俄羅斯航天專家眼中的2014年世界航天十大事件

王國鵬/編譯

俄羅斯航天專家眼中的2014年世界航天十大事件

王國鵬/編譯

編者按：

本文作者為А.Б.熱列茲尼亞科夫先生。他出生于1957年1月28日，是俄羅斯火箭航天技術專家，曾于2007 年-2014年期間擔任 “能源”火箭航天集團公司總裁顧問，現(xiàn)為俄羅斯齊奧爾科夫斯基宇航科學院院士。作為著名的俄羅斯航天科普作家、記者，他發(fā)表了大量的航天科普作品。本文摘自其撰寫的《世界各國2014年航天活動總結報告》。

盡管世界經(jīng)濟問題不斷，盡管國家間合作困難重重，盡管自然和技術災難時有發(fā)生，但在過去的2014年還是贈予了我們很多有趣、不凡而且重要的事物。

“菲萊”在彗星表面著陸

1　 “駕馭”彗星

2 0 1 4年8月，歐洲小行星探測器“羅塞塔”（Rosetta）飛抵67P/楚留莫夫-格拉西門克彗星，其攜帶的“菲萊”（Philae）著陸器在彗星核表面實現(xiàn)著陸，這可視作2014年度航天界的最核心事件。

“羅塞塔”于10年前發(fā)射，飛赴彗星。在這10年間，它完成了4次手動重力機動（3次在地球引力場內(nèi)，1次在火星引力場內(nèi)），飛掠了2867號小行星“施泰因斯”和21號小行星“魯物西亞”，并對行星際空間進行了探測。該小行星探測器抵近目標彗星，兩者的交會點離地球5×108km。在隨后的3個月中，分別開展了彗星研究、彗核表面“菲萊”著陸地點選址、科學儀器檢查等工作。

不過，并不是所有方面都如所愿：“菲萊”著陸器未能在計劃區(qū)域著陸，而是著陸在了彗核的陰影區(qū)域，并且著陸器也無法在彗核表面實現(xiàn)固定。為此，“菲萊”著陸器僅持續(xù)工作了56h。

然而，這已經(jīng)是一個巨大的勝利了，因為盡管時間有限，但“菲萊”卻取得了多項成功：向地球傳回了著陸點表面的圖片，進行了鉆探，分析了彗核的化學組成和同位素組成，等等。

不過，這還不是此次任務的終點?！傲_塞塔”本身的工作還在繼續(xù)。在彗星抵近太陽的1年中，探測器將繼續(xù)圍繞彗核飛行，此后在彗星飛向木星軌道時，空間探測器還將伴隨其半年時間。

或許，借助于空間探測器我們終將確定，彗星是否促進了地球生命的誕生。至少，“菲萊”發(fā)來的首批數(shù)據(jù)顯示，彗核表面上存在著有機分子。因此，至少地球生命太空起源理論有了存在的依據(jù)。

2　 繞月飛行并返回地球

中國航天還將繼續(xù)征服新的領域。盡管這些領域早為俄羅斯和美國所涉足，但是對于中國的設計師們來說，它們還是全新的。更何況，他們并不僅僅是在重復，他們還在力爭創(chuàng)造一些新成就。

2014年秋季，中國嫦娥-5 T1探測器，“重走”美國“阿波羅”（Apollo）飛船的飛行路線。此次試驗飛行被視作是給2017年月球取樣返回飛行任務作準備。

航天器實現(xiàn)了繞月飛行，在月球重力場實現(xiàn)了機動，隨后飛返地球。在離地球5000km處，返回艙與軌道艙分離，20min后以第二宇宙速度進入大氣層。29min后在內(nèi)蒙古實現(xiàn)軟著陸。

嫦娥-5T1任務圓滿成功。中國人獲得了必要的經(jīng)驗，并將滿懷信心地實現(xiàn)其探月工程的第三步—采樣返回進行研究。

此次飛行任務的創(chuàng)新點在于，軌道艙在與返回艙分離后，又繼續(xù)沿著一條扁長橢圓軌道（近地點高度600km，遠地點高度540000km），并在2014年11月底飛抵L2拉格朗日點。

3　 “獵戶座”飛船首飛

2014年12月，美國組織火星之旅的奠基性工作已經(jīng)啟動—美國“獵戶座”（Orion）飛船進行了首次試驗飛行，該飛船未來將用于深空飛行。飛行取得了圓滿成功。德爾他-4重型（Delta-4 Heavy）運載火箭從卡納維拉爾角起飛，將飛船送入低地球軌道，隨后飛船繞地球飛行了一圈。之后“獵戶座”飛船各發(fā)動機點火，飛船進入一個遠地點高度約6000km的新軌道。這是目前載人飛船飛行高度的14倍。

