?俄羅斯擁有著世界上獨(dú)一無二的，波瀾壯闊的航天史。本文將以時(shí)間的推進(jìn)為線索，分理論與工程兩大主線對(duì)俄國-蘇聯(lián)-新俄羅斯航天發(fā)展歷程進(jìn)行簡要的描述、分析與復(fù)盤。對(duì)于每一種航天理論，我們都將從定量的角度出發(fā)對(duì)其力學(xué)原理、工程學(xué)應(yīng)用進(jìn)行介紹。對(duì)于每一個(gè)航天任務(wù)，我們都將盡可能地收集其科學(xué) 目標(biāo)、載荷參數(shù)、科學(xué)儀器等信息。對(duì)于每一款航天運(yùn)輸工具，我們都會(huì)給出其各軌道運(yùn)載能力以及比沖等數(shù)據(jù)。這樣，我們就可以直觀地領(lǐng)略俄蘇航天的發(fā)展與衰落，以在文章的最后做出一點(diǎn)思考：俄羅斯航天的未來在哪里？話不多說，我們先回到一百多年前，看看人類線代航天從幻夢(mèng)走向現(xiàn)實(shí)的起點(diǎn)吧。

航天夢(mèng)始

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如果我們穿越到16世紀(jì)60年代俄羅斯梁贊省的某個(gè)村莊，你或許會(huì)看到一群可愛的孩子。如果你看到孩子中有一個(gè)總是拿著一本書，或者跟旁人認(rèn)真地講他的奇思妙想，可千萬不要打擾他，因?yàn)樗芸赡芫褪俏?來的火箭之父：康斯坦丁·齊奧爾科夫斯基(p1)。齊奧爾科夫斯基是家里老五，他生來就聰明伶俐，對(duì)未知的事物有著著魔一般的熱愛和向往。他熱愛閱讀，也熱愛暢想，他常常想，如果自己能像貓一樣爬到很高，看到的景色該是多么的美麗。然而，“天將降大任于斯人也”，齊奧爾科夫斯基的成長充滿了坎坷。10歲那年，他因滑雪而患上了猩紅熱，雖然活了下來，但聽力幾乎完全喪失。同伴們也因此與他疏遠(yuǎn)，他只能整日沉浸在書籍和幻想所營造的世界里，給自己創(chuàng)造心靈的慰藉。

長大后，因?yàn)榧揖巢⒉桓辉?，且聽力受損，齊奧爾科夫斯基無法像正常人那樣完成學(xué)業(yè)。但父親認(rèn)為他應(yīng)該受更高的教育，因此讓他去了莫斯科。在莫斯科，他發(fā)現(xiàn)自己無法進(jìn)入學(xué)校，因此只能在圖書館學(xué)習(xí)。這段時(shí)間，他廣泛閱讀了大量的書籍，接觸了前沿的理論與思想。1977年，他通過了鄉(xiāng)村教師的考試，從此成為了一名中學(xué)老師。在租住的房屋里，齊奧爾科夫斯基建造了一個(gè)自己的實(shí)驗(yàn)室，并用一段時(shí)間在不知道前人成果的情況下，完成了已被發(fā)現(xiàn)的氣體相關(guān)理論。后來，他的興趣轉(zhuǎn)移到航空航天上來，并最終理論推導(dǎo)出了火箭公式，用一支筆讓人類航天從不切實(shí)際的幻想開始變?yōu)榭梢詫?shí)踐的事業(yè)。

