UR-100N升空
时间回到1965年,这年的8月25日,美国当时的总统,就是那个把越战升级的林登约翰逊,批准了一个军事航天站计划:"载人轨道实验室",缩写是MOL。大家都知道美国的侦察卫星KH-11吧,可能还有人知道KH-9"大鸟",估计知道KH-10的不多。其实KH-10就是MOL,准确地说是MOL上的侦察相机系统,对外叫空军"载人轨道实验室",用于研究人在太空生活的生理、医学等方面的和平目的,其实那是骗人的,MOL是纯粹的军用空间站,用KH-10相机对苏联、中国等一切感兴趣的国家甚至盟国进行照像侦察。MOL一对外宣布,就有很多人猜到了它的真实用途,既有美国人,也有苏联人,大家都不是傻瓜。其实,当时科罗廖夫的第1试验设计局第3分局已经在研制一种小型军用空间站"联盟 R",我以前在《以小搏大--苏联"联盟 R"小型军用空间站简史》里已经介绍过,简单说就是2艘联盟号飞船对接在一起组成一个迷你型空间站,看上去有点像中国计划中的"神舟8号"与"神舟9号"对接,嗯,其实应该说后者像前者才对。
"载人轨道实验室"(MOL)剖视图
苏联人拿"联盟 R"一比MOL,发现不是一个级别的,战斗力差老远,不行,不能用它。怎么办呢?别急,航天界除了科罗廖夫,还有一个切洛勉。前面我说了,切老对航天业发展有一整套宏伟的计划,在白宫批准MOL计划前一年,1964年10月12日,切洛勉就提出要建设一种空间站复合体,这东西的技术指标比MOL高得多。现在"联盟 R"不敌MOL,没关系,还有它呢。1965年10月27日,通用机械制造部部长阿法纳西耶夫批准正式开展研制工作,这种大型空间站复合体就是"钻石"空间站。"钻石"站复合体由两大部分组成:一个是航天站核心舱,称为"载人轨道站"(OPS),产品代号11F71;另一个是渡运飞船,称为"运输补给飞船"(TKS),产品代号11F72产品。请注意这个TKS,原因看完本文就知道。
"联盟 R"小型空间站
OPS和TKS都是大家伙,一般的火箭装不了,切洛勉设计出重型运载火箭,同时也是洲际弹道导弹运载器:UR-500,本文(上)部分提到过,1962年4月29日部长会议批准UR-500研制计划,1964年10月取消导弹计划,专心向运载火箭方向发展。1965年7月16日,重型运载火箭第一次发射,得名"质子号"。在"能源号"重型运载火箭1987年投入使用之前,"质子号"是苏联运载能力最大的运载火箭,三级"质子号"火箭从拜科努尔发射场发射发射时,其51.6度倾角、近地点170千米、远地点300千米轨道运载能力达21吨,足以满足"钻石"的要求。
完整的“钻石”站复合体,从左至右分别是TKS、OPS和TKS
“载人轨道站”(OPS)和人们心目中的空间站有些不同,它带返回舱和逃逸塔,航天员坐在返回舱里和OPS一块发射入轨,然后打开返回舱防热大底的大门进入OPS的主体舱内工作,任务结束后回到返回舱,关好防热大底的大门,离轨回到地面。实际上OPS可以看作一个大型飞船。与一般的飞船不同的是,OPS上装有十几台对地观测光学设备,其中一台大型照相侦察系统代号“玛瑙1”,焦距超过6米,估计地面分辨率优于1米,可以对地面目标进行详查。外界感兴趣的是另一点是空间站装有一门精密机械制造设计局研制的加农炮,有消息说,这门炮曾经在空间站无人状态下进行了试射,当时站体振动很厉害,不过振完也就没事了。
“运输补给飞船”(TKS)也是一个飞船,在后来的具体设计中,OPS的返回舱撤消,转移到TKS上,返回舱、逃逸塔再加上功能货舱构成了完整的TKS,它负责把航天员运送到OPS上,并提供航天员生活补给和工作设备,另外还要维持整个轨道复合体的姿态、轨道。
TKS外形
