苏联航天,圆你飞天梦(上)

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苏联航天,圆你飞天梦(上)

2024-04-17 17:42| 来源: 网络整理| 查看: 265

“Hence we must now conceive of this whole universe as one commonwealth of which both gods and men are members”

(须知:整个宇宙就好似一个联邦,上帝与人类都是它的成员)

——西塞罗

自1957年10月4日苏联成功发射人类首颗人造卫星史普尼克-1号,从此揭开美苏“太空竞赛”的战幕之后的几十年间,太空领域成为了美苏两国超级大国相互竞逐的角斗场,双方出于各自的国家意志,为各自的国家尊严与声望,在太空中纵横驰骋,你来我往。在太空竞赛初期,人们仰望星空,能够看到的就只有美国星条旗与苏联红旗你方唱罢我登场,而其他国家在这两大巨人的阴影下则显得异常渺小,当然并非这些国家没有开展本国的航天科研活动,在那个人类航天科技一日千里的年代,无论是分属两大政治军事阵营的北约华约诸国,还是参与不结盟运动的第三世界国家,都在太空竞赛开始后不久,借着这股东风开启了本国的航天事业,比如法国,早在1959年就开始了自己的人造卫星计划:“宝石计划”(Pierres Précieuses),而在1961年更是成立了直属于总统府的“法国国家太空研究中心”(Centre National d'Études Spatiales,简称CNES)。比如印度也在1962年成立了“印度国家空间研究委员会”(即日后的ISRO)。中国则早在1956年就成立了国防部第五研究院(部分发展为今日的国家航天局)开启了太空时代的征程。

但航天事业毕竟是一项庞大而又复杂的系统性工程,其本身对国家人力物力财力的巨大需求,对于美苏之外的世界各国而言,都是天文数字一般的存在。在美苏卫星,探测器以及载人飞船接连升空的60年代前后,很多国家已经意识到,在美苏两国之外独立开展航天科研活动,乃至走出美苏之外的第三条航天发展之路,是极为困难的。悬殊的国力与薄弱的科研力量甚至无法支持这些国家迈出飞天第一步,有鉴于此,求助于这两个航天超级大国,寻求他们在技术以及财力方面的支持,对于在航天领域蹒跚学步的各国而言都显得很有必要。

诸国寻求协助,美苏两国也没有怠慢。虽然在太空竞赛初期,两国在本国频繁的太空发射任务之余,再为其他国家提供技术与资金上的支持已经显得捉襟见肘,但在那个冷战日趋白热化的年代,航天事业本身就是一项政治意味远大于科研探索意义的任务,为己方的盟国与友邦提供协助与服务,对美苏两国而言,能够赚取更多的政治与外界上的声望与影响力,其背后的意义起码在当时而言,是难以用金钱来衡量的。

不过,此时捷足先登的却是美国及其盟国。1955年英国开展其本国的人造卫星计划-“阿里尔计划”(Ariel programme),1960年初,英国的“科学与工程研究委员会”(Science and Engineering Research Council,简称SERC)与美国的NASA签署合作协议,由NASA对卫星研制提供技术支持,并免费为英方承担发射任务。有了美方的大力支持,“阿里尔计划”进展迅速,1961年“阿里尔-1”卫星研制成功,并于第二年的4月26日在美国的卡纳维拉尔角空军基地,由NASA研制的“雷神-德尔塔”运载火箭(Thor-Delta,固液混合燃料推进)成功送入预定轨道。阿里尔-1号是一颗62公斤重的小型地球探测卫星,上面装载有多部英方研制的科学探测仪器,主要任务是探测地球电离层已经太阳辐射照度。

阿里尔-1号卫星的成功发射使得在太空竞赛初期的大气层外众多美苏人造卫星之外,又多了一面英国的米字旗。而其背后美国盟友寄予的巨大支持,也使得阿里尔-1号成为那个年代国际间开展航天科研合作的早期成功范本。当然虽然美国在研制卫星方面提供技术支持,还提供免费发射服务,甚至卫星都可以直接在美国生产制造(“阿里尔”计划的前两颗卫星就是如此),但美国的协助也不全是无偿的,同样是在1962年,阿里尔-1号成功发射后不久,美国进行了一次震惊世界的太空核爆试验——“海星一号”(Starfish Prime),而刚刚在太空运行了两个半月的阿里尔-1号连同美国其他人造卫星一道,成为本次核试验的实验品,并被摧毁。

1962年美国的“雷神-德尔塔”火箭(左)搭载英国研制的“阿里尔-1号”(右为博物馆复制品)升空。英国的阿里尔卫星命名自莎士比亚的戏剧《暴风雨》中的同名精灵。该卫星于在当年毁于美国的“海星一号”核弹测试,但直到1975年才坠落。