齊奧爾科夫斯基的火箭公式是這樣的（p2）：

其中v為火箭的末速度，ω為火箭噴出氣體相對(duì)于火箭本身的速度，m0/mk為火箭的初末質(zhì)量比。這一公式主要說明了以下事實(shí)，即火箭以向后噴出氣體的方式損失的質(zhì)量越多，其速度就會(huì)越快。這其實(shí)并不難理解，甚至有可能會(huì)讓人覺得是廢話，但其中隱含的意義卻十分深刻：從公式中我們可以看出，當(dāng)ln(m0/mk) 大于1，也就是m0 /mk 大于自然指數(shù)e，亦即朲2.72的時(shí)候，火箭本身的速度就會(huì)大于噴出氣體的速度。這一點(diǎn)讓人有些驚訝，因?yàn)槌ＷR(shí)會(huì)告訴我們，一個(gè)物體不可能因?yàn)橐粋€(gè)小于v的恒定速度運(yùn)動(dòng)的作用而加速到v，那么火箭是如何做到這一點(diǎn)的呢？其實(shí)問題的關(guān)鍵在于，火箭是一個(gè)變質(zhì)量的物體，其在噴出氣體的同時(shí)，自身的質(zhì)量也會(huì)相應(yīng)地減少。因此，火箭與噴出的氣體就構(gòu)成了一個(gè)動(dòng)量守恒的關(guān)系，每時(shí)每刻在以火箭速度運(yùn)動(dòng)的慣性參考系下來看，火箭都是在向后噴出氣體，火箭本體也都是處于加速狀態(tài)的。根據(jù)這一理論，即使火箭以人呼氣的速度噴出氣體，給它足夠長的時(shí)間，它也可以加速到光速。這一理論的另一關(guān)鍵在于他規(guī)定了燃料與火箭剩余部分質(zhì)量比值的最小值，也就是說，在噴氣的速度一定時(shí)，火箭想要達(dá)到某個(gè)速度，其載荷質(zhì)量越 大，燃料也必須越多。噴氣速度越高，載荷與燃料的質(zhì)量比就可以越高。這也是為什么我們目前要發(fā)展電推進(jìn)技術(shù)的原因，電推進(jìn)技術(shù)可以把帶電粒子加速到很高的速度，因此可以節(jié)省燃料質(zhì)量，運(yùn)送更大的載荷，或者達(dá)到更高的航行速度。這樣看來，就算到了今天，齊奧爾科夫斯基的公式仍在制約和指引著人類航天的發(fā)展。

齊奧爾科夫斯基的火箭公式名垂千古，但他的一句話也有著不亞于此的影響力，那就是那句耳熟能詳?shù)模骸暗厍蚴侨祟惖膿u籃，但人類不可能永遠(yuǎn)被束縛在搖籃里?！边@句話被一代又一代的航天人視為精神圣火。但很多人不知道的是后面的半句：“開始他們將小心翼翼地穿出大氣層，然后去征服太陽系?！碧K聯(lián)的航天歷程正印證了這后半句的預(yù)言。

穿出大氣層的過程并不容易。十月革命后，蘇俄的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)不容樂觀，國內(nèi)局勢(shì)也較為動(dòng)蕩；新經(jīng)濟(jì)政策及五年計(jì)劃時(shí)，蘇聯(lián)優(yōu)先發(fā)展了與國家命脈相關(guān)的重工業(yè)，那時(shí)航天在世界范圍內(nèi)只是進(jìn)行了小規(guī)模的探討與嘗試，因此蘇聯(lián)也并沒有在航天方面下太大工夫。隨即世界陷入了二戰(zhàn)的硝煙之中，但也正是在二戰(zhàn)，德國由馮·布勞恩領(lǐng)導(dǎo)的對(duì)杖札朲火箭的研制和應(yīng)用得到了蘇聯(lián)高層的注意，他們敏銳地意識(shí)到，這是未來國防軍工的重要發(fā)展方向，也是人類未來在現(xiàn)實(shí)中投下的影子。就這樣，一個(gè)人被從西伯利亞的工作監(jiān)獄中釋放了出來，他竟是蘇聯(lián)航天史上最重要的人物：謝爾蓋·帕夫洛維奇·科羅廖夫（p3）。