在容积、质量上,OPS和TKS差不多,容积都不小于45立方米,在轨质量都有17吨多,两者都比MOL大很多,使用起来也方便得多,MOL的设计寿命只有几十天,“钻石”站可以飞2年。
在研制分工上,第一分局负责“质子号”火箭和TKS的功能货舱,其他都归OKB-52(其实应该叫中央机械制造设计局,为方便行文我还是用它1966年前的的老名字)的本部负责,试制和生产当然交给赫鲁尼切夫工厂。由于一些原因,“钻石”站研制推进缓慢。1969年6月10日,就在美国航天员即将登上月球前夕,美国空军中止MOL项目,不搞军用空间站了。可是苏联并不能松懈,因为与此同时,美国航空航天局的“天空实验室”空间站计划正在加紧推行,预计将在1973年4月发射。苏联已经输掉了载人登月竞赛,折了面子,不能再输了。苏联领导人决定抢在美国前面发射世界上第一座空间站。由于OKB-52迟迟不能按计划要求交付空间站,领导人们不耐烦了。其实这也不能怪OKB-52,空间站内的一些分系统研制单位不能按期交货,你让OKB-52怎么办。但领导们不管这个,你不能按期完成任务就要付出代价。1970年2月,苏共中央决定优先研制OKB-1——当时叫中央机械制造试验设计局,和老对手中央机械制造设计局的名字很像,看官别搞混了,时任局长兼总设计师是科罗廖夫生前的副手米申——的空间站:“长期轨道站”(DOS),不但如此,为节省宝贵的时间,还要求切洛勉将已经造好的空间站壳体交给OKB-1,让OKB-1的工程师们在上面改上那么一改再发射。当时赫鲁尼切夫工厂已经造好了10个壳体,其中2个可以直接用于飞行任务。OKB-1这不是趁火打劫捡现成嘛!切洛勉很恼火,但是胳膊拧不过大腿,发了一通脾气后只能照办。就这样,由切洛勉的设计局设计、切洛勉的工厂生产、切洛勉的火箭发射升空的世界第一座空间站,经了科罗廖夫设计局的手就成了OKB-1的“礼炮”,跟OKB-52毫无关系了。
光荣属于人民,也属于科罗廖夫设计局,切洛勉只能当“无名英雄”。
“礼炮一号”和“联盟十一号”对接,悲剧的开端
其实人家米申心里也不舒服,因为DOS项目占用了OKB-1的大量资源,米申还想登月,还想实施大型空间站计划呢(参见我以前写的《从未抵达轨道——记苏联MKBS空间站》一文),这样下去是要泡汤了。于是老米和老切合计了一下,决定合作。他们联手向通用机械制造部部长阿法纳西耶夫施压,要求只建造4个DOS,然后OKB-1只管登月计划和大型空间站,OKB-52负责小型空间站,也就是“钻石”站计划。他们的努力成功了。部长大人签字同意。
1973年4月3日,切洛勉的宝贝:“钻石一号”空间站发射升空,比美国“天空实验室”的发射早了一个多月。不过媒体报道时它的名字是“礼炮二号”,这是中央的命令。切洛勉耍了个小花招,他让人在火箭整流罩漆上“礼炮”,但是在空间站外写的却是“钻石”,等火箭升空抛掉整流罩后就能露出“钻石”的名号,这样多少可以让自己平衡一点。
“质子号”发射“钻石一号”
“礼炮一号”和“钻石一号”这两个家族长子的命运简单说一下:礼炮一号第一批乘客:“联盟十一号”乘员组在同年6月与空间站对接成功,可是在返航时因座舱失压遇难,空间站4个月后再入大气层。钻石一号更糟,入轨十几天后就失去控制,4月29日陨落,坠入太平洋。以后的空间站要顺利得多,但比较而言,“钻石”站还是更坎坷一些。其他情况本文就不详细说了。
