有關(guān)俄羅斯航天業(yè)的發(fā)展歷程和最新成果
問：有關(guān)俄羅斯航天業(yè)的發(fā)展歷程和最新成果
答：俄羅斯在航天方面曾一度與美國比肩.但由于政府的支持力度及本國經(jīng)濟發(fā)展等因素.導(dǎo)致俄羅斯航天發(fā)展面臨重重困難.例如.僅發(fā)展俄羅斯導(dǎo)航衛(wèi)星群一項計劃的資金差額就有28.46億盧布(約1.02億美元).由于缺少資金.阻止了2003年再次發(fā)射三顆導(dǎo)航衛(wèi)星.以及2005年再次發(fā)射新型導(dǎo)航衛(wèi)星(被推遲到2008年).
盡管存在諸多不利因素.俄羅斯相關(guān)部門仍然積極制定了新的航天政策.要求對航天工業(yè)現(xiàn)行體制進(jìn)行改革.以圖保持世界航天大國的地位.經(jīng)過各方的積極努力.俄羅斯的航天發(fā)射活動在2005年繼續(xù)保持了世界領(lǐng)先勢頭.發(fā)射量連續(xù)兩年居世界第一.在美國航天飛機復(fù)飛幾經(jīng)推遲的情況下.2005年.國際空間站的運輸工作主要由俄羅斯負(fù)責(zé).俄羅斯在發(fā)展國際空間站的同時.重點提出航天器的發(fā)射及衛(wèi)星性能改進(jìn).俄羅斯聯(lián)邦航天局長波米諾夫接收俄新社獨家采訪時強調(diào).新航天計劃是一項國家經(jīng)濟戰(zhàn)略.
一.航天發(fā)射
2005年12月27日. 俄羅斯聯(lián)邦航天局長波米諾夫發(fā)表言論稱.2005年俄羅斯的航天發(fā)射量依舊占居世界第一位(參見文末[附錄:2005年世界航天發(fā)射表").共進(jìn)行24次運載火箭發(fā)射.占世界航天發(fā)射總量的45%.連續(xù)兩年居世界第一位.其中.[聯(lián)盟"號系列運載火箭發(fā)射占18.9%.[質(zhì)子"號系列占11.3%.2005年美國運載火箭發(fā)射12次.發(fā)射量占世界航天發(fā)射總量22.6%,歐洲航天發(fā)射5次.占總量9.4%.
商業(yè)服務(wù)為俄羅斯創(chuàng)造了物質(zhì)財富.每年該國航天公司簽訂外國合同總計可達(dá)7億美元.在2005年7月俄羅斯政府批準(zhǔn)的2006-2015年聯(lián)邦太空計劃中.大力發(fā)展航天運輸業(yè)務(wù)是俄羅斯最具有競爭性的優(yōu)勢.俄羅斯將發(fā)射多種衛(wèi)星入軌.增加在全球發(fā)射市場上所占的比例.
2005年.俄共有3次發(fā)射失敗:
6月21日.攜帶俄羅斯國防部[閃電"-3K通信衛(wèi)星[閃電"-M(Molniya-M)火箭從普列謝茨克升空后不久墜毀. 原因可能是火箭第三級發(fā)動機失靈.或第三級與第二級分離指令失敗.分析認(rèn)為:火箭及衛(wèi)星的主要部分在再入密集大氣層時已經(jīng)燒毀.
10月8日.俄羅斯[羅克特"(Rokot)火箭發(fā)射歐空局Cryosat衛(wèi)星時出現(xiàn)故障.第二級沒能分離.衛(wèi)星墜毀.原因可能是箭上飛行控制系統(tǒng)指令錯誤.導(dǎo)致主發(fā)動機在應(yīng)當(dāng)熄火時繼續(xù)運行.從而耗盡了火箭上的全部燃料.俄羅斯隨后暫停[羅克特"火箭的發(fā)射.歐空局被迫決定重新建造Cryosat衛(wèi)星.
10月27日.俄羅斯[宇宙"-3M發(fā)射的一箭八星中.主要載荷Mozhayets-5衛(wèi)星未能進(jìn)入指定軌道.該衛(wèi)星旨在進(jìn)行光學(xué)試驗.航天官員已與衛(wèi)星失去聯(lián)系.
除了致力于發(fā)射外.2005年時逢拜科努爾航天發(fā)射場50周年之際.俄羅斯還將對其進(jìn)行全面現(xiàn)代化改造.2005年俄哈達(dá)成協(xié)議.在拜科努爾發(fā)射場為新型的[安加拉"運載火箭建造一座專用發(fā)射架,[天頂"運載火箭的發(fā)射裝置也將得到全面改造.以使其具備發(fā)射[三桅快船"型宇宙飛船的能力,[聯(lián)盟"-2運載火箭的加加林發(fā)射架也要改造.俄羅斯還決定繼續(xù)租用哈薩克境內(nèi)的拜科努爾航天發(fā)射場至2050年.每年支付租金1.15億美元.共計53億美元.拜科努爾發(fā)射場每年承擔(dān)的航天發(fā)射任務(wù)居世界第二位.
俄羅斯.哈薩克斯坦還將共同建造新的發(fā)射場.2005年哈薩克斯坦簽署法案.批準(zhǔn)了與俄羅斯合作建設(shè)Baiterek火箭中心的協(xié)議.俄哈合資新航天企業(yè)BAITEREK負(fù)責(zé)建造工作.并任命著名宇航員Talgat Musabayev擔(dān)任主管.新中心使用俄羅斯[安加拉"火箭擔(dān)任發(fā)射任務(wù).該火箭RD-191發(fā)動機使用了煤油與氧的液體混合.環(huán)保推進(jìn)劑.可攜帶26噸的有效載荷進(jìn)入低地軌道.及攜帶4.5噸的有效載荷至靜地軌道.該計劃預(yù)計于2009年早期執(zhí)行.俄羅斯還積極協(xié)助烏克蘭確定2007-2011年合作太空探索愿景,籌劃2006年送巴西宇航員進(jìn)入太空.并幫助巴西重建發(fā)射場.