科羅廖夫1907年出生于蘇聯(lián)烏克蘭共和國的日托米爾。他從小就對(duì)任何能飛的東西充滿了興趣，甚至還用被單作為翅膀，嘗試像鳥一樣飛起來。在明白自己無法成為一只鳥之后，他明白人類需要借助空氣動(dòng)力學(xué)知識(shí)飛上天空，于是他學(xué)習(xí)空氣動(dòng)力學(xué)，并獨(dú)立設(shè)計(jì)成功一款滑翔機(jī)。1929年，已然大學(xué)畢業(yè)的飛機(jī)設(shè)計(jì)師 科羅廖夫拜訪了我們先前提到的航天之父——齊奧爾科夫斯基。他們的會(huì)面改變了蘇聯(lián)航天的歷史。正是在這次會(huì)面上，科羅廖夫決心將攻關(guān)方向從航空轉(zhuǎn)向航天，從大氣層內(nèi)轉(zhuǎn)向大氣層外。

1931年，科羅廖夫與蘇聯(lián)的其他火箭愛好者一起，組成了反作用運(yùn)動(dòng)研究小組，開始向火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的研制進(jìn)軍。一群充滿智慧而心懷夢(mèng)想的人們?cè)谝黄鸸ぷ鳎偰芤詷O高的效率產(chǎn)出頂尖的成果。1933年，世界上第一臺(tái)液氧汽油火箭發(fā)動(dòng)機(jī)在這個(gè)小組誕生。緊接著，小組進(jìn)行了蘇聯(lián)第一枚液體燃料火箭的試射。同年，蘇聯(lián)成立了世界上第一個(gè)火箭科學(xué)研究所，科羅廖夫任副所長。

然而，在蘇聯(lián)日益擴(kuò)大化的肅反中，科羅廖夫也受到了波及，被押往西伯利亞。對(duì)于他入獄的原因，眾說紛紜，有人認(rèn)為單純是肅反擴(kuò)大化導(dǎo)致的，也有人認(rèn)為是國家為了在肅反浪潮中保護(hù)他而故意讓他入獄的?？傊?，入獄后不久，他就轉(zhuǎn)到了特種監(jiān)獄，繼續(xù)從事火箭研究工作。在西伯利亞的苦寒里，科羅廖夫只能與自己深邃的思想和紙筆為伴，但就是在這個(gè)監(jiān)獄中傳出的圖紙，讓蘇聯(lián)第一代導(dǎo)彈和中程導(dǎo)彈一飛沖天。沒人知道他在監(jiān)獄中的每個(gè)日夜是如何度過的，在想些什么，但我想，他的所思所想一定已經(jīng)超越了自身的榮辱，甚至超越了國家的界限，意識(shí)形態(tài)的壁壘，飛向了無垠的太空。或許，在每個(gè)無眠的夜里，他正乘坐自己日后將要設(shè)計(jì)的火箭，在大氣層外遙望地球，思考著人類的生存與存在。

二戰(zhàn)中，應(yīng)國家的需要，科羅廖夫被釋放，并在之后被恢復(fù)名譽(yù)。二戰(zhàn)后，他出任蘇聯(lián)彈道式導(dǎo)彈總設(shè)計(jì)師。1947年，蘇聯(lián)第一枚彈道火箭樣機(jī)發(fā)射升空，1949年，第一枚導(dǎo)彈R-1A發(fā)射成功。1957年，人類第 一枚洲際導(dǎo)彈R-7成功試飛。自此，蘇聯(lián)已小心翼翼地穿出了大氣層，下一步就是要發(fā)射更大的火箭，將衛(wèi)星送入地球軌道，再進(jìn)一步向太陽系深處進(jìn)發(fā)了。于是，順著齊奧爾科夫斯基說過的話，蘇聯(lián)的航天開始了它的崢嶸歲月。

