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安加拉A5V:俄登月的新希望
来源:中国航天报·飞天科普周刊     日期:2016年07月25日    字体:【】【】【

俄罗斯近年来公布了一系列雄心勃勃的太空计划,在这些计划中,载人登月计划尤为引人注目。

7月12日,俄罗斯赫鲁尼切夫航天科研生产中心总经理安德烈·卡利诺夫斯基表示,他们已经和能源集团商定了载人登月考察的两次发射计划。由于经济困难,俄罗斯航天部门预算大幅减少,俄罗斯正考虑使用安加拉A5V 火箭执行载人登月发射任务。那么,俄罗斯为何使用安加拉A5V火箭?其可行性又有多大?

回归现实的登月计划

作为振兴俄罗斯航天工业宏大计划的一部分,俄罗斯一直在研究载人登月计划。开展载人登月计划对于俄罗斯而言意义重大。从政治上说,如果俄罗斯成为第二个实现载人登月的国家,将有力地展示俄罗斯的世界强国地位。从经济上说,投资巨大的载人登月计划不仅有利于推动国民经济的发展,更有利于航天和相关工业技术水平的提高。

载人登月工程耗资巨大,但俄罗斯始终没有放弃论证和规划,只不过根据实际能力尤其是经济能力做了调整。早期的俄罗斯载人登月计划中,整体计划堪称美国“星座计划”的翻版。2013年,俄罗斯正式招标超重型运载火箭方案。俄罗斯各个航天设计局以RD-0120 液氧液氢发动机和RD-171液氧煤油发动机为基础,提出了多个超重型火箭设计方案。

然而,计划不如变化快,2014年乌克兰危机后,俄罗斯遭到经济制裁导致经济状况急转直下,2015年,俄罗斯航天局不得不无限期推迟超重型运载火箭的研制计划。

常言道,条条大路通罗马。载人登月也并非只有使用土星5或战神等超重型运载火箭一种路线图。俄罗斯航天局曾在2015年初对替代方案进行了评估,认为研制阶段超重型运载火箭需要高达179 亿美元的巨额预算,这是当前形势下俄罗斯无力承担的,而替代的安加拉A5V火箭的研制只需要20多亿美元。随着超重型运载火箭无限期推迟确切说取消,安加拉A5V火箭也成为俄罗斯载人登月的首选运载工具。

安加拉A5V是什么来头

安加拉A5V火箭是何方神圣呢?从名字上看它是俄罗斯安加拉火箭族的一员,但它和传统的安加拉火箭又有了不小的不同。安加拉系列火箭是赫鲁尼切夫科研生产中心提出的运载火箭家族方案,它在竞争中击败能源集团的方案,正式立项成为俄罗斯新一代运载火箭。安加拉火箭以使用RD-191液氧煤油发动机公用芯级模块(URM)为核心,灵活搭配组合外加选用不同的第二级和上面级,满足不同的运力需求。

2014年6月,安加拉1.2PP火箭普列谢茨克航天发射场进行了首次发射。2014年,安加拉A5火箭从普列谢茨克发射场发射成功,宣告着安加拉火箭家族全面登上俄罗斯航天发射的舞台。安加拉A5火箭的发射成功为安加拉A5V取代超重型火箭增添了说服力。那么,安加拉A5V和安加拉A5 火箭有什么区别呢?安加拉A5V 增加了一个“V”,它是俄语中Vodorod(氢)的首字母缩写,表示这种火箭使用了液氢燃料。具体地说,安加拉A5V继承了安加拉A5的5个URM设计,但第二级用高比冲的液氧液氢发动机推进段替换了现有的URM-2液氧煤油发动机推进段。安加拉A5V 将使用双发RD-0150 液氧液氢发动机,单发推力约45吨,通过这样的重大改进,安加拉A5V的近地轨道运力增加到35~38吨,月球轨道运力约10吨,满足多次对接载人登月的基本需求。

从俄罗斯官方公布的视频看,俄罗斯的载人登月计划将以安加拉A5V火箭和联邦飞船为核心,安加拉A5V火箭进行4次发射,分别把联邦飞船、登月舱以及将它们送入月球轨道的两个转移段送入近地轨道,对接后分别飞向月球,联邦飞船将和登月舱进行月球轨道交会对接,执行登月和返回任务。简而言之,俄罗斯基于安加拉A5V的载人登月方案,实际上就是把超重型火箭登月方案拆开,从而降低了对火箭运力的需求,月球轨道和月面的操作就基本一致了。

好马配好鞍

安加拉A5V火箭寄托着俄罗斯未来航天大展拳脚和重回巅峰的重任。俗话说,好马配好鞍,俄罗斯也正在为新一代的安加拉火箭建设发射工位。位于俄罗斯远东地区的东方发射场将成为安加拉火箭的新家。

由于俄罗斯租用拜科努尔发射场租金并不便宜,而且存在政治上的不确定性,为此俄罗斯决定在远东阿穆尔州的齐奥尔科夫斯基市建立东方发射场,它将取代拜科努尔发射场的地位,承担起未来俄罗斯将近一半的发射任务。

俄罗斯原计划在东方发射场为安加拉火箭建立两个发射工位,这也是安加拉A5V火箭执行载人登月任务的需求,但由于2015年底航天预算的暴跌,2016年1月20日,俄罗斯国家航天集团公司宣布将取消建立第二个安加发射工位的计划。2016年,东方发射场建设进入第二个阶段,俄罗斯正在为安加拉火箭建立一个新的发射工位,俄国媒体报道安加拉发射工位凝聚了俄罗斯过去超过半个世纪的经验和技术,是俄罗斯航天发射工位的集大成者,具有很高的自动化水平。

东方发射场的安加拉发射工位预计在2021年左右投入使用,它将支持从轻型的安加拉1.2到大型的安加拉A5 和A5V 火箭的发射,其中到2021 年支持安加拉A5 和载人的安加拉A5P火箭的发射,而到2025年第二阶段建设结束,将具备支持安加拉A5V 火箭发射的能力。赫尼切夫中心和能源集团表示,从单个安加拉发射工位也可以支持未来的载人登月发射计划,但具体如何实现,就只能等待10 年后见分晓了。

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