在俄羅斯新十年太空計劃中.歐空局成為主要合作者.2005年.俄羅斯與法國進(jìn)一步加強航空航天領(lǐng)域合作.1月雙方簽署開發(fā).制造并應(yīng)用運載火箭的長期合作協(xié)議.內(nèi)容包括共同開發(fā)運載火箭.可重復(fù)使用的火箭發(fā)動機和試驗型可多次使用的航天貨運飛船等.確定了實施[聯(lián)盟-庫魯"項目的原則和條件.協(xié)議規(guī)定.[聯(lián)盟-庫魯"項目的總建設(shè)費用為3.44億歐元.俄羅斯將承擔(dān)其中1.3億歐元的費用.雙方航天代辦處將在圭亞納建造發(fā)射綜合系統(tǒng).使用庫魯航天發(fā)射場發(fā)射[聯(lián)盟"號飛船.第一次發(fā)射預(yù)計在2007年進(jìn)行.2月俄羅斯表示將參加[全球觀測系統(tǒng)計劃"和[歐洲統(tǒng)一航天計劃".在與德國的合作方面.1月份有報道表示.俄羅斯近期發(fā)射的一枚宇宙3M火箭成功進(jìn)行了新有效載荷發(fā)射的示范飛行.該火箭經(jīng)過臨時改裝以適應(yīng)德國合成孔徑雷達(dá)(SAR)-Lupe軍用偵察衛(wèi)星的發(fā)射.2005年.俄羅斯計劃為德國聯(lián)邦國防軍發(fā)射5顆雷達(dá)偵察衛(wèi)星.按照2003年協(xié)議.2005-2007年間俄制運載火箭將為德國聯(lián)邦國防軍發(fā)射一系列軍用衛(wèi)星.
俄羅斯還在積極研發(fā)新型航天運載能力.六人[快船"(klipper)設(shè)計用來替代俄羅斯三人座[聯(lián)盟"飛船.[聯(lián)盟"飛船自20世紀(jì)60年代開始運行.目前是飛往國際空間的唯一可靠運輸工具.[快船"比[聯(lián)盟"飛船動力更大.也比美國的航天飛機更輕便.更像飛往國際空間站的[計程車".俄羅斯聯(lián)邦航天局在8月份舉行的莫斯科國際航空展上展示了[快船"的全尺寸模型.如果一切進(jìn)展順利.并且歐空局參與其中.支付部分費用(12月歐空局正計劃從其成員國申請6千萬美元的資金).[快船"的設(shè)計研究將可在2006年初開始.2011年前完成無人飛行試驗.2012年前完成載人飛行試驗.
快船示意圖
[快船"的基本情況如下:
·進(jìn)入太空:13噸重的[快船"是[聯(lián)盟"飛船重量的近兩倍.因此需要一個推力更大的運載火箭.俄羅斯工程師正在考慮一些選擇方案.包括烏克蘭建造的[天頂"火箭和尚未研制完成的俄羅斯火箭[奧涅加"(Onega).這是[聯(lián)盟"火箭的改進(jìn)型.
·乘員艙:6.4米長的乘員艙和返回艙將可容納六名工作人員(包括兩名駕駛員).外加近500千克的貨物.總重為[聯(lián)盟"飛船的10倍.
·防熱罩:飛船的外層由防熱陶瓷板組成.防熱陶瓷板可飛行數(shù)次才需更換.
·起居艙:近4米長的.可分離式起居艙配有生命保障系統(tǒng).包括衛(wèi)生間以及與國際空間站的對接口.
·動力推進(jìn)器:儀器艙配有推進(jìn)器.可使[快船"與運載火箭分離并使飛船進(jìn)行機動.它還包括一個電子系統(tǒng).由可展開的太陽能電池陣供電.儀器艙和起居艙都將在返回地球前被拋棄.
·兩種著陸選擇:飛船的短翼能使駕駛員在下降過程繼續(xù)操縱飛船.并可在機場跑道完成受控著陸.如遇緊急情況.降落傘可確保[快船"安全著陸在俄羅斯中部的平原.
另有報道表示.俄羅斯航天工程師正在設(shè)計下一代超重型助推火箭.這種三級火箭具有110噸低地軌道運載能力.可為未來太空裝配空間站提供材料.俄羅斯也在研制一臺[永恒"的發(fā)電裝置.既可以在太空也可以在地球上使用.目前已經(jīng)建造了這種非傳統(tǒng)發(fā)動機的原型.據(jù)稱.該發(fā)動機可用于調(diào)控衛(wèi)星和空間站的軌道.它還是推進(jìn)力的清潔資源.未來還可用于天空和水陸運輸.
二.衛(wèi)星
2005年初有報道稱.俄羅斯目前有97顆衛(wèi)星在軌工作.其中81顆正常運轉(zhuǎn).9顆備用.還有7顆用于特殊用途的項目.截至2005年底.俄羅斯衛(wèi)星數(shù)量已經(jīng)恢復(fù)到100顆.俄羅斯新計劃旨在開發(fā).補充.現(xiàn)代化俄羅斯各種用途的在軌衛(wèi)星組群.年底航天局長波米諾夫稱.約40%的俄羅斯衛(wèi)星都已超過其壽命期.盡管組群整體都還運轉(zhuǎn)正常.但不僅僅需要更換衛(wèi)星.而且還應(yīng)延長現(xiàn)有衛(wèi)星的使用壽命.新衛(wèi)星可服役15年.此外.俄羅斯還應(yīng)增強并現(xiàn)代化太空通信系統(tǒng).俄羅斯新太空計劃的另一個重要內(nèi)容是恢復(fù)遠(yuǎn)距離探測地球的太空系統(tǒng).目前航天氣象學(xué)仍然被列為弱項.俄羅斯計劃從2006年開始逐漸發(fā)射現(xiàn)代化衛(wèi)星.并開始恢復(fù)氣象系統(tǒng).俄羅斯目前只有一個運轉(zhuǎn)的氣象衛(wèi)星[Meteor".但實際至少需要4-5個此類衛(wèi)星.全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)GLONASS的建造也是重點.俄羅斯航天局表示在2007年能夠啟動該系統(tǒng).