隨后，飛船返航。著陸艙以第二宇宙速度進入大氣層，在經(jīng)受高溫和強力學載荷的沖擊后，順利濺落在太平洋海域。此次任務共持續(xù)了不到4.5h。

盡管飛船上沒有航天員，而且僅限于在地球附近飛行，且持續(xù)的時間也不長，不過“獵戶座”飛船的潛力卻是巨大的。未來，它必將進入深空，并將在行星際空間征途中，為全人類帶來一些新的知識。

中國嫦娥-5T1探測器在中國內(nèi)蒙古著陸

美國“獵戶座”飛船試飛

4　 繞火星飛行

在載人探火星實現(xiàn)之前，自動化設備已在如火如荼地探測火星了。2014年，又有兩個火星探測器進入了火星軌道。

9月2 2日，美國“火星大氣與揮發(fā)物演化”（MAVEN）探測器飛抵火星。該任務將持續(xù)1年多時間，其主要目標是對火星大氣的當前狀態(tài)及其進化過程進行研究，包括對火星大氣散逸過程進行研究。這絕不是美國第一個對火星進行研究的行星際探測器。

不過對于印度人來說，“曼加里安”探測器則是其第一個進入環(huán)火星軌道的航天器。該探測器比美國的探測器晚2天飛抵火星。

印度探測器所要開展的任務并不如美國探測器的那般龐大。印度人主要是想借助該探測器掌握在其他行星開展任務的技術，即：軌道機動，優(yōu)化導航和通信系統(tǒng)，驗證星上系統(tǒng)的工作狀態(tài)。開展科學研究已經(jīng)屬于項目的極限任務了。

這一做法并不使人感到震驚。因為“曼加里安”畢竟是印度的第一個火星探測器，僅憑其能夠成功飛離環(huán)地球軌道，經(jīng)過數(shù)百萬千米的空間飛行進入環(huán)火星軌道，就已經(jīng)算的上是印度學者和工程師們的卓越成就了。更何況，印度學者和工程師們在這一領域是“初來乍到”呢。

5　 壁虎不太喜歡太空環(huán)境

2 0 1 4年夏天，俄羅斯生物學衛(wèi)星光子- M 4（Foton-M4）發(fā)射升空。衛(wèi)星“乘組”成員包括5只壁虎（4頭母的，1頭公的）和一些果蠅。此外，星上還載有各類植物的種子、蘑菇及其他低等生物。

人們對于壁虎的實驗數(shù)據(jù)最感興趣。專家們本想就此研究微重力環(huán)境對動物生殖行為、交配、繁殖的影響。但是，此次太空飛行并未能按照預定的程序進行。

在衛(wèi)星繞地飛行到第4圈時，對衛(wèi)星的指令傳輸出現(xiàn)了問題。不過，遙測信息接收正常，且顯示生保系統(tǒng)運行正常。指令信道在衛(wèi)星發(fā)射1周后才得以修復。不過為了避免出現(xiàn)新的通信問題，未將衛(wèi)星轉移到工作軌道上。

衛(wèi)星沿著非預定軌道飛行。因此，該衛(wèi)星的飛行時長也只有45個晝夜，比原先預計的60個晝夜要短得多。

2014年9月1日，光子-M4衛(wèi)星返回器在俄羅斯奧倫堡草原著陸，著陸一切正常。然而，當打開密封艙時，人們發(fā)現(xiàn)所有的壁虎都已死亡，而且人們也無法確切地指出壁虎死亡的原因?；蛟S，很有可能是生保系統(tǒng)出了問題。

不過果蠅的飛行狀態(tài)倒是十分良好，它們甚至還繁衍了后代。1個半月后，它們被再一次地送回太空，送到“國際空間站”，以便繼續(xù)開展實驗。

科學家們決定，以后再也不拿壁虎作在軌實驗了，因為，看來壁虎并不喜歡太空。

火星表面環(huán)境

俄羅斯光子-M4上搭載的壁虎

6　 質(zhì)子號和“安塔瑞斯”事故

2014年5月，俄羅斯快訊-AM4P（Express-AM4P）通信衛(wèi)星在拜科努爾發(fā)射場發(fā)射失敗。當時，第三級火箭發(fā)生故障，該級的一臺調(diào)向發(fā)動機聯(lián)邦失效，衛(wèi)星及火箭上面級均跌落進入大氣層并燃燒殆盡。至少俄羅斯聯(lián)邦航天局（Roscomos）就是這么宣布相關情況的。

第二次事故發(fā)生于2014年10月末。此次事故的“罪魁禍首”是美國軌道科學公司（OSC）的安塔瑞斯-120（Antares-120）運載火箭。該火箭原本計劃將一艘搭載了2.5t“國際空間站”乘組貨物的“天鵝座”（Cygnus）飛船送入軌道。運載的貨物中，還有一些美國中學生們準備的實驗。