说回TKS。第一分局和赫鲁尼切夫工厂吭哧吭哧奋战到1977年终于拿出了第一个可供飞行的TKS产品。在这之前,已经发射了2座“钻石”站,分别是礼炮三号和礼炮五号,由于TKS一直没有造出来,所以乘员组使用OKB-1研制的“联盟”7K-T型飞船与“钻石”站对接,任务结束后后再乘“联盟”返航。1977年7月17日,首艘TKS被质子K送上了轨道。这个大家伙有20吨重,对外称作“宇宙929”。它在整个飞行任务期间表现完美,既演示了模拟交会和对接,又进行了多次大范围轨道机动。返回舱按计划离轨返回,功能货舱也按计划于1978年2月再入大气层。有意思的是,这次使用的返回舱经整修后又用到了切洛勉独创的双返回舱试验任务中,这次它有了独立代号“宇宙998”,与代号“宇宙997”的另一个返回舱一起发射,然后“夫妻双双把家还”。
试验成功了,切洛勉期待大干一场,发射“钻石四号”。它改进了对接系统,将是第一座与TKS对接的空间站。TKS不仅可以完成前面提到的那些任务,而且可以为“钻石四号”在轨补充发动机推进剂。1975年1月,“钻石四号”开始在赫鲁尼切夫工厂建造。但是到了1977年也就是TKS试验顺利实施的年份,钻石四号的制造工作却遇到阻力,1978年6月27日,苏联政府发布命令,明确要求终止“钻石”计划载人飞行,“钻石四号”上不可能出现航天员的身影了,钻石空间站计划实际上已经终结。
但是第一分局和赫鲁尼切夫工厂没有松懈下来,因为“钻石”站虽然完了,“礼炮号”空间站和TKS项目并没有结束。
“礼炮四号”空间站从赫鲁尼切夫工厂运抵拜科努尔发射场
正是在1977年,第一分局从中央机械制造设计局独立出来,就用他们设计的最出名的产品命名,叫“礼炮”设计局,继续从事大型载人航天器的研制工作。他们研制的TKS各种衍生型号用于和平号空间站的建设,实际上除了核心舱外,另外5个舱段都是TKS的直系后代,即使是核心舱也可以看作“钻石”站的后裔。
1981年6月30日至1988年6月22日,“礼炮”设计局曾短暂属于“能源”科研生产联合体(科罗廖夫设计局OKB-1的新名字)。很快,在总设计师洛普希涅姆的坚强领导下,设计局又坚定地分了出来,重新加入机械制造科研生产联合体,也就是切洛勉的OKB-52。
这里要插一段花絮,1983年,一个从莫斯科大学应届毕业生分配来到“礼炮”设计局,她有一个美丽的名字:塔季扬娜。塔季扬娜在设计局工作了11年,专门从事软件设计和航天器轨道设计工作。1994年从设计局离开后,她进入政坛协助父亲工作,一时风头甚劲。您问她父亲是谁,鲍里斯·尼古拉耶维奇·叶利钦是也。
在这段嫁鸡随鸡、嫁狗随狗的“动荡”岁月里,“礼炮”设计局一直没有断过与赫鲁尼切夫机械制造厂的联系,1993年6月7日,有情人终成眷属,叶利钦签署“结婚证”,“礼炮”设计局和赫鲁尼切夫机械制造厂成为合法“夫妻”,结合为现在的赫鲁尼切夫国家航天科研生产中心。
1993年已是苏联解体第3年,俄国敞开大门拼命寻求与西方特别是美国合作,在以往保密极为严格的航天领域也不例外。1993年,克林顿入主白宫,为了挽救岌岌可危的自由号空间站,他提出将自由号空间站计划由美国独自建造改为国际合作建设。俄国人看到了机会,与美国谈判合作建设新一代空间站。
在苏联解体前,“能源”公司、“礼炮”设计局都拿出了各自的“和平二号”空间站方案,这是一种大型空间站,“能源”公司的方案由若干个悬挂在大型桁架上的90吨的舱段组成,用“能源号”巨型火箭发射。“礼炮”局的方案要保守一些,而且军事色彩更浓。如今俄国人想和美国人合作了,这些设计自然要修改,得以美国人为主。1993年11月1日,美国航空航天局与俄罗斯航空航天局签署协议,决定合作建造一座国际空间站。围绕这座空间站的名字还起过争议,后来干脆不要名字了,就叫“国际空间站”(ISS)。
1998年1月29日,来自15个国家的代表在美国华盛顿签署了关于建设国际空间站的一系列协定和三个双边谅解备忘录,这标志着国际空间站计划正式启动。