在衛(wèi)星建造方面.俄羅斯也展開了廣泛的國際合作.2005年.俄羅斯與伊朗簽署價值1.32億美元合同.建造一顆名為[金星"(Zohreh)的衛(wèi)星.旨在傳送數(shù)據(jù).音頻和視頻信號來支撐伊朗的通信基礎(chǔ)設(shè)施.10月27日.俄羅斯以一箭八星的形式.將伊朗首顆衛(wèi)星[西娜"(Sina)發(fā)射升空.10月.俄羅斯表示將與韓國組建聯(lián)合企業(yè)研制.生產(chǎn)新型航天器.雙方還討論了在韓國建造航天發(fā)射系統(tǒng)及輕型運載火箭的項目.
1.改良衛(wèi)星性能
2005年4月俄羅斯航天局在<俄羅斯航天器在軌群與面向保持和發(fā)展的緊急措施>中強調(diào):目前俄羅斯99顆衛(wèi)星中只有39顆衛(wèi)星百分百勝任工作.60顆衛(wèi)星已經(jīng)超過它們的現(xiàn)役壽命.隨后.2005年6月俄羅斯信息技術(shù)及通信部部長列昂尼德·雷曼表示.俄羅斯已將一部分通信衛(wèi)星的使用壽命增加了四倍.確保俄羅斯在衛(wèi)星通信領(lǐng)域列居世界第六位.并提及自2000年以來.發(fā)射了8顆多用途新衛(wèi)星.目前.俄羅斯衛(wèi)星團隊已有100顆衛(wèi)星(5顆老衛(wèi)星停留在軌).幾乎覆蓋全球.俄羅斯已建造出新型通信衛(wèi)星[歐洲"-1(Europe-1).旨在提供高質(zhì)量廣播.
2005年1月9日.俄羅斯Cobalt間諜衛(wèi)星因運作原因被提前引導(dǎo)離軌.1月20日.俄羅斯國防部仍然未能發(fā)現(xiàn)Cobalt間諜衛(wèi)星.2004年9月24日普列謝茨克發(fā)射場發(fā)射了改良設(shè)計的Cobalt間諜衛(wèi)星(入軌編號[宇宙"-2410).這是一顆試驗衛(wèi)星.在軌只停留107天(原系列至少在軌120天).衛(wèi)星攜帶兩個膠卷已經(jīng)在飛行早期通過一個特殊艙送回地面.最后飛行階段拍攝的照相膠卷尚未傳送.
8月26日.俄羅斯發(fā)射地球遙感衛(wèi)星Monitor-E進(jìn)入太陽同步軌道.在短暫通信失靈后.地面人員曾重新控制了這顆衛(wèi)星.但10月19日俄羅斯聯(lián)邦航天局宣布Monitor-E失去控制.
2.繼續(xù)完善GLONASS導(dǎo)航系統(tǒng).2007年將全面運轉(zhuǎn)
2005年12月25日.攜帶三顆GLONASS衛(wèi)星的質(zhì)子-K火箭發(fā)射升空.其中2顆衛(wèi)星屬于GLONASS-M衛(wèi)星新系列.第3顆衛(wèi)星則屬從前系列.使用壽命為7年和10年的新一代衛(wèi)星Glonass-M與Glonass-K將在三年內(nèi)加入軌道衛(wèi)星編隊.新型衛(wèi)星可向全球任何地點無數(shù)用戶提供導(dǎo)航信息.定位精度1米.
截至2005年底.俄羅斯GLONASS系統(tǒng)共有17顆衛(wèi)星在軌, 2006年.俄羅斯軍事預(yù)算的10%將用于航天.完成GLONASS系統(tǒng)的部署將獲得優(yōu)先權(quán),2007年.該導(dǎo)航系統(tǒng)衛(wèi)星將增加到18顆.開始全面運行,隨后.到的2010年.俄羅斯將使該系統(tǒng)全部24顆衛(wèi)星(21顆運行.3顆備份)在軌部署完畢.并能完全發(fā)揮導(dǎo)航功能.
GLONASS星座包括24顆衛(wèi)星(21顆運行.3顆備份).運行于19.100千米高空軌道內(nèi)(稍低于美國的GPS導(dǎo)航系統(tǒng)).每顆衛(wèi)星繞軌一周約11小時15分鐘.衛(wèi)星在軌間距經(jīng)過設(shè)定.特定時間點至少有5顆衛(wèi)星在視線之內(nèi).首批3顆衛(wèi)星于1982年入軌.1993年星座具備初始運行能力.1995年星座部署完畢.但由于經(jīng)濟原因.2002年4月僅運行了8顆衛(wèi)星--當(dāng)時幾乎沒有發(fā)揮導(dǎo)航功用.2004年3月有11顆衛(wèi)星運行.2004年12月發(fā)射3顆新型GLONASS-M衛(wèi)星.運行壽命7年.
在導(dǎo)航衛(wèi)星上.俄羅斯與印度展開合作.未來將使用印度極軌衛(wèi)星運載火箭發(fā)射兩顆GLONASS-M衛(wèi)星.目前雙方正在合作研發(fā)新一代可鏈接至俄羅斯GLONASS導(dǎo)航系統(tǒng)的衛(wèi)星.按照一項政府間的合作協(xié)議.俄羅斯的專家將與印度合作伙伴一同研制GLONASS-K衛(wèi)星.該型衛(wèi)星重量減少.運行壽命增加為10-12年.預(yù)計2008年開始服務(wù).
3.發(fā)展遙測.遙感太空系統(tǒng)
俄羅斯新太空計劃的另一個重要內(nèi)容是恢復(fù)遠(yuǎn)距離探測地球的太空系統(tǒng).目前航天氣象學(xué)仍然被列為弱項.目前只有一個運轉(zhuǎn)的氣象衛(wèi)星[Meteor".俄羅斯計劃從2006年開始逐漸發(fā)射現(xiàn)代化衛(wèi)星.并開始恢復(fù)氣象系統(tǒng).俄羅斯正在建立新一代地球觀測太空系統(tǒng),第一顆地球遙感衛(wèi)星也將于2006年下半年發(fā)射 .