崢嶸歲月

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?就在1957年，R-7導(dǎo)彈首飛的同時(shí)，一種在R-7的基礎(chǔ)上改裝而來的火箭：衛(wèi)星號(hào)運(yùn)載火箭，也完成了研制。正如它的名字所意味的那樣，這枚火箭將把人類第一顆人造衛(wèi)星送上太空。衛(wèi)星名叫斯普特尼克1號(hào)（p4），是一個(gè)金屬球狀物，直徑0.58m，重83.6kg。衛(wèi)星的結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，內(nèi)含兩個(gè)雷達(dá)發(fā)射器和4條天線，用于探測(cè)電離層無線電傳輸性質(zhì)以及對(duì)地通信，同時(shí)攜帶氣壓計(jì)和溫度計(jì)，用以記錄高層大氣的物理參數(shù)信息。衛(wèi)星的科學(xué)目標(biāo)很簡單，但其意義十分重大：人類將第一次地，把一個(gè)人造物體送入地球軌道。從牛頓時(shí)代就開始的夢(mèng)想，終于即將成為現(xiàn)實(shí)。

?1957年10月4日，在拜科努爾發(fā)射場(chǎng)，隨著一聲轟鳴，斯普特尼克1號(hào)衛(wèi)星搭載衛(wèi)星號(hào)運(yùn)載火箭騰空而起。不久，喜訊傳來：衛(wèi)星順利入軌。人們?cè)诘孛嫔咸綔y(cè)到了衛(wèi)星傳輸回的信號(hào)，第一次獲得了來自太空的科學(xué)數(shù)據(jù)。人們歡呼雀躍，為了這次任務(wù)的勝利，也為了在與美國的航天競賽中先拔頭籌。

說起蘇聯(lián)航天，就不得不提美國。我們看得出，第一顆人造衛(wèi)星的科學(xué)目標(biāo)其實(shí)非常有限，驅(qū)動(dòng)它以及運(yùn)載火箭以如此快的速度研制成功并發(fā)射升空的動(dòng)力，主要來自于其政治意義。能夠先于美國發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星，是在彰顯蘇聯(lián)制度的優(yōu)越、蘇聯(lián)技術(shù)的先進(jìn)，有助于提高國民自豪感，穩(wěn)定社會(huì)主義制度并推進(jìn)國際共運(yùn)的發(fā)展，也有助于樹立強(qiáng)大的國際形象，使其在外交事務(wù)中取得勝利。在同一目標(biāo)的驅(qū)使下，蘇聯(lián)緊接著（同年11月3日）發(fā)射了第二顆地球衛(wèi)星，這次任務(wù)將一只小狗，萊卡（p5），送上了天。這次的衛(wèi)星質(zhì)量（包括小狗）有508.3kg，相比第一顆有了較大提升。次年5月15日，質(zhì)量為1327kg的斯普特尼克3號(hào)衛(wèi)星同樣成功發(fā)射升空并入軌。這幾次發(fā)射都是衛(wèi)星號(hào)運(yùn)載火箭承擔(dān)的，因此有必要對(duì)衛(wèi)星號(hào)運(yùn)載火箭的性能參數(shù)進(jìn)行簡要介紹：

?火箭構(gòu)型：1級(jí)火箭+4枚圓錐形助推器。

?全箭參數(shù)：全長29.167m，底部最大直徑10.3m，起飛質(zhì)量朲朶朷朮朳杴，起飛推力朳朹朰樸朮樸杫李，推重比為朱朮樸朹， 近地軌道的運(yùn)載能力為朱朳朲朷杫杧。

?助推器參數(shù)：全長19.8m，直徑2.68m，起飛質(zhì)量為42.5t，結(jié)構(gòu)質(zhì)量3.5t，推進(jìn)劑質(zhì)量39t，采用RD-107發(fā)動(dòng)機(jī)，每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)有4個(gè)主推力室和2個(gè)游動(dòng)推力室，推進(jìn)劑為液氧/煤油，海平面推力821kN， 主機(jī)海平面比沖2452.5N·s/kg，游機(jī)為2442N·s/kg，工作時(shí)間120s。