火箭勉強飛離發(fā)射臺后僅上升了幾十米，第一級發(fā)動機隨即發(fā)生了爆炸?；鸺惋w船的碎片燃燒并倒向發(fā)射塔架。

數(shù)百萬人通過電視直播目擊了這一“生動的場景”。如果算上全球各大電視臺的新聞重播，那么全球共有超過15億人親眼看到了“安塔瑞斯”火箭事故。很少有事件能夠“獲得”那么多的觀眾。

上述兩次事故影響十分深遠。

此次質(zhì)子號火箭發(fā)射失敗，使得俄羅斯航天業(yè)的改革大大加快。

美國安塔瑞斯-120運載火箭發(fā)射事故，雖說未能引起全球性的變局，但是至少已使得專家，乃至社會大眾開始重新討論有關私營企業(yè)在航天工業(yè)中的角色問題。航天工業(yè)市場上諸如太空探索技術公司（SpaceX）或軌道科學公司等企業(yè)的最初幾次成功曾一度使得人們欣喜若狂。而此次“安塔瑞斯”發(fā)射失敗，實質(zhì)上標志著這種欣喜情緒的終結。

最開始人們認為，私營企業(yè)進入航天系統(tǒng)，這絕對是一個利好信號，并且該領域只會朝著一個方向發(fā)展—向前向上。但是，事實證明并非如此。

經(jīng)濟效益并不總是能夠保障技術和工藝的效率，有時情況或許恰恰相反。而“安塔瑞斯”的失敗則剛好證明了這一點。

此外，“國際空間站”補給物資的損失在一定程度上（盡管不是太強）打亂了空間站消耗物資、設備以及實驗設備的供應。盡管不會有航天員將因此挨餓，但是畢竟節(jié)奏被打亂了。

雖然聽起來不大恭敬，但是我想說，“安塔瑞斯”的事故必將對私營企業(yè)的后續(xù)工作產(chǎn)生積極影響。我認為，他們必將吸取此次失敗的教訓，在將來會更加嚴謹?shù)貙Υ教彀l(fā)射的準備工作。

美國“安塔瑞斯”火箭發(fā)射失敗

7　 太空旅游遭受打擊

2014年10月31日，在進行試驗飛行時，太空船-2（SpaceShipTwo）太空飛機失事。該飛行器是英國維珍銀河公司（Virgin Galactic）訂制的，旨在將探險愛好者送出大氣層，送入太空。

先期調(diào)查表明，主要是由于飛行員不當操作導致了此次事故的發(fā)生：在飛機失事前幾秒鐘，飛行員開啟了用于制動和進入大氣層的順槳系統(tǒng)。隨后，飛行器解體，碎片墜地。

雖然發(fā)生了悲劇，但是英國維珍銀河公司總經(jīng)理理查德·布蘭森（Richard Branson）依舊宣稱，該項目工作仍將繼續(xù)下去，替代太空船-2的新太空飛機將于2015年啟動飛行試驗。

此次太空飛機事故給太空旅游的前景帶來了沉重打擊。此次事故在一定程度上使人們對于亞軌道商業(yè)化飛行進入太空的想法產(chǎn)生了質(zhì)疑—如果技術還很不可靠，那為什么要拿生命冒險呢？

不過，對于這種“極限休閑”方式的熱情卻并未因此而消減。在那些已經(jīng)從維珍銀河公司購得機票的人中（共有700余人），僅有幾位要求退票。其他人則依舊滿懷信心，要從太空一睹地球風采，并享受幾分鐘的失重狀態(tài)。

8　 飛往小行星

2014年底，日本隼鳥-2（Hayabusa-2）行星際探測器發(fā)射升空，踏上飛往小行星1999 JU3 （162173）之路。該探測器壽命為6年，其任務目的是從小行星表面取壤并返回地球。

從取壤的理念、設計和原則角度來看，隼鳥-2均與此前的“隼鳥”探測器相類似。不過，新探測器“改正”了那些“前輩”身上的缺點。比如，上一次任務中顯現(xiàn)出來的輔助發(fā)動機故障，此次得以排除。此外，姿態(tài)控制系統(tǒng)飛輪的壽命得以增加。在考慮了小行星組成和狀態(tài)的潛在差異后，對于取壤系統(tǒng)也進行了改進。

2018年，隼鳥-2將飛抵小行星，并借助用于研究小行星表面的移動探測器（MASCOT）著陸艙進行取壤。該著陸艙是由德國、法國的專家共同研制的。此外，還會向小行星表面釋放兩臺納米探測車。