未來幾年內(nèi)俄羅斯將把一個完整的高分辨率太空雷達(dá)星座發(fā)射入軌.目前.俄羅斯專家已經(jīng)研發(fā)了的高分辨率雷達(dá)衛(wèi)星有幾下幾種:
Kondor-E航天器.該衛(wèi)星只有800千克(國外類似衛(wèi)星重達(dá)2-3噸).且費用比國外類似衛(wèi)星亦減少4-5倍(卻有著可以相提并論的規(guī)格).其多功能雷達(dá)可提供Kondor-E軌道兩側(cè)各500千米范圍內(nèi)的高分辨率圖像.該衛(wèi)星的特點是環(huán)繞著一個6米的拋物線天線.而非沒有采用重型的相控陣結(jié)構(gòu).控制專家們可以瞄準(zhǔn)這些拋物線天線.并迅速掃描不同地區(qū).衛(wèi)星上的雷達(dá)還能提供30幅數(shù)字地圖模擬圖像.
Monitor-E地球遙感衛(wèi)星.該衛(wèi)星由俄羅斯克魯尼契夫航天中心研制.2005年8月發(fā)射即出現(xiàn)故障.隨后宣布失蹤.經(jīng)過大量努力.Monitor-E衛(wèi)星于12月失而復(fù)得.進(jìn)入軌道.該衛(wèi)星重僅600千克.展開后形如邊長1米的立方體.將是一系列小級別地球遙測系統(tǒng)的首顆衛(wèi)星.由于這顆小衛(wèi)星搭載了靈活的系統(tǒng).因而是世上首個可在規(guī)格.能力上與重型衛(wèi)星相媲美的小型航天器.俄羅斯稱從未擁有具備如此能力的航天器.
Monitor-E屬于擁有智能星載系統(tǒng)的新一代航天器.裝備有兩架分辨率分別為8米和20米的電子光學(xué)攝像機.這種航天器重750克.大部分設(shè)備及專用元件都可稱是俄羅斯宇航工業(yè)研發(fā)中最先進(jìn)的.俄羅斯建造新的地球遙感衛(wèi)星系統(tǒng)的根本原則是:提供一套標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng).能提供從發(fā)射到最后產(chǎn)品的所有功能.該衛(wèi)星系統(tǒng)的主要構(gòu)成是基于統(tǒng)一平臺的小型航天器編隊.Monitor-E衛(wèi)星收集的的信息70%歸航天局所有.用來滿足官方客戶需求,30%歸克魯尼契夫航天中心.用于商業(yè)目的.
Monitor地球遙感系統(tǒng)基礎(chǔ)性的新技術(shù)及其提供的觀測周期.將使該系統(tǒng)在全球市場上產(chǎn)生極高的競爭力.2005年9月報道.俄羅斯聯(lián)邦航天局正計劃宣布建造一顆分辨率小于1米Monitor-E衛(wèi)星招標(biāo)方案.克魯尼契夫航天中心將競標(biāo)制造與發(fā)射合同.未來將要加入Monitor衛(wèi)星編隊的有:Monitor-I(熱力學(xué)).Monitor-S(立體成像).以及Monitor-O(高分辨率).全都裝備有多種光學(xué)電子設(shè)備.另外Monitor-R將配有星載雷達(dá).這些衛(wèi)星都將使用輕型運載火箭發(fā)射.
箭(Strelka)衛(wèi)星計劃.這是一項正在投資的4億美元的長期計劃.由6顆衛(wèi)星組成.包括3顆雷達(dá)衛(wèi)星.旨在將輔助監(jiān)視石油和煤氣設(shè)備.
Arkon-2多功能雷達(dá)衛(wèi)星.可以為聯(lián)邦局和商業(yè)客戶提供高分辨率和中度分辨率的圖片.還可用于國家防御和國際合作項目中.衛(wèi)星擁有獨特的三波段雷達(dá).它的分米-波段觀測系統(tǒng)(23厘米)可以在下層叢林中尋找目標(biāo).雷達(dá)的70厘米波長可在干燥土地之下掃描表面.Arkon-2 航天器還可提供詳細(xì)的.質(zhì)量最好的區(qū)域圖片.其測量范圍是10X10千米(分辨率達(dá)1米),還可提供450千米范圍內(nèi)的全景圖片(分辨率達(dá)50米).此外.它可以拍攝測量長度在400-4.000米的范圍.在未來3年里實施Arkon-2計劃不僅意味著俄羅斯制造的雷達(dá)衛(wèi)星將重返軌道.還意味著俄羅斯將在雷達(dá)衛(wèi)星情報市場上獲得一個立足點.
新一代地球觀測成像衛(wèi)星Resurs-DK1.2005年8月有報道.俄羅斯即將完成新一代地球觀測成像衛(wèi)星Resurs-DK1的制造.這個多譜段光譜衛(wèi)星將拍攝地球表面照片.并在空中通過一個實時的下行鏈路系統(tǒng)將高分辨率圖像信號發(fā)回地球.這些數(shù)據(jù)將更新和改進(jìn)現(xiàn)有的數(shù)字地圖.使監(jiān)測自然資源.提供環(huán)境監(jiān)控和獲得自然災(zāi)害或突發(fā)事件的實時信息都變成可能.這是第一個將先進(jìn)的衛(wèi)星和高專業(yè)化地面基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)合在一起的下行鏈路系統(tǒng).其基礎(chǔ)設(shè)施不僅包括接收站.還包括信息處理及可以快速市場化的硬件設(shè)備.這些性能意味著該衛(wèi)星處在國際地球觀測技術(shù)的前端.除高速下行鏈路外.它還具有強大的星上存儲能力.能在很長一段時期內(nèi)為廣大用戶復(fù)制圖像.由于在重量.載荷和能源消耗上具有安全冗余.因此可以承載一些用于其它研究項目的輔助設(shè)備.