?一子級(jí)參數(shù)：長28.75m，直徑2.95m，起飛質(zhì)量95.7t，結(jié)構(gòu)質(zhì)量7.2t，推進(jìn)劑質(zhì)量88.5t，采用RD-108發(fā)動(dòng)機(jī)，推進(jìn)劑同助推器，海平面總推力額定值為722.3kN，對(duì)應(yīng)減額值為620.3kN，真空總推力912.3kN， 真空比沖3021.5N·s/kg，工作時(shí)間300s。

征服了近地軌道后，蘇聯(lián)的下一個(gè)目標(biāo)就是離我們最近的大型自然天體：月球。在衛(wèi)星號(hào)火箭的基礎(chǔ)上，很快研制成功了月球號(hào)運(yùn)載火箭，它不再采用1級(jí)構(gòu)型，第一次使用分級(jí)火箭。更長的工作時(shí)間讓月球號(hào)運(yùn)載火箭有能力將人造物體送到月球軌道。

1959年1月2日，月球1號(hào)搭載月球號(hào)運(yùn)載火箭在拜科努爾發(fā)射升空，并在兩天后以地月距離的1/80的距離飛掠月球。由于未被月球引力場(chǎng)捕獲，月球1號(hào)衛(wèi)星最終成了太陽系的一顆人造行星，像地球一樣圍繞太陽旋轉(zhuǎn)。這是人類發(fā)射的第一顆擺脫地球引力的人造天體。蘇聯(lián)政府宣布，人類首顆月球探測(cè)器已從月球近旁飛過，這一消息瞬間占據(jù)了全球報(bào)紙的頭條，美蘇月球競賽也就此打響。

月球1號(hào)原計(jì)劃是撞擊月球，但因?yàn)檐壍榔钆c月球擦肩而過。蘇聯(lián)顯然不打算就此罷休，同年9月12日， 月球2號(hào)騰空而起，沿著修正過的航線向著月球撞去。這一次，人類手中拋出的物體第一次撞到了地球以外天體的表面。雖然月球二號(hào)的無線電通訊裝置在撞擊后損壞，就此失去了與地球的聯(lián)系，但是它在撞擊前傳回的數(shù)據(jù)仍然為人類提供了重要的信息：月球沒有磁場(chǎng)，且沒有像地球的范艾倫帶一樣的輻射帶。美國在1958年發(fā)射的探險(xiǎn)者1號(hào)衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)了范艾倫帶，能夠第一次穿越范艾倫帶就發(fā)現(xiàn)它，這彰顯了美國航天工作相對(duì)而言的細(xì)致，正是這種細(xì)致使阿波羅計(jì)劃成為了可能。

蘇聯(lián)緊鑼密鼓的月球計(jì)劃仍在進(jìn)行，就在月球二號(hào)發(fā)射1個(gè)月后，月球三號(hào)發(fā)射成功，這次它拍到了人類第一張?jiān)虑虮趁娴恼掌Ｓ捎陂L期的潮汐鎖定效應(yīng)，月球的自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)周期趨于相同，于是始終以一面朝向地球，這一面被我們稱為月球正面。月球三號(hào)讓我們戰(zhàn)勝了幾十億年的潮汐鎖定，第一次得以窺得月球背面的容貌（p6）。

與月球計(jì)劃并行的，還有蘇聯(lián)的載人航天計(jì)劃。1960年8月19日，斯普特尼克5號(hào)飛船發(fā)射升空，它是蘇聯(lián)東方計(jì)劃中的一艘試驗(yàn)飛船，飛船上搭載了2只蘇聯(lián)太空犬Belka和Strelka，1只灰兔、40只小鼠、2只大鼠 和若干蒼蠅、植物和真菌。飛船于次日成功返回地面，完好無損地帶回了活著的所有成員。Strelka甚至在之后又生了6只小狗，不知道她會(huì)不會(huì)為她的孩子們講述自己當(dāng)年在太空中俯瞰地球的事跡呢？