此时与美国竞逐的苏联当然也没有闲着,早在1957年史普尼克-1号成功升空之后,受到极大鼓舞的华约各国以及苏联友邦就开始与苏联方面接洽,探讨关于合作开展太空探索的事宜,苏联出于政治需要也乐于回应,但此时苏联在开展国际合作方面遇到的困难显然要比美国大得多。首先,与美国开展合作的北约诸国,相当多都是当年的老牌工业与科技强国,殖民时代和工业革命时期留下的深厚家底足以为本国的航天事业提供可靠的财力与智力支持,以英国首颗人造卫星“阿里尔-1”号为例,虽然该型卫星在研制时得到NASA大力协助,而且卫星本身都是在美国完成组装。但卫星上搭载的宇宙射线测量仪,太阳X射线辐射测量仪等一系列核心仪器却都是英国自主研发生产的,这背后可是有以SERC,皇家航空研究院(RAE),以及伦敦大学,伯明翰大学为代表的几十家英国科研院所与高校提供源源不断的科研与技术支持,而且科研功底深厚的英国在“阿里尔”计划进行到1967年时就可以完全独立研制人造卫星(是年在英国完成组装的阿里尔-3号成功升空),到了1971年更是依靠自主开发的“黑箭”运载火箭(Black Arrow)将自己的人造卫星送入太空。

而华约诸国里,能算得上科技与工业强国的国家寥寥无几,除去东德,捷克斯洛伐克等国之外,大多数国家远没有北约各国殷实的家底,虽然已经有一些国家提出了自己的太空计划,但受限于本国窘迫的现实,基本上都还处于概念论证阶段,加上50到60年代东欧局势动荡,赫鲁晓夫时代苏联的大国沙文主义倾向越来越明显,独立开展探索太空计划对于他们而已,就如同镜花水月一般,可望而不可即。而真正下决心艰苦创业,坚持独立自主的中国,此时又已经与苏联走到了关系全面破裂的边缘。

在这种情况下,苏联开展的太空国际合作项目,其模式就与美国存在着明显差别。美国与北约各国已经盟国间在太空领域里的合作关系,有点类似于商家与顾客+朋友间的关系:我以我的经济与技术实力做后盾,向美国学习借鉴先进的经验,并与之分享自己的研发成果。美国为我提供发射平台,我保证信息共享,双方地位平等,互利互惠。而苏联则更像是一个大家长+老师傅,其麾下寻求合作的东欧各国在这一领域几乎是一片空白,苏联只能手把手地从头教起,因此在整个太空竞赛时期,很少出现有华约国家独立的太空项目与苏联开展合作的情况,更多的时候是苏联直接把这些国家的科研团队吸纳到自己已经开展的航天项目中去,这些国家的科研人员则更像是师从苏联的学徒而非平等的合作方,这迫于现实而不得不做出的选择。

从下表中可以清楚的知道,在整个冷战期间,仅仅有三个国家是借助苏联实现首颗人造卫星升空的,这与美国的情况相比确实有些惨淡:

冷战时期,由美苏两国承担发射任务的各国首颗人造卫星

整个冷战期间,华约各成员国中,除了苏联外,就只有捷克斯洛伐克(1978年由苏联发射马吉翁-1号卫星,左)与保加利亚(1981年由苏联发射保加利亚-1300号卫星,右)实现了人造卫星零的突破

而且这样的合作方式,对于苏联相对贫弱的国力而言,确实是个不小的考验。直到1967年4月,苏联才与东欧及其他社会主义友好国家正式开展关于和平探索与开发外太空的合作计划,1969年该计划被正式命名为“国际宇宙”计划(Интеркосмос),该计划的最初宗旨是:为社会主义友好国家提供人造卫星研制与发射业务。计划开展之初,参与进来的有捷克斯洛伐克,波兰,匈牙利,保加利亚,民主德国,罗马尼亚,甚至包括古巴与蒙古等8个国家。该计划在上述各国都设立了协调机构,以保证相互间交流畅通以及信息共享。

1980年苏联官方出版的“国际宇宙”计划纪念邮票

如前所述,这些国家除民主德国与捷克斯洛伐克等有比较雄厚的工业技术基础,其他国家无论是科研还是制造能力都非常薄弱,也无力在短时间内为本国的人造卫星计划立项,有鉴于此,在最初阶段,苏联方面选择了一套较为经济与便利的方案:选择苏联一项正在实施中的人造卫星计划,将“国际宇宙”计划的主要业务合并到该计划中来。各参与国选派科研团队参与到未来的研制工作中。这等于是让这些国家的技术人员,在苏联方面的现场指导下,快速的学习积累航天工程方面的知识与经验,而苏联呢,也可以相对减轻在现有卫星计划上投入的科研力量,将精力更多的集中在更为庞大的载人航天特别是计划中的登月计划中去,表面上看确实是一举两得的好办法,当然最后发射升空的卫星都会以“Интеркосмос-N”的名字命名。而虽然无法像其他北约强国那样在短期内实现本国人造卫星零的突破,但对于这些国家而言能够以这种方式有效地完成技术积累,也不失为一次难得的机遇。