地球遙感衛(wèi)星[流星"-3M.俄羅斯首顆地球遙感衛(wèi)星[流星"-3M(Meteor 3M)將于2006年晚些時候發(fā)射.按照2006-2015年聯(lián)邦航天計劃要求.俄羅斯將建造7個遙感系統(tǒng).旨在掌握地球的基礎(chǔ)知識.并監(jiān)測自然資源.該計劃的主要目標(biāo)是建設(shè)和研制一個在軌遙感群.并創(chuàng)建用戶訪問的基礎(chǔ)設(shè)施.用戶包括緊急事務(wù)部.農(nóng)業(yè)部.運輸部等.(中國航天工程咨詢中心 章國華 許紅英)
盡管存在諸多不利因素.俄羅斯相關(guān)部門仍然積極制定了新的航天政策.要求對航天工業(yè)現(xiàn)行體制進(jìn)行改革.以圖保持世界航天大國的地位.經(jīng)過各方的積極努力.俄羅斯的航天發(fā)射活動在2005年繼續(xù)保持了世界領(lǐng)先勢頭.發(fā)射量連續(xù)兩年居世界第一.在美國航天飛機復(fù)飛幾經(jīng)推遲的情況下.2005年.國際空間站的運輸工作主要由俄羅斯負(fù)責(zé).俄羅斯在發(fā)展國際空間站的同時.重點提出航天器的發(fā)射及衛(wèi)星性能改進(jìn).俄羅斯聯(lián)邦航天局長波米諾夫接收俄新社獨家采訪時強調(diào).新航天計劃是一項國家經(jīng)濟戰(zhàn)略.
一.航天發(fā)射
2005年12月27日. 俄羅斯聯(lián)邦航天局長波米諾夫發(fā)表言論稱.2005年俄羅斯的航天發(fā)射量依舊占居世界第一位(參見文末[附錄:2005年世界航天發(fā)射表").共進(jìn)行24次運載火箭發(fā)射.占世界航天發(fā)射總量的45%.連續(xù)兩年居世界第一位.其中.[聯(lián)盟"號系列運載火箭發(fā)射占18.9%.[質(zhì)子"號系列占11.3%.2005年美國運載火箭發(fā)射12次.發(fā)射量占世界航天發(fā)射總量22.6%,歐洲航天發(fā)射5次.占總量9.4%.
商業(yè)服務(wù)為俄羅斯創(chuàng)造了物質(zhì)財富.每年該國航天公司簽訂外國合同總計可達(dá)7億美元.在2005年7月俄羅斯政府批準(zhǔn)的2006-2015年聯(lián)邦太空計劃中.大力發(fā)展航天運輸業(yè)務(wù)是俄羅斯最具有競爭性的優(yōu)勢.俄羅斯將發(fā)射多種衛(wèi)星入軌.增加在全球發(fā)射市場上所占的比例.
2005年.俄共有3次發(fā)射失敗:
6月21日.攜帶俄羅斯國防部[閃電"-3K通信衛(wèi)星[閃電"-M(Molniya-M)火箭從普列謝茨克升空后不久墜毀. 原因可能是火箭第三級發(fā)動機失靈.或第三級與第二級分離指令失敗.分析認(rèn)為:火箭及衛(wèi)星的主要部分在再入密集大氣層時已經(jīng)燒毀.
10月8日.俄羅斯[羅克特"(Rokot)火箭發(fā)射歐空局Cryosat衛(wèi)星時出現(xiàn)故障.第二級沒能分離.衛(wèi)星墜毀.原因可能是箭上飛行控制系統(tǒng)指令錯誤.導(dǎo)致主發(fā)動機在應(yīng)當(dāng)熄火時繼續(xù)運行.從而耗盡了火箭上的全部燃料.俄羅斯隨后暫停[羅克特"火箭的發(fā)射.歐空局被迫決定重新建造Cryosat衛(wèi)星.
10月27日.俄羅斯[宇宙"-3M發(fā)射的一箭八星中.主要載荷Mozhayets-5衛(wèi)星未能進(jìn)入指定軌道.該衛(wèi)星旨在進(jìn)行光學(xué)試驗.航天官員已與衛(wèi)星失去聯(lián)系.
除了致力于發(fā)射外.2005年時逢拜科努爾航天發(fā)射場50周年之際.俄羅斯還將對其進(jìn)行全面現(xiàn)代化改造.2005年俄哈達(dá)成協(xié)議.在拜科努爾發(fā)射場為新型的[安加拉"運載火箭建造一座專用發(fā)射架,[天頂"運載火箭的發(fā)射裝置也將得到全面改造.以使其具備發(fā)射[三桅快船"型宇宙飛船的能力,[聯(lián)盟"-2運載火箭的加加林發(fā)射架也要改造.俄羅斯還決定繼續(xù)租用哈薩克境內(nèi)的拜科努爾航天發(fā)射場至2050年.每年支付租金1.15億美元.共計53億美元.拜科努爾發(fā)射場每年承擔(dān)的航天發(fā)射任務(wù)居世界第二位.
俄羅斯.哈薩克斯坦還將共同建造新的發(fā)射場.2005年哈薩克斯坦簽署法案.批準(zhǔn)了與俄羅斯合作建設(shè)Baiterek火箭中心的協(xié)議.俄哈合資新航天企業(yè)BAITEREK負(fù)責(zé)建造工作.并任命著名宇航員Talgat Musabayev擔(dān)任主管.新中心使用俄羅斯[安加拉"火箭擔(dān)任發(fā)射任務(wù).該火箭RD-191發(fā)動機使用了煤油與氧的液體混合.環(huán)保推進(jìn)劑.可攜帶26噸的有效載荷進(jìn)入低地軌道.及攜帶4.5噸的有效載荷至靜地軌道.該計劃預(yù)計于2009年早期執(zhí)行.俄羅斯還積極協(xié)助烏克蘭確定2007-2011年合作太空探索愿景,籌劃2006年送巴西宇航員進(jìn)入太空.并幫助巴西重建發(fā)射場.