ISS的俄国舱段研制任务由“能源”公司和赫鲁尼切夫中心负责,生产完全交给了赫鲁尼切夫中心。经过无休止的拖延和由此带来的国际争吵,1998年11月20日,赫鲁尼切夫中心建造的第一个,同时也是ISS的第一个舱段:“曙光号”功能货舱终于在拜科努尔发射场由“质子号”火箭发射入轨。看它的名字“功能货舱”就知道,“曙光号”也是TKS的后代,它设计寿命13年,重19.3吨,长12.55米,最大直径4.1米,内部容积约72立方米,装有6吨推进剂,供36台姿态控制发动机和2台轨道控制发动机使用。“曙光号”叫功能货舱,功能当然很多,电源、推进、导航、通信、姿控、温控等样样精通。“曙光号”入轨后不久,美国的“团结号”节点舱由航天飞机释放并与“曙光号”对接成功,ISS在轨组装由此拉开序幕,直到现在仍在继续……
“曙光号”与“团结号”并肩飞行
除了参与ISS建设外,赫鲁尼切夫中心还通过其他途径赚外国人的硬通货。1993年1月,中心当时还是赫鲁尼切夫机械制造厂时就和美国洛克希德公司合资成立“洛克希德-赫鲁尼切夫国际”公司,利用“质子”火箭为国际客户提供商业发射服务。后来“能源”公司也挤进来,公司变成了“洛克希德-赫鲁尼切夫-能源国际”公司。
1995年6月,洛克希德公司与马丁·玛丽埃塔公司合并后,新成立的洛马公司与俄国的老搭档们成立了新的发射服务公司,名叫“国际发射服务公司”,简称ILS。
除了美国人外中心还跟德国人掺活。1994年,戴姆勒·奔驰宇航公司(DASA)与赫鲁尼切夫机械制造厂签下协议,成立“欧洲呼啸”(Eurockot)公司,干的是和ILS一样的活,不过用的工具不同。ILS使的是“质子号”、宇宙神;“欧洲呼啸”使的是“呼啸号”运载火箭,其实就是用UR-100N洲际弹道导弹改造的运载火箭。2000年首发。
除了继续生产这些老火箭外,赫鲁尼切夫中心正在研制新一代“安加拉”系列运载火箭,它使用目前流行的模块化设计原则,由轻型、中型、重型和超重型几种构型,低轨道运载能力达2-28.5吨不等。当然,就像在苏联时期一样,它的对手“能源”公司也同步推出了它的新一代运载火箭设计,名叫“极光”(又叫“亚马尔”),再加上一种叫“飞行”的空射火箭就形成了完整的运载能力覆盖谱系。“极光”的各种技术指标在赫鲁尼切夫中心的人看来非常可气:居然跟“安加拉”几乎完全一样,“那帮家伙又想抢我们的饭碗了”
“安加拉”系列运载火箭
原作者“花卷面包”
矗立在发射架上的苏联“暴风雪”号航天飞机点火升空
“暴风雪”号航天飞机大小与普通大型客机相差无几,外形同美国航天飞机相仿,机翼呈三角形。机长36米、高16米,翼展24米,机身直径5.6米,起飞重量105吨,返回后着陆重量为82吨。它有一个长18.3米、直径 4.7米的大型货舱,能把30吨货物送上近地轨道,将20吨货物运回地面。头部有一容积70立方米的乘员座舱,可乘10人,设计飞行寿命100次。
前苏联总共建造过5架用于开展飞行活动的“暴风雪”航天飞机,分别为:
项目编号:1.01,“暴风雪”号--是前苏联唯一一架进行过自动驾驶模式下太空飞行的航天飞机,于2002年5月12日被完全拆解。所有权归哈萨克斯坦。
项目编号:1.02,“小鸟”号--原计划用于实施第二次自动驾驶模式下的太空飞行并与“和平”号空间站实施对接。所有权归哈萨克斯坦,目前被拜科努尔航天发射场博物馆收藏。
项目编号:2.01,至停工前只完成了30-50%。
项目编号:2.02,只完成了10-15%。
项目编号:2.03,未完工便被拆毁。
除此之外,前苏联还建造过8架测试模型,用于进行各种验证活动,德国博物馆此次购买的便是其中的一架。
由于在资金方面遭遇巨大障碍,俄罗斯于1993年最终取消了有关“暴风雪”航天飞机的一系列计划。唯一一架曾经进入太空的“暴风雪”号航天飞机在2002年的一次仓库坍塌事故中被毁。