早在1962年苏联就开始实施的“宇宙系列空间探测器”计划(Серия космических аппаратов Космос),这个计划从上世纪60年代一直进行至今,迄今已经发射了2450颗卫星,堪称人类航天史规模最大的卫星家族!该系列卫星体系繁杂,在苏联解体以前主要由三个设计单位负责不同型号卫星的研发工作:1.苏联第586试验设计局(ОКБ-586,即今日的乌克兰南方设计局)。2. 苏联第一试验设计局旗下的第3分院(филиал № 3 ОКБ-1,即今日俄罗斯的“前进”火箭中心)。3. 苏联“联盟机电科学研究所”(Всесоюзный научно-исследовательский институт электромеханики,简称ВНИИЭМ)。而在整个太空竞赛时期,苏联著名导弹专家米哈伊尔·杨格尔(Михаил Янгель)麾下ОКБ-586则承担了 “宇宙”系列人造卫星大部分型号的研制工作,因其在一开始即被设计为一款经济实用的多任务卫星平台,非常符合“国际宇宙”计划的实际需求,因此苏联方面很快选定ОКБ-586研发的“宇宙”人造卫星作为开发平台,提供给各参与国的研发团队。

60年代奋战在火箭研发第一线的第586设计局的设计人员(左)与今日的乌克兰南方设计局总部大楼(右)

ОКБ-586承接的“宇宙”人造卫星项目,其型号以俄文ДС两个字母为开头(比如ДС-A1型, “宇宙-11/17/53/70”等卫星均属于这个型号,而“国际宇宙”计划首颗卫星“国际宇宙-1”号则属于ДС-У3型),即“第聂伯彼得罗夫斯克卫星”(Днепропетровский спутник)的缩写,因ОКБ-586总部位于今乌克兰境内的第聂伯彼得罗夫斯克城而得名。根据“国际宇宙”计划的需求,ОКБ-586圈定了三个型号(如下表)的卫星平台供“国际宇宙”计划开发:

多国研究团队在对“国际宇宙-1”卫星进行总装东德专家菲舍尔博士(G·Fischer)在向苏联同事展示本国研制的科学仪器(左图)捷克斯洛伐克专家范尼切克(B. Valnicek)在检查卫星上的设备(右图)“国际宇宙-1”型人造卫星二视图

而在发射平台方面,苏联同样选定有丰富的火箭研发经验的ОКБ-586所研发的“宇宙-2”型(Кoсмос-2 ,即11К63型)与“宇宙-3”型(Кoсмос-3,即11К65М型)火箭承担发射任务。

在苏联的大力协助下,“国际宇宙”计划中的人造卫星项目进展非常顺利,1969年10月14日,首颗联合研制的人造卫星“国际宇宙-1”(Интеркосмос-1)发射成功。而一直到1978年为止,整个“国际宇宙”计划一共成功发射了16枚探测卫星,全部都在苏联的卡普斯京亚尔发射场发射升空。

捷克斯洛伐克专家扎哈洛夫博士亲自检查“国际宇宙-7”型卫星上的科学仪器

与苏联其他保密严格的航天项目相比,苏联对“国际宇宙”计划则一直不吝宣传。平心而论,该计划开发的卫星所执行的太空探索任务,苏联单纯凭借本国的科研力量就可以毫不费力的完成。但在那个东西方紧张对峙的年代,开展太空探索更多的则要考虑其背后的政治与外交因素。“国际宇宙”系列人造卫星的顺利发射,实际上是在对外界表明:苏联能够为盟国提供优质的科研平台。这其中多多少少都暗含着对苏联社会主义优越性的宣传。

不过对于参与该计划的华约各国研发团队而言,他们所获得的则远远超乎他们的预计。“国际宇宙”计划为他们展现了一个从未有过的新世界,这些以往只能在课堂,书斋中对未来的太空探索做出各种空想的科学家工程师,获得了千载难逢的机会,在一个足够宽广的平台之上践行自己的理想。全程参与“国际宇宙”计划的捷克斯洛伐克航天专家范尼切克多年后回忆道:

“В Чехословакии хорошо понимают, что без выхода на космическую арену наша наука стала бы отставать. Наши обсерватории заняли достойное место в мировых исследованиях по физике Солнца. Но если бы мы не могли вести исследования непосредственно в космическом пространстве, мы бы утратили это положение, так что участие в «Интеркосмосе» для нас очень выгодно.”

(在我们国家,人们很清楚,如果不进入太空,我国的科研水平就不值一提。我国的天文台在全世界的天体物理研究中都占有一席之地,但如果我们不直接进入太空进行研究,我们很快就会落后,因此参与“国际宇宙”计划对我们而言是大有裨益的)

“国际宇宙”计划中的人造卫星项目让这些参与国收获颇丰,但这个项目的组织者苏联显然还远远不能满足于此。“国际宇宙”系列卫星虽然从技术角度而言非常成功,但其宣传力度还远未达到预期,毕竟苏联还没有像美国那样真正帮助盟友发射自己研制的人造卫星。而这些国家通过参与计划,虽然获得了宝贵的知识与经验,但距离独立开发自己的人造卫星项目尚有相当漫长的路要走,急于在对手与盟友面前证明自己的苏联根本等不起,因此,在“国际宇宙”系列卫星项目还未结束时,一项更为庞大计划已经开始酝酿。

由苏联女画家沙莉诺娃(В Жapинова)绘制的“国际宇宙”计划的宣传画,各参与国的旗帜如风帆一样插在了苏联礼炮号太空站上



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