在俄羅斯新十年太空計劃中.歐空局成為主要合作者.2005年.俄羅斯與法國進(jìn)一步加強航空航天領(lǐng)域合作.1月雙方簽署開發(fā).制造并應(yīng)用運載火箭的長期合作協(xié)議.內(nèi)容包括共同開發(fā)運載火箭.可重復(fù)使用的火箭發(fā)動機和試驗型可多次使用的航天貨運飛船等.確定了實施[聯(lián)盟-庫魯"項目的原則和條件.協(xié)議規(guī)定.[聯(lián)盟-庫魯"項目的總建設(shè)費用為3.44億歐元.俄羅斯將承擔(dān)其中1.3億歐元的費用.雙方航天代辦處將在圭亞納建造發(fā)射綜合系統(tǒng).使用庫魯航天發(fā)射場發(fā)射[聯(lián)盟"號飛船.第一次發(fā)射預(yù)計在2007年進(jìn)行.2月俄羅斯表示將參加[全球觀測系統(tǒng)計劃"和[歐洲統(tǒng)一航天計劃".在與德國的合作方面.1月份有報道表示.俄羅斯近期發(fā)射的一枚宇宙3M火箭成功進(jìn)行了新有效載荷發(fā)射的示范飛行.該火箭經(jīng)過臨時改裝以適應(yīng)德國合成孔徑雷達(dá)(SAR)-Lupe軍用偵察衛(wèi)星的發(fā)射.2005年.俄羅斯計劃為德國聯(lián)邦國防軍發(fā)射5顆雷達(dá)偵察衛(wèi)星.按照2003年協(xié)議.2005-2007年間俄制運載火箭將為德國聯(lián)邦國防軍發(fā)射一系列軍用衛(wèi)星.
俄羅斯還在積極研發(fā)新型航天運載能力.六人[快船"(klipper)設(shè)計用來替代俄羅斯三人座[聯(lián)盟"飛船.[聯(lián)盟"飛船自20世紀(jì)60年代開始運行.目前是飛往國際空間的唯一可靠運輸工具.[快船"比[聯(lián)盟"飛船動力更大.也比美國的航天飛機更輕便.更像飛往國際空間站的[計程車".俄羅斯聯(lián)邦航天局在8月份舉行的莫斯科國際航空展上展示了[快船"的全尺寸模型.如果一切進(jìn)展順利.并且歐空局參與其中.支付部分費用(12月歐空局正計劃從其成員國申請6千萬美元的資金).[快船"的設(shè)計研究將可在2006年初開始.2011年前完成無人飛行試驗.2012年前完成載人飛行試驗.
快船示意圖
[快船"的基本情況如下:
·進(jìn)入太空:13噸重的[快船"是[聯(lián)盟"飛船重量的近兩倍.因此需要一個推力更大的運載火箭.俄羅斯工程師正在考慮一些選擇方案.包括烏克蘭建造的[天頂"火箭和尚未研制完成的俄羅斯火箭[奧涅加"(Onega).這是[聯(lián)盟"火箭的改進(jìn)型.
·乘員艙:6.4米長的乘員艙和返回艙將可容納六名工作人員(包括兩名駕駛員).外加近500千克的貨物.總重為[聯(lián)盟"飛船的10倍.
·防熱罩:飛船的外層由防熱陶瓷板組成.防熱陶瓷板可飛行數(shù)次才需更換.
·起居艙:近4米長的.可分離式起居艙配有生命保障系統(tǒng).包括衛(wèi)生間以及與國際空間站的對接口.
·動力推進(jìn)器:儀器艙配有推進(jìn)器.可使[快船"與運載火箭分離并使飛船進(jìn)行機動.它還包括一個電子系統(tǒng).由可展開的太陽能電池陣供電.儀器艙和起居艙都將在返回地球前被拋棄.
·兩種著陸選擇:飛船的短翼能使駕駛員在下降過程繼續(xù)操縱飛船.并可在機場跑道完成受控著陸.如遇緊急情況.降落傘可確保[快船"安全著陸在俄羅斯中部的平原.
另有報道表示.俄羅斯航天工程師正在設(shè)計下一代超重型助推火箭.這種三級火箭具有110噸低地軌道運載能力.可為未來太空裝配空間站提供材料.俄羅斯也在研制一臺[永恒"的發(fā)電裝置.既可以在太空也可以在地球上使用.目前已經(jīng)建造了這種非傳統(tǒng)發(fā)動機的原型.據(jù)稱.該發(fā)動機可用于調(diào)控衛(wèi)星和空間站的軌道.它還是推進(jìn)力的清潔資源.未來還可用于天空和水陸運輸.
二.衛(wèi)星
2005年初有報道稱.俄羅斯目前有97顆衛(wèi)星在軌工作.其中81顆正常運轉(zhuǎn).9顆備用.還有7顆用于特殊用途的項目.截至2005年底.俄羅斯衛(wèi)星數(shù)量已經(jīng)恢復(fù)到100顆.俄羅斯新計劃旨在開發(fā).補充.現(xiàn)代化俄羅斯各種用途的在軌衛(wèi)星組群.年底航天局長波米諾夫稱.約40%的俄羅斯衛(wèi)星都已超過其壽命期.盡管組群整體都還運轉(zhuǎn)正常.但不僅僅需要更換衛(wèi)星.而且還應(yīng)延長現(xiàn)有衛(wèi)星的使用壽命.新衛(wèi)星可服役15年.此外.俄羅斯還應(yīng)增強并現(xiàn)代化太空通信系統(tǒng).俄羅斯新太空計劃的另一個重要內(nèi)容是恢復(fù)遠(yuǎn)距離探測地球的太空系統(tǒng).目前航天氣象學(xué)仍然被列為弱項.俄羅斯計劃從2006年開始逐漸發(fā)射現(xiàn)代化衛(wèi)星.并開始恢復(fù)氣象系統(tǒng).俄羅斯目前只有一個運轉(zhuǎn)的氣象衛(wèi)星[Meteor".但實際至少需要4-5個此類衛(wèi)星.全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)GLONASS的建造也是重點.俄羅斯航天局表示在2007年能夠啟動該系統(tǒng).
在衛(wèi)星建造方面.俄羅斯也展開了廣泛的國際合作.2005年.俄羅斯與伊朗簽署價值1.32億美元合同.建造一顆名為[金星"(Zohreh)的衛(wèi)星.旨在傳送數(shù)據(jù).音頻和視頻信號來支撐伊朗的通信基礎(chǔ)設(shè)施.10月27日.俄羅斯以一箭八星的形式.將伊朗首顆衛(wèi)星[西娜"(Sina)發(fā)射升空.10月.俄羅斯表示將與韓國組建聯(lián)合企業(yè)研制.生產(chǎn)新型航天器.雙方還討論了在韓國建造航天發(fā)射系統(tǒng)及輕型運載火箭的項目.