在小行星上工作1年半后，該航天器將踏上返程，并預計于2020年將土壤帶回地球。

探測器上還裝有一個微型芯片，上面記錄著那些想與探測器一同“踏上”行星際征程的地球人的名字、致辭和照片。

日本隼鳥-2探測器

9　 “安加拉”試飛

至少在最近的6年以來，我們一直為一個問題所困擾：“‘安加拉’何時首飛？”確實，對于俄羅斯新一代運載火箭首發(fā)的等待已經(jīng)太長，長的有些不體面了。曾經(jīng)有一度人們覺得，首發(fā)或許永遠不會發(fā)生了，不過，首發(fā)還是舉行了。

2014年夏天，俄羅斯輕型火箭—安加拉-1.2PP樣機實現(xiàn)首飛。在這次發(fā)射中，火箭沿著亞軌道飛行。盡管未包含將衛(wèi)星送入軌道的任務，但這畢竟是第一次，而這正是它的意義所在?；鸺骷墶⒓霞暗孛嬖O備運轉正常。這使得迅速啟動火箭飛行試驗成為可能。飛行試驗計劃于2016年舉行。

12月末，俄羅斯重型火箭—安加拉-A5發(fā)射進入太空。此次發(fā)射一切正常。此次發(fā)射過程中，火箭將有效載荷模型送入了地球靜止軌道。

再過幾年，所有型號的“安加拉”火箭將用于把衛(wèi)星及行星際探測器送入近地軌道或者是飛往其他行星的軌道。到時，或許航天員也將“改乘”新型火箭上天。

老實說，我并不是“安加拉”火箭的粉絲。在我看來，即便算上所有的財政、技術和組織性困難，用了12年時間來研制一項航天技術，也是毫無意義的。而且如果使用的仍是上20世紀的技術方案的話，創(chuàng)新點又在哪里呢？

不過，我仍祝愿“安加拉”火箭能夠飛行順利，能夠為俄羅斯航天提供可靠的服務。畢竟，有它總比沒有的好。

俄羅斯“安加拉”火箭

俄羅斯聯(lián)合火箭航天集團

10　 俄羅斯航天工業(yè)改革

我曾做過設想，2013年啟動的航天工業(yè)改革或?qū)⒑芸旖Y出第一批果實。事實的發(fā)展果真如此。不過，首批成果并不令人樂觀，而且還讓人懷疑其有效性和合理性，讓人懷疑通過這些改革步驟達至業(yè)界所期待的變革的可能性。對此，我不同意俄聯(lián)邦政府德米特里·羅戈津副總理的意見，后者認為火箭航天界正在擺脫危機。我認為，離擺脫危機還有很遙遠的距離。

一直以來，我都沒有對聯(lián)合火箭-航天集團公司（URSC）報以太大的希望，業(yè)界的改革正是借助于該集團的力量得以展開。在我看來，建立工業(yè)界大集團有可能會讓俄羅斯航天界丟失開展革命性創(chuàng)新的動力。所有人都已經(jīng)厭倦了繞地球飛行，并且都期待著飛往其他行星。是到了做改變的時候了，而且改變得越早越好。

目前，聯(lián)合火箭-航天集團公司正在解決人力資源問題，下屬各企業(yè)的股份化問題，并通過將國家股份變成自身所有的形式，形成其集團自身發(fā)展的戰(zhàn)略。2015年整年都將用于解決上述問題，或許還需要更多的時間。在解決上述問題前，除了“促進生產(chǎn)”這一點外，新集團將缺乏清晰的行動目標，這對于一個科學密集型的行業(yè)來說實在是不夠的。

改革的另一大推進器—俄羅斯聯(lián)邦航天局也在“四平八穩(wěn)”地開展工作。從一方面來說，這是可以理解的，畢竟聯(lián)合火箭-航天集團公司和俄羅斯聯(lián)邦航天局的職權并未得到明確劃分；而從另一方面來說，俄羅斯聯(lián)邦航天局本身也缺乏清晰的行動目標。

2014年秋季，大眾傳媒上曾出現(xiàn)過“2016-2025年聯(lián)邦航天規(guī)劃”的部分條款。看起來，該計劃要開展的工作很多。不過，我想再次強調(diào)的是，盡管“規(guī)劃”執(zhí)行起來花費不菲，大概需要20億盧布，但是該規(guī)劃的目標卻很難稱得上符合“時代要求和民族期望”。

我認為，俄羅斯的航天業(yè)要想取得突破性發(fā)展，必須要賦予其一個“高大上的目標”。月球探測或者火星探測就比較合適。其余的項目都得圍繞著這一個高大上的目標展開。屆時，大家就對下列問題“清清楚楚、明明白白”了：我們要走向何方，原因何在，目標何在。而在此之前，我們還將在地球周圍“彷徨”。

王國鵬/翻譯

2014 World’s Top Ten Aerospace Events In The Eyes Of Russian Space Experts