姿態(tài)。發(fā)射前,火箭下方的導(dǎo)流通道內(nèi)留有空曠空間,導(dǎo)流通道最終通向?qū)Я鞑郏创舜伟l(fā)現(xiàn)損壞的部位)。
而為了完成火箭發(fā)射前的準(zhǔn)備工作,導(dǎo)流通道內(nèi)部會(huì)伸出一個(gè)類似 “巨型桌柜” 的裝置 ——“維護(hù)艙”。這是一個(gè)三層金屬支架結(jié)構(gòu),技術(shù)人員可通過它接觸到發(fā)射臺(tái)下方的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。在發(fā)射前 44 分鐘,維護(hù)艙會(huì)收回至發(fā)射設(shè)施的凹槽內(nèi),火箭發(fā)動(dòng)機(jī)一側(cè)則會(huì)被厚重的金屬壁板封閉。
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上圖:11 月 27 日發(fā)射前的發(fā)射臺(tái),可見導(dǎo)流槽(下方區(qū)域)為空。
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(圖:發(fā)射后的發(fā)射臺(tái),導(dǎo)流槽內(nèi)可見燒毀的金屬支架。來源:俄羅斯航天集團(tuán)發(fā)射直播畫面。
事故原因初步判斷
初步推測(cè),此次事故可能是由于維護(hù)艙未完全收回凹槽,或在凹槽內(nèi)固定不牢固所致。最終,火箭發(fā)射后,維護(hù)艙墜入了導(dǎo)流槽底部。目前,俄羅斯航天集團(tuán)已無法使用該發(fā)射綜合體進(jìn)行下一次火箭發(fā)射。
俄羅斯是否有備用發(fā)射臺(tái)?
除拜科努爾發(fā)射場(chǎng)外,俄羅斯境內(nèi)及海外合作區(qū)域雖有其他可發(fā)射 “聯(lián)盟” 系列火箭的場(chǎng)地,包括東方航天發(fā)射場(chǎng)(俄羅斯境內(nèi))、普列謝茨克航天發(fā)射場(chǎng)(俄羅斯境內(nèi))以及位于南美洲的法屬圭亞那航天中心,但這些場(chǎng)地均從未承擔(dān)過國際空間站相關(guān)的發(fā)射任務(wù),且各自存在無法立即啟用的問題:
- 普列謝茨克航天發(fā)射場(chǎng)
- :因地處高緯度地區(qū),彈道條件受限,無法滿足國際空間站任務(wù)的發(fā)射要求;
- 法屬圭亞那航天中心
- :2022 年俄羅斯與歐洲終止航天合作后,該中心的俄羅斯發(fā)射設(shè)施已處于封存狀態(tài);
- 東方航天發(fā)射場(chǎng)
- :既沒有適配 “進(jìn)步” 號(hào)貨運(yùn)飛船的作業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施,針對(duì) “聯(lián)盟” 號(hào)載人飛船的發(fā)射裝置也尚未完工。
從技術(shù)和地理位置來看,與 31 號(hào)發(fā)射臺(tái)最接近的替代選項(xiàng)是 1 號(hào)發(fā)射臺(tái)(“加加林啟動(dòng)臺(tái)”),但該發(fā)射臺(tái)同樣無法滿足最新改進(jìn)型 “聯(lián)盟” 火箭的發(fā)射需求。
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法屬圭亞那的航天發(fā)射場(chǎng)。2021年10月22日。
“加加林啟動(dòng)臺(tái)” 的現(xiàn)代化改造困境
早在 2019 年,俄羅斯就計(jì)劃聯(lián)合哈薩克斯坦、阿聯(lián)酋對(duì) “加加林啟動(dòng)臺(tái)” 進(jìn)行現(xiàn)代化改造,以適配新型 “聯(lián)盟” 火箭,改造資金主要由阿聯(lián)酋提供。2021 年底,時(shí)任俄羅斯航天集團(tuán)總裁德米特里?羅戈津曾表示,即便在三國政府間協(xié)議簽署前,阿聯(lián)酋也已準(zhǔn)備好啟動(dòng)資金支持。