1.改良衛(wèi)星性能
2005年4月俄羅斯航天局在<俄羅斯航天器在軌群與面向保持和發(fā)展的緊急措施>中強調(diào):目前俄羅斯99顆衛(wèi)星中只有39顆衛(wèi)星百分百勝任工作.60顆衛(wèi)星已經(jīng)超過它們的現(xiàn)役壽命.隨后.2005年6月俄羅斯信息技術(shù)及通信部部長列昂尼德·雷曼表示.俄羅斯已將一部分通信衛(wèi)星的使用壽命增加了四倍.確保俄羅斯在衛(wèi)星通信領(lǐng)域列居世界第六位.并提及自2000年以來.發(fā)射了8顆多用途新衛(wèi)星.目前.俄羅斯衛(wèi)星團隊已有100顆衛(wèi)星(5顆老衛(wèi)星停留在軌).幾乎覆蓋全球.俄羅斯已建造出新型通信衛(wèi)星[歐洲"-1(Europe-1).旨在提供高質(zhì)量廣播.
2005年1月9日.俄羅斯Cobalt間諜衛(wèi)星因運作原因被提前引導(dǎo)離軌.1月20日.俄羅斯國防部仍然未能發(fā)現(xiàn)Cobalt間諜衛(wèi)星.2004年9月24日普列謝茨克發(fā)射場發(fā)射了改良設(shè)計的Cobalt間諜衛(wèi)星(入軌編號[宇宙"-2410).這是一顆試驗衛(wèi)星.在軌只停留107天(原系列至少在軌120天).衛(wèi)星攜帶兩個膠卷已經(jīng)在飛行早期通過一個特殊艙送回地面.最后飛行階段拍攝的照相膠卷尚未傳送.
8月26日.俄羅斯發(fā)射地球遙感衛(wèi)星Monitor-E進(jìn)入太陽同步軌道.在短暫通信失靈后.地面人員曾重新控制了這顆衛(wèi)星.但10月19日俄羅斯聯(lián)邦航天局宣布Monitor-E失去控制.
2.繼續(xù)完善GLONASS導(dǎo)航系統(tǒng).2007年將全面運轉(zhuǎn)
2005年12月25日.攜帶三顆GLONASS衛(wèi)星的質(zhì)子-K火箭發(fā)射升空.其中2顆衛(wèi)星屬于GLONASS-M衛(wèi)星新系列.第3顆衛(wèi)星則屬從前系列.使用壽命為7年和10年的新一代衛(wèi)星Glonass-M與Glonass-K將在三年內(nèi)加入軌道衛(wèi)星編隊.新型衛(wèi)星可向全球任何地點無數(shù)用戶提供導(dǎo)航信息.定位精度1米.
截至2005年底.俄羅斯GLONASS系統(tǒng)共有17顆衛(wèi)星在軌, 2006年.俄羅斯軍事預(yù)算的10%將用于航天.完成GLONASS系統(tǒng)的部署將獲得優(yōu)先權(quán),2007年.該導(dǎo)航系統(tǒng)衛(wèi)星將增加到18顆.開始全面運行,隨后.到的2010年.俄羅斯將使該系統(tǒng)全部24顆衛(wèi)星(21顆運行.3顆備份)在軌部署完畢.并能完全發(fā)揮導(dǎo)航功能.
GLONASS星座包括24顆衛(wèi)星(21顆運行.3顆備份).運行于19.100千米高空軌道內(nèi)(稍低于美國的GPS導(dǎo)航系統(tǒng)).每顆衛(wèi)星繞軌一周約11小時15分鐘.衛(wèi)星在軌間距經(jīng)過設(shè)定.特定時間點至少有5顆衛(wèi)星在視線之內(nèi).首批3顆衛(wèi)星于1982年入軌.1993年星座具備初始運行能力.1995年星座部署完畢.但由于經(jīng)濟原因.2002年4月僅運行了8顆衛(wèi)星--當(dāng)時幾乎沒有發(fā)揮導(dǎo)航功用.2004年3月有11顆衛(wèi)星運行.2004年12月發(fā)射3顆新型GLONASS-M衛(wèi)星.運行壽命7年.
在導(dǎo)航衛(wèi)星上.俄羅斯與印度展開合作.未來將使用印度極軌衛(wèi)星運載火箭發(fā)射兩顆GLONASS-M衛(wèi)星.目前雙方正在合作研發(fā)新一代可鏈接至俄羅斯GLONASS導(dǎo)航系統(tǒng)的衛(wèi)星.按照一項政府間的合作協(xié)議.俄羅斯的專家將與印度合作伙伴一同研制GLONASS-K衛(wèi)星.該型衛(wèi)星重量減少.運行壽命增加為10-12年.預(yù)計2008年開始服務(wù).
3.發(fā)展遙測.遙感太空系統(tǒng)
俄羅斯新太空計劃的另一個重要內(nèi)容是恢復(fù)遠(yuǎn)距離探測地球的太空系統(tǒng).目前航天氣象學(xué)仍然被列為弱項.目前只有一個運轉(zhuǎn)的氣象衛(wèi)星[Meteor".俄羅斯計劃從2006年開始逐漸發(fā)射現(xiàn)代化衛(wèi)星.并開始恢復(fù)氣象系統(tǒng).俄羅斯正在建立新一代地球觀測太空系統(tǒng),第一顆地球遙感衛(wèi)星也將于2006年下半年發(fā)射 .
