紅色夕陽-蘇聯暴風雪號太空梭小史

2008年春日的一天,在德國科隆平靜的萊茵河河面上,突然出現了一架體型碩大的白色飛機。當她被固定在一條駁船上,緩緩通過科隆市區,通過霍亨索倫大橋時,成千上萬路過的科隆市民駐足在橋邊,岸邊,不停地用新奇的目光目送著這個白色怪物緩緩駛過。而她身上那巨大醒目的德文標識「Technik Museum Speyer」(施派爾科技博物院)則在告知路人她此次旅途的終點。

而就在此時,科隆當地報紙《K?lner Stadt Anzeiger》則刊登出了這樣一條簡訊:

「Die ausgemusterte russische Raumf?hhre "Buran" hat am Dienstag K?ln erreicht。」

(退役的俄羅斯太空梭暴風雪號已於星期二抵達科隆)

一條簡訊,一筆帶過這架太空梭最終的命運,而它卻曾經見證了一個超級大國航天事業最後的輝煌與瘋狂。

一. 不甘人後

70年代中期美蘇之間的太空爭霸已經進入到了白熱化階段。蘇聯雖然先聲奪人,成功完成人類首次人造衛星發射任務,首次載人航天發射任務以及首次太空漫步任務,在太空競賽的早期遙遙領先,但美國憑藉其更為雄厚的國力,逐步開始反超。70年代阿波羅計劃的成功實施終於讓美國佔據了太空爭霸的制高點,相形之下,蘇聯雖然有成功的「禮炮」系列空間站,但在同等領域內,其相對疲弱的國力已經越來越難以保證其對美國的優勢。不過,現實中的困境並沒有讓蘇聯人卻步,他們依然嘗試著在太空事業上再一次超越自己的老對手。

早在冷戰之初,太空飛機(Spaceplane)的概念就已經出現。由於普通的太空飛船僅僅只能作單次使用,由此產生的巨大成本令人望而卻步。因此在人類太空事業剛剛起步時期,就產生了建造可重複使用載人飛船的想法。早在1957年,美國波音公司就推出了「X-20 Dyna Soar" 型驗證機。但幾年之後就因技術和資金原因而下馬

波音公司的X-20型驗證機,外形讓人想起今日的X-37型驗證機

而對對手的一舉一動一向十分敏感的蘇聯,也推出了相同概念的技術驗證機-米格105螺旋太空飛機(Спираль)。

今日擺放與俄國中央空軍博物館的米格105的11型驗證機,也是唯一一架製造完成,並進行飛行試驗的驗證機

不過蘇聯人畢竟慢了半拍。在X-20計劃被取消兩年後,米格105的研製工作才正式開始。與美國對波音X-20計劃的態度不同,蘇聯人對這種外形小巧的太空飛船熱情很高。整個計劃在經歷1969年的短暫停頓後,一直持續到了1978年。甚至在得到美國開始研製太空梭(Space Shuttle)的情報後,蘇聯當局甚至計劃對米格105進行技術強化,用以回應美國的太空梭計劃,這當然有成本方面的考量,而且此時蘇聯的航天科研力量基本都是向太空站建設上傾斜。

直到美國的「企業號」(Space Shuttle Enterprise,編號OV-101)與「挑戰者」號(Space Shuttle Challenger,編號OV-009,原本是作為測試平台使用)的全貌被蘇聯情報部門得知,蘇聯當局才最終放棄米格105這一落後而不實用的計劃。首架太空梭「企業號」雖然只在70年代末進行了幾次滑行,背負飛行和自由飛行測試,從未真正進入太空,但其新穎的外形依然讓蘇聯同行震撼不已。現實中的差距讓蘇聯人開始再次發力,在太空競賽的末期做最後一次衝刺。

二. 迎頭追趕

1976年,當時的蘇聯國防委員會下達了研製太空梭的指示,並責成當時新成立的蘇聯莫爾尼亞聯合體負責太空梭的總體設計,同時聯合蘇聯 中央空氣流體動力研究院(Центра?льный аэрогидродинами?ческий институ?т,簡稱ЦАГИ),第一試驗設計局(опытно-конструкторское бюро 1, 簡稱ОКБ-1,由科羅廖夫創立)負責整個項目工作,同時整個計劃規模頗為可觀,蘇聯許多功勛級的科研專家都參與其中,其中就包括第一試驗設計局的總設計師瓦倫丁·格魯什科(Валенти?н Петро?вич Глушко?)以及副總設計師鮑里斯·切爾托克(Бори?с Евсе?евич Черто?к ),這兩位算是蘇聯航天領域泰斗級人物,都曾是科羅廖夫最親密的戰友。此外很多來自米亞西舍夫,米高揚等知名設計局的工程師也都參與進來。

在一起共事的切爾托克(左)與格魯什科(右)