然而僅數(shù)月后的 2022 年 4 月,羅戈津便承認(rèn):“我們?cè)酒谕砹_斯 - 哈薩克斯坦 - 阿聯(lián)酋三方合作能取得成果并獲得額外資金,但這一愿望未能實(shí)現(xiàn)…… 我認(rèn)為,‘加加林啟動(dòng)臺(tái)’目前只能作為蘇聯(lián)航天輝煌歷史的紀(jì)念,同時(shí)也警示那些將航天事業(yè)淪為政治任性工具的人。”
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對(duì)于所謂 “政治任性” 具體指什么,羅戈津并未明確說明。但顯然,俄羅斯對(duì)烏克蘭發(fā)起特別軍事行動(dòng)后,俄羅斯航天領(lǐng)域遭受嚴(yán)厲制裁,再加上羅戈津主導(dǎo)推動(dòng)的 “反制措施”,導(dǎo)致一網(wǎng)( OneWeb)、歐洲航天局(ESA)等幾乎所有現(xiàn)有及潛在商業(yè)客戶均終止了與俄羅斯的發(fā)射合作,這很可能是阿聯(lián)酋放棄投資的核心原因。
2025 年,“加加林啟動(dòng)臺(tái)” 徹底脫離俄羅斯管轄,正式移交哈薩克斯坦,計(jì)劃改建為航天博物館。這意味著,在 31 號(hào)發(fā)射臺(tái)修復(fù)完成前,俄羅斯航天集團(tuán)已完全喪失獨(dú)立實(shí)施載人航天發(fā)射的技術(shù)能力。
宇航員與國際空間站將面臨何種影響?
載人任務(wù):短期內(nèi)無緊迫風(fēng)險(xiǎn)
由于新一批宇航員剛剛抵達(dá)國際空間站,未來半年內(nèi)暫無再次發(fā)射 “聯(lián)盟” 號(hào)載人飛船的需求。即便出現(xiàn)意外,也可參考過往先例,將現(xiàn)有宇航員的駐留時(shí)間從 6 個(gè)月延長至 12 個(gè)月,此類調(diào)整在國際空間站運(yùn)營史上已多次實(shí)施。
貨運(yùn)任務(wù):軌道維持與燃料補(bǔ)給成關(guān)鍵難題
相比之下,國際空間站的貨運(yùn)補(bǔ)給問題更為嚴(yán)峻。原計(jì)劃于 12 月 19 日發(fā)射的 “進(jìn)步” 號(hào)貨運(yùn)飛船,大概率將推遲發(fā)射,具體時(shí)間完全取決于 31 號(hào)發(fā)射臺(tái)的修復(fù)進(jìn)度。
國際空間站的部分物資(如食品、水、衛(wèi)生用品)可通過美國或日本的貨運(yùn)飛船補(bǔ)充,因此暫時(shí)無需擔(dān)心 “斷供”。但 “進(jìn)步” 號(hào)貨運(yùn)飛船承擔(dān)著兩項(xiàng)關(guān)鍵任務(wù):一是直接通過自身發(fā)動(dòng)機(jī)為國際空間站提升軌道高度、維持姿態(tài)穩(wěn)定;二是為國際空間站俄羅斯艙段的 “星辰” 號(hào)服務(wù)艙輸送燃料并完成加注。
目前,“星辰” 號(hào)服務(wù)艙仍有一定燃料儲(chǔ)備,且美國 “龍” 貨運(yùn)飛船(Cargo Dragon)、“天鵝座” 貨運(yùn)飛船(Cygnus)也曾嘗試過替代執(zhí)行軌道維持任務(wù),具備一定可行性。但如果 31 號(hào)發(fā)射臺(tái)的修復(fù)工作耗時(shí)半年以上,“星辰” 號(hào)燃料耗盡的問題將愈發(fā)緊迫,屆時(shí)需多方協(xié)同解決 —— 埃隆?馬斯克旗下的 SpaceX 很可能會(huì)介入,而這最終將進(jìn)一步增強(qiáng)美國國家航空航天局(NASA)在國際空間站運(yùn)營中對(duì)俄羅斯技術(shù)的獨(dú)立性。
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(配圖說明:“能源機(jī)械” 科研生產(chǎn)聯(lián)合體的 RD-180 火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。拍攝于希姆基,2000 年 5 月 15 日)。