未來幾年內(nèi)俄羅斯將把一個完整的高分辨率太空雷達(dá)星座發(fā)射入軌.目前.俄羅斯專家已經(jīng)研發(fā)了的高分辨率雷達(dá)衛(wèi)星有幾下幾種:
Kondor-E航天器.該衛(wèi)星只有800千克(國外類似衛(wèi)星重達(dá)2-3噸).且費用比國外類似衛(wèi)星亦減少4-5倍(卻有著可以相提并論的規(guī)格).其多功能雷達(dá)可提供Kondor-E軌道兩側(cè)各500千米范圍內(nèi)的高分辨率圖像.該衛(wèi)星的特點是環(huán)繞著一個6米的拋物線天線.而非沒有采用重型的相控陣結(jié)構(gòu).控制專家們可以瞄準(zhǔn)這些拋物線天線.并迅速掃描不同地區(qū).衛(wèi)星上的雷達(dá)還能提供30幅數(shù)字地圖模擬圖像.
Monitor-E地球遙感衛(wèi)星.該衛(wèi)星由俄羅斯克魯尼契夫航天中心研制.2005年8月發(fā)射即出現(xiàn)故障.隨后宣布失蹤.經(jīng)過大量努力.Monitor-E衛(wèi)星于12月失而復(fù)得.進(jìn)入軌道.該衛(wèi)星重僅600千克.展開后形如邊長1米的立方體.將是一系列小級別地球遙測系統(tǒng)的首顆衛(wèi)星.由于這顆小衛(wèi)星搭載了靈活的系統(tǒng).因而是世上首個可在規(guī)格.能力上與重型衛(wèi)星相媲美的小型航天器.俄羅斯稱從未擁有具備如此能力的航天器.
Monitor-E屬于擁有智能星載系統(tǒng)的新一代航天器.裝備有兩架分辨率分別為8米和20米的電子光學(xué)攝像機.這種航天器重750克.大部分設(shè)備及專用元件都可稱是俄羅斯宇航工業(yè)研發(fā)中最先進(jìn)的.俄羅斯建造新的地球遙感衛(wèi)星系統(tǒng)的根本原則是:提供一套標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng).能提供從發(fā)射到最后產(chǎn)品的所有功能.該衛(wèi)星系統(tǒng)的主要構(gòu)成是基于統(tǒng)一平臺的小型航天器編隊.Monitor-E衛(wèi)星收集的的信息70%歸航天局所有.用來滿足官方客戶需求,30%歸克魯尼契夫航天中心.用于商業(yè)目的.
Monitor地球遙感系統(tǒng)基礎(chǔ)性的新技術(shù)及其提供的觀測周期.將使該系統(tǒng)在全球市場上產(chǎn)生極高的競爭力.2005年9月報道.俄羅斯聯(lián)邦航天局正計劃宣布建造一顆分辨率小于1米Monitor-E衛(wèi)星招標(biāo)方案.克魯尼契夫航天中心將競標(biāo)制造與發(fā)射合同.未來將要加入Monitor衛(wèi)星編隊的有:Monitor-I(熱力學(xué)).Monitor-S(立體成像).以及Monitor-O(高分辨率).全都裝備有多種光學(xué)電子設(shè)備.另外Monitor-R將配有星載雷達(dá).這些衛(wèi)星都將使用輕型運載火箭發(fā)射.
箭(Strelka)衛(wèi)星計劃.這是一項正在投資的4億美元的長期計劃.由6顆衛(wèi)星組成.包括3顆雷達(dá)衛(wèi)星.旨在將輔助監(jiān)視石油和煤氣設(shè)備.
Arkon-2多功能雷達(dá)衛(wèi)星.可以為聯(lián)邦局和商業(yè)客戶提供高分辨率和中度分辨率的圖片.還可用于國家防御和國際合作項目中.衛(wèi)星擁有獨特的三波段雷達(dá).它的分米-波段觀測系統(tǒng)(23厘米)可以在下層叢林中尋找目標(biāo).雷達(dá)的70厘米波長可在干燥土地之下掃描表面.Arkon-2 航天器還可提供詳細(xì)的.質(zhì)量最好的區(qū)域圖片.其測量范圍是10X10千米(分辨率達(dá)1米),還可提供450千米范圍內(nèi)的全景圖片(分辨率達(dá)50米).此外.它可以拍攝測量長度在400-4.000米的范圍.在未來3年里實施Arkon-2計劃不僅意味著俄羅斯制造的雷達(dá)衛(wèi)星將重返軌道.還意味著俄羅斯將在雷達(dá)衛(wèi)星情報市場上獲得一個立足點.
新一代地球觀測成像衛(wèi)星Resurs-DK1.2005年8月有報道.俄羅斯即將完成新一代地球觀測成像衛(wèi)星Resurs-DK1的制造.這個多譜段光譜衛(wèi)星將拍攝地球表面照片.并在空中通過一個實時的下行鏈路系統(tǒng)將高分辨率圖像信號發(fā)回地球.這些數(shù)據(jù)將更新和改進(jìn)現(xiàn)有的數(shù)字地圖.使監(jiān)測自然資源.提供環(huán)境監(jiān)控和獲得自然災(zāi)害或突發(fā)事件的實時信息都變成可能.這是第一個將先進(jìn)的衛(wèi)星和高專業(yè)化地面基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)合在一起的下行鏈路系統(tǒng).其基礎(chǔ)設(shè)施不僅包括接收站.還包括信息處理及可以快速市場化的硬件設(shè)備.這些性能意味著該衛(wèi)星處在國際地球觀測技術(shù)的前端.除高速下行鏈路外.它還具有強大的星上存儲能力.能在很長一段時期內(nèi)為廣大用戶復(fù)制圖像.由于在重量.載荷和能源消耗上具有安全冗余.因此可以承載一些用于其它研究項目的輔助設(shè)備.
地球遙感衛(wèi)星[流星"-3M.俄羅斯首顆地球遙感衛(wèi)星[流星"-3M(Meteor 3M)將于2006年晚些時候發(fā)射.按照2006-2015年聯(lián)邦航天計劃要求.俄羅斯將建造7個遙感系統(tǒng).旨在掌握地球的基礎(chǔ)知識.并監(jiān)測自然資源.該計劃的主要目標(biāo)是建設(shè)和研制一個在軌遙感群.并創(chuàng)建用戶訪問的基礎(chǔ)設(shè)施.用戶包括緊急事務(wù)部.農(nóng)業(yè)部.運輸部等.(中國航天工程咨詢中心 章國華 許紅英)