雖然上文所述的米格105計劃已於1978年被取消,但米格105的一些經驗與設施還是被用在了蘇聯太空梭前期的驗證工作。1982年至1984年,根據米格105.11型驗證機為基礎製造的БОР-4模型(米格105的1:2比例模型,一共製造了7架)先後成功發射5次,以作先期試驗之用,這期間積累的技術經驗對之後開展的太空梭研製工作助益頗多。之後,重新進行設計的1:8比例模型БОР-5(一共製造了5架)被製造出來,又先後進行了5次發射並成功回收。同時還先後製造了85個不同比例的模型用於風洞與靜力實驗。

БОР-4模型,外形設計直接參照了米格105

БОР-5(502號)模型,外形已經具備具有太空梭的特徵

有了之前蘇聯幾十年的航天科研經驗做基礎,蘇聯太空梭前期的設計與研製工作進行的頗為順利。從БОР-5開始,整個蘇聯太空梭計劃被命名為「暴風雪」(Бура?н,此亦用來命名蘇聯的首架太空梭)。就在БОР-5還在進行緊張的發射試驗之際,1983年至1984年間,用於靜態測試的БТС-001 (或ОК-МЛ-1)與空中測試的БТС-002(或ОК-ГЛИ)同比例驗證機被製造出來。

暴風雪號太空梭結構圖

保存於莫斯科高爾基公園內的БТС-001驗證機(尾部未裝有噴氣發動機)

出廠時的БТС-002型驗證機,技術人員與其合影留念

在1997年莫斯科航展上展出的БТС-002型驗證機(用於空中測試,尾部安裝有四台噴氣發動機)

單從驗證機БТС-002來看,蘇聯版本的太空梭與美國的太空梭極為相似。無論是從機體,機翼,尾翼,艙室等等來看,二者都像是一母同胞的親兄弟(這也成為後世爭論暴風雪號在設計上是否抄襲美國提供了談資),不過細心的人們還是能發現二者設計上的不同,最明顯的差異就是尾部。美國的太空梭,從試驗性的企業號到後來的奮進號,在尾部都擁有幾個碩大的火箭自主推進器噴管。而БТС-002並沒有在尾部安裝主推進引擎,除了兩具用於調整軌道姿態的小型推進引擎外,БТС-002則裝有四台渦輪噴氣發動機(而首架發射升空的暴風雪號則是兩台)。換句話說,暴風雪號太空梭與美國太空梭最大的不同,就是其理論上具有像普通噴氣式飛機一樣自由起降的能力。這一獨特的設計使蘇聯的航天工程師們堅信,暴風雪的安全性與整體機動性要大大高於美國太空梭(即在發射時遇到事故可以及時脫離火箭並自主降落,在地面著陸遇到突發情況時亦可以做二次飛行)。而相比美國太空梭,暴風雪號的體量更大,貨艙更為寬敞,其總體效費比亦在美國之上。

此外,與美國太空梭擁有專屬的燃料外儲箱(Space Shuttle External Tank)不同,暴風雪號在發射時是直接被安裝在名叫「能源」(Энергия,由第一試驗設計局設計)的運載火箭上,這種運載火箭雖然外形上酷似作為美國太空梭配件存在的外儲箱,但他卻可以在執行太空梭發射任務之外,亦可以作為單獨的運載火箭使用。這一設計不光提高了太空梭發射的安全性,還在很大程度上降低了航天發射的成本。而在一,二級火箭均採用液體染料推進劑,也提高了火箭發射的可靠性

能源號火箭線條圖

與美國的太空梭類似,蘇聯也採用大型運輸機「馱運」的方式對太空梭進行運輸。早期是採用米亞西舍夫設計局在原M-4型轟炸機的基礎上專為暴風雪研製的VM-T型大型運輸機。但因為VM-T整體技術落後,可靠性也不佳,在首架暴風雪號發射之前即退役。之後由安東諾夫設計局設計建造了起飛重量更大,可靠性更高的超大型運輸機,這就是聞名於世的安225夢幻運輸機。

裝載在VM-T背上的БТС-001型驗證機

裝載暴風雪1.01號機的安225運輸機

三. 最後的輝煌

在接連建造了8架用於靜態測試的驗證機,並由БТС-002成功完成所有空中氣動飛行測試之後(該型機一共進行了140多次飛行試驗,70多次自動著陸試驗),暴風雪前期研製的種種技術難關被相繼攻克。1986年,第一架暴風雪號太空梭1.01號機(Изделие 1.01)建造完成,而就在這一年,美國的挑戰者號太空梭在發射升空之際解體墜毀。1988年11月15日UTC時間3點,暴風雪號在拜科努爾基地進行了首次發射,並取得了成功。