2009 至 2015 年間,俄羅斯在商業(yè)衛(wèi)星發(fā)射領(lǐng)域占據(jù)領(lǐng)先地位。近年來,受 SpaceX 的競(jìng)爭壓力及制裁影響,俄羅斯航天集團(tuán)(Роскосмос)逐漸被擠出航天發(fā)射市場(chǎng)。盡管如此,直至 2021 年,向美國供應(yīng)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)(如 RD-180 和 RD-181 發(fā)動(dòng)機(jī))始終是俄羅斯航天工業(yè)的驕傲。
例如,美國聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟(ULA)多年來一直從 “能源機(jī)械” 科研生產(chǎn)聯(lián)合體(НПО ?Энергомаш?)采購 RD-180 發(fā)動(dòng)機(jī),用于 “阿特拉斯 V”(Atlas V)運(yùn)載火箭,這為俄羅斯航天集團(tuán)帶來了可觀收入。“阿特拉斯 V” 既用于美國國家航空航天局(NASA)的民用項(xiàng)目,也服務(wù)于美國的國防項(xiàng)目。2014 年后,美國決定終止與俄羅斯在該領(lǐng)域的合作,聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟隨即啟動(dòng)新型 “火神”(Vulcan)火箭的研發(fā),以甲烷燃料發(fā)動(dòng)機(jī) BE-4 替代煤油燃料的 RD-180 發(fā)動(dòng)機(jī)。2021 年 4 月,“能源機(jī)械” 科研生產(chǎn)聯(lián)合體向美方交付了最后 6 臺(tái) RD-180 發(fā)動(dòng)機(jī)。
德米特里?羅戈津(Дмитрий Рогозин)已表示,俄羅斯航天集團(tuán)將不再為美國剩余的 24 臺(tái) RD-180 發(fā)動(dòng)機(jī)提供維護(hù)服務(wù),同時(shí)停止供應(yīng) RD-181 發(fā)動(dòng)機(jī)。不過,即便沒有俄羅斯航天集團(tuán)的支持,美國技術(shù)人員仍有能力使用剩余的 RD-180 發(fā)動(dòng)機(jī)。
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搭載聯(lián)盟MS-15載人飛船的聯(lián)盟-FG運(yùn)載火箭。拜科努爾,2019年9月23日,塔斯社。
俄羅斯航天集團(tuán)的官方回應(yīng)與潛在挑戰(zhàn)
俄羅斯航天集團(tuán)在關(guān)于 “發(fā)射臺(tái)部分部件損壞” 的官方聲明中稱,“修復(fù)所需的所有備用部件均已齊備,將在近期完成損壞修復(fù)”。但事實(shí)上,即便在俄羅斯航天集團(tuán)內(nèi)部,恐怕也無人能確定 “近期” 具體是多久。
更值得質(zhì)疑的是,1961 年生產(chǎn)的發(fā)射臺(tái)結(jié)構(gòu)部件,是否真的有 “備用件” 庫存。最有可能的解決方案是,從哈薩克斯坦的 “加加林啟動(dòng)臺(tái)” 博物館中拆解同款維護(hù)艙,但也不排除從東方航天發(fā)射場(chǎng)新建發(fā)射綜合體的剩余部件中尋找可用設(shè)備的可能性。
事故背后的深層問題:俄羅斯航天的系統(tǒng)性脆弱
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從短期來看,此次發(fā)射臺(tái)損壞不會(huì)對(duì)俄羅斯航天集團(tuán)或國際空間站造成致命影響,未來一年內(nèi)俄羅斯載人航天計(jì)劃也不會(huì)受到根本性沖擊。但這一事故暴露了俄羅斯載人航天、國際空間站運(yùn)營及未來俄羅斯國家軌道空間站計(jì)劃的系統(tǒng)性脆弱 —— 所有規(guī)劃竟高度依賴一座位于他國領(lǐng)土、已使用 64 年的單一發(fā)射臺(tái)。
曾經(jīng),航天是俄羅斯的驕傲;如今,其航天事業(yè)的發(fā)展已深陷困境,而導(dǎo)致這一局面的原因,想必眾人皆知。
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