作者:曹睿 李俊彤 石警元
1961年4月12日加加林进入太空,是人类载人航天历史上的里程碑,从此4月12日成为了俄罗斯宇航日,在俄罗斯宇航日到来之际,俄罗斯航天集团已连续三年累计67次火箭发射任务无事故。这创下了俄罗斯历史上的最好记录,这个记录在世界范围内也是相当可观的。
俄罗斯拥有世界上绝无仅有、波澜壮阔的航天史;但是,在苏联解体后曾一度发展停滞,发射事故频发,总体发射成功率一度低于其他航天大国,苏联解体后的俄罗斯航天究竟经历了什么?近期的发射高成功率能否保持?俄罗斯航天的未来究竟在何方?
尤里·加加林
历经挫折——频频失败使得发展不容乐观
1957年10月4日,在拜科努尔发射场,随着一声轰鸣,卫星号把人类第一颗人造卫星,斯普特尼克1号送上太空,仅仅3年半后,尤里·加加林乘坐世界上第一艘载人飞船东方一号,载着“东方号”运载火箭飞向太空,标志着人类首次进入太空,苏联用实际成果向世界展示了强劲的航天实力。
但苏联解体后,俄罗斯未能延续苏联时期的辉煌。继承了苏联时代的积累,俄罗斯仍是太空大国之一。但苦于休克疗法带来的经济困难,航天事业几乎没有进步,航天科技的发展更是乏善可陈,就连最宝贵的顶尖航天人才和专家,也纷纷流失国外,让本来航天事业雪上加霜。随着航天事故发生率的不断上升,俄罗斯航天的竞争力急转直下。
在1957年至1984年期间,苏联共发射各类航天器2011个,数量位居世界榜首。当前苏联解体后,俄罗斯航天发射频率随之减少,但是事故频率却越来越高,已经从80年代的3%涨到了21世纪初的5%,发展到前几年,故障率更是高达7.8%。航天发射的高失误率对俄航天的打击无疑是巨大的。
航天发射失败除了导致对人员积极性的严重打击,还伴随着大量装备与金钱的损耗,甚至不少装备还是“孤品”,生产需要巨量的资金和时间,一次的发射失败可能就意味着永久失去了这次机遇。发射的高失败率还带来了国际信誉的丧失,显著减少来自其他国家的发射任务订单。
比如,2017年11月,联盟2号运载火箭搭载着来自挪威、瑞典、美国等多个国家的19枚卫星,在即将出大气层前发生了爆炸,19颗卫星也付之一炬;俄罗斯还因此背上了100多亿的外债。在之前,俄罗斯另一款运载火箭质子号同样事故频繁,自2011年起共发生了多达13起事故。俄罗斯是否能改变逆境,重新推进航天事业发展?
联盟2号运载火箭
重整旗鼓——近期发射事故数量显著降低
曾有俄苏霍伊设计局官员介绍,之前的俄航天部门腐败严重,从生产到监管问题巨大。一直以来,俄火箭发射都过于依赖位于哈萨克斯坦境内的拜科努尔航天中心,为此俄新建了中俄边境航天发射基地。结果在施工过程中却频频曝出挪用资金、侵吞资产等腐败问题,致使施工人员多次罢工,工程进程和质量受到严重影响。俄罗斯迅速处理了这些问题,用实际行动提升了航天发射任务的质效,为新纪录的产生奠定基础。
自从2018年10月11日事故发生3年多来,俄罗斯进行了合计67次发射,拜科努尔发射场32次,普列谢茨克 21 次,东方发射场 7 次,法属圭亚那的库鲁航天发射场 7 次。在政府的的大力支持与科研人员的努力下,在这期间都不曾发生过发射事故。在同一时期,世界上发却生了 22 次太空发射事故。
此前,俄罗斯航天集团发布的年报披露,从2018到2020年期间,俄罗斯航天火箭成功发射的平均5年比例提高了3.5%以上,目前已超过97%。这与世界最优秀的航天强国水平已经不相上下。此前俄罗斯的发射事故总是一波一波的到来。2010年、2013年和2016-2018年,每年发生一起事故,2012年和2015年各两起,2014年三起,2011年四起。
2020 年 5 月,俄罗斯打破了此前在 1992 年 2 月至 1993 年 2 月期间连续 58 次成功航天发射的国家记录。在安全发射记录方面,俄罗斯国家航天集团发言人公开表示:苏联时期创下了连续 185 次成功航天发射的记录(从 1983 年 1 月到 1984 年 11 月),是所有航天事业工作者追逐的目标。2021年3月,俄罗斯联邦航天局局长米特里·罗戈津表示:即使任务十分艰巨,俄罗斯航天集团将竭尽全力确保航天火箭发射的零事故发生率。再一次表明了对俄罗斯航天事业的充足信心,也对长远发展航天事业意义重大。
发生最大火箭爆炸的N1运载火箭
任重道远——提高航天安全意义重大深远
航天安全看似是个简单的问题,其实背后蕴含着复杂的逻辑。如果我们对航天发射安全的各个环节进行分析就会发现:航天发射安全其实是一个复杂的工程问题,其中包括了数百个相关的复杂系统能否协同工作。一旦一个小系统的一小部分出了问题,或是某些小系统的磨合不够好,就很可能导致整个发射任务的失败。更何况整个航天发射还有着非常复杂的发射流程,每一个步骤都由不同的团队来组织实施:从射前的准备,到将航天器送入预定轨道。中间的每一个环节都必须精确无误顺利进行,只有当卫星移交给客户或开始航天器变轨工作时,一次航天发射才宣告成功,这无疑极其困难。
记者米哈伊尔·科托夫指出:人总喜欢好看美观的统计数据。光靠统计数据来评估航天发射安全并不够充分全面。就算是苏联能创造185次成功发射的世界最高纪录,苏联最重要的发射有时也会出现事故,甚至还引发过地球上最大的非核武器爆炸。
俄罗斯国家航天集团公司总经理尤里·鲍里索夫在访问中强调:任何一次成功发射都不是放松的理由。不应该因为之前有一系列成功的发射就鲁莽的认定下一次也会同样成功。只追求数字漂亮而不切实对发射的问题负起责任,甚至开始作弊伪造成功率,只会因小失大,适得其反。真正重要的是把每次发射都,尽可能把每个环节、每个部件、每个系统做到最好。就算对已经取得的成功也要采取怀疑的态度。不应该产生惯性思维,认定每一次都一定会延续上一次的成绩。真正应该做的是督促各级管理人员对产品质量把好关,负好责,尽好职;同时也要着力改进维修火箭和卫星的方法;并提高计算机设计技术和数字建模的水平。务实提升技术,全方面保障好发射任务,才是航天事业持续进步的关键环节。(责任编辑:傅鑫、许朝)