暴風雪號發射與返迴流程圖

1988年11月15日,暴風雪1.01號機被樹立在位於拜科努爾的發射台上

降落時的暴風雪1.01號機,旁邊是伴飛的米格25截擊機

在預定軌道環繞地球兩周後,暴風雪號安全返回地面。值得一提的是,此次發射任務沒有搭載航天員,機艙內也沒有安裝生命維持系統。事實上,這是一次無人自動飛行,暴風雪返回地面時完全依靠自身的動力完成了自動返航與著陸,這無疑要比美國哥倫比亞號太空梭的首航技術難度要大。雖然暴風雪號的首秀比美國首架成功發射的太空梭哥倫比亞號晚了8年,而且整個發射任務僅僅持續了兩個多小時,很多技術細節還不盡完善,但此次成功的發射至少證明在太空梭領域,蘇聯的航天科研實力完全不遜於美國,並且完全有能力後來者居上。

可惜的是,天不遂人願。原本已經實現的首航居然成為整個暴風雪計劃的絕唱。蘇聯越來越糟糕的經濟內政形勢與疲弱的國力越來越無法支撐過於龐大的航天工程,到暴風雪號首次發射之時,整個項目已經耗資200多億盧布,嚴重的超支情況迫使蘇聯當局暫時擱置雄心勃勃的暴風雪計劃,原本計劃中的載人發射任務(基本被定於90年代)被束之高閣,新一代太空梭「小鳥」號(Птичка,代號Изделие 1.02,原被命名為暴風雪1.02)與「貝加爾號」(Байкал,代號Изделие 2.01,原被命名為暴風雪2.01)在即將建造完成之際戛然而止。

靜靜停在莫斯科茹科夫斯基飛行博物館的貝加爾號太空梭

四. 夕陽餘暉

而誰又能想到,在暴風雪號首航三年之後,蘇聯轟然解體,紅色航天事業就這樣被划上了休止符。而經歷了休克治療後經濟形式日益窘迫的俄羅斯聯邦也最終於1993年徹底取消了整個暴風雪計劃。暴風雪號永遠失去與美國太空梭一較高下的機會。之後幾年,剩餘的暴風雪號(包括各型驗證機和未完成的小鳥號與貝加爾號)及其試驗模型則分散在俄羅斯與哈薩克兩國境內,在經受一番風吹日晒的折磨之後,運氣好的被俄羅斯當局修復並在博物館妥善保存,或者被出售到其他國家的博物館展出。本文開頭描述的那架暴風雪,就是當年進行空氣動力試驗的БТС-002號驗證機,她於2008年被最終賣給了德國科隆的施派爾科技博物館,在那裡度過餘生。

被保存在施派爾科技博物館的БТС-002號驗證機

同樣被保存在施派爾博物館內的БОР-5(502號)1:8比例模型

運氣不好的,就只能被遺棄在室外,任憑風雨摧殘而殘破不堪。而唯一作為首秀髮射進入太空的1.01號機,卻在2002年拜科努爾機庫倒塌事件中,連同未完工的小鳥號以及一座能源號火箭模型被壓毀。小鳥號後來被移送至拜科努爾太空中心的組裝大樓,而1.01號機則被徹底摧毀。

2002年機庫倒塌事件中被徹底摧毀的暴風雪1.01號機

而在機庫倒塌事件將近10年後,2011年7月23日,隨著美國亞特蘭蒂斯號太空梭的返航並,美國的太空梭計劃亦全部結束,僅存的三架太空梭全部退役。從1981年哥倫比亞號首航,到2011年亞特蘭蒂斯號返航,30年的時間裡,美國太空梭的歷史不可謂不輝煌,但其安全性與經濟性也是廣遭質疑。30年間,挑戰者與哥倫比亞號先後墜毀,14名航天員殉職,而居高不下的發射成本終於令美國意識到太空梭這種原來旨在通過重複使用來節約成本的概念,不過是人們的一廂情願。

當年參與暴風雪計劃的蘇聯功勛工程師們,很多都已經作古,亦有不少享受著平靜的退休生活。作為當年蘇聯航天事業最後輝煌的見證者,曾參與暴風雪計劃的鮑里斯·切爾托克在蘇聯解體後繼續在第一試驗設計局(後更名為科羅廖夫能源火箭航天集團),不久退休。而他一同參與計劃的瓦倫丁·格魯什科則在暴風雪1.01號機成功發射的次年,即1989年去世。

參加暴風雪計劃紀念活動的切爾托克

晚年的切爾托克筆耕不輟,他花費多年事件完成一套四卷本介紹蘇聯航天史的歷史叢書《火箭與人》(Ракеты и люди),算是對蘇聯那段波瀾壯闊的航天事業的一點祭奠。該套叢書還被美國NASA授權翻譯成英文並在美國出版,引起了一定的反響。

閑暇時分,切爾托克還經常會到莫斯科克林姆林宮紅場墓園散步,每每走到自己的老師,老上司和親密戰友科羅廖夫的墓前,他都會駐足凝思片刻。

1999年12月14日,切克托爾以99歲高齡離世。上天賜予了他高出常人的壽命,但他所畢生奉獻的事業,整個蘇聯那波瀾壯闊的航天事業,卻結束的太過倉促。

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