或許不會(huì)，因?yàn)楣返恼Z言中或許無法包含這么多的信息，這樣的任務(wù)還需要人來完成。斯普特尼克5號(hào)的成功證明了載人宇航飛行的可行性，于是在第二年，也就是1961年4月12日，尤里·加加林（p7）坐進(jìn)世界上第一艘載人飛船，東方一號(hào)，搭載東方號(hào)運(yùn)載火箭飛上太空。

“飛船運(yùn)行正常。我能夠在舷窗中看見地球。一切均按計(jì)劃進(jìn)行?！薄朔昼姾螅罩袀鱽淼臒o線電波報(bào)送著這樣的信息。第一個(gè)進(jìn)入太空的人類，在向地球母親報(bào)告他的平安。兩小時(shí)后，在經(jīng)歷了史上最快的環(huán)球旅行后，加加林和他的飛船再次進(jìn)入大氣層。離地7km時(shí)，加加林與飛船分離，并打開降落傘成功軟著陸。飛船的降落傘似乎并沒有成功完成減速，因?yàn)閾?jù)目擊者所言，飛船撞擊地面時(shí)仍然有較高的速度。但是加加林卻成功再次站到了大地上，據(jù)說旁邊的一戶農(nóng)民看到他穿著怪異的裝束從天而降時(shí)，嚇得連連后退，直到加加林用俄語告訴她們自己也是和她們一樣的蘇聯(lián)人，且現(xiàn)在需要的就是一部電話，好打給莫斯科 之后，她們才放松下來。

蘇聯(lián)不缺加加林這樣的“猛男”，也不缺“猛女”。1963年，人類第一位女航天員，瓦蓮京娜·弗拉基米羅夫娜·捷列什科娃（p8），也搭載東方系列飛船飛上太空，并飛行了70多個(gè)小時(shí)，繞地球48圈。她在飛行過程中拍攝的地球大氣層照片后來成為了識(shí)別大氣層頂?shù)闹匾罁?jù)。她現(xiàn)在還活著，且仍然活躍在社會(huì)活動(dòng)的一線，并希望能參與火星探險(xiǎn)。值得一提的是，去年通過的涉及總統(tǒng)任期的俄羅斯修憲提議，最初正是她遞交的。在第一位女航天員升空后，蘇聯(lián)又先后實(shí)現(xiàn)了人類第一次多人航天和第一次太空行走。

載人航天是一個(gè)系統(tǒng)工程，但將航天員送入太空的火箭尤為重要。東方號(hào)運(yùn)載火箭擁有著兩種工作模式，分別是月球探測(cè)與載人航天，由于對(duì)運(yùn)載能力的高要求，其起飛質(zhì)量大大超過了先前的火箭型號(hào)，具體參數(shù)如下（p9）：

蘇聯(lián)載人航天計(jì)劃的成功是轟動(dòng)性的，它同時(shí)也給了蘇聯(lián)航天人很大的勇氣和自信，認(rèn)為人類的肉體能夠征服更遠(yuǎn)的空間。下一個(gè)目標(biāo)，當(dāng)然就是月球。其時(shí)，1962年蘇聯(lián)已經(jīng)成功發(fā)射了人類第一個(gè)飛掠火星的探測(cè)器，這讓他們相信，只要擁有更大推力的火箭，我們可以把人類送上月球。在這樣的需求下，閃電號(hào)火箭應(yīng)運(yùn)而生。1966年，月球9號(hào)搭載閃電號(hào)實(shí)現(xiàn)了人類探測(cè)器的第一次月面軟著陸。

閃電號(hào)是首個(gè)芯級(jí)有三級(jí)的火箭，其主要性能參數(shù)如下：

?【外形和質(zhì)量參數(shù)：全長：43.44米；芯級(jí)最大直徑：2.99米；起飛質(zhì)量：305000千克】

?【助推器：數(shù)量：4；發(fā)動(dòng)機(jī)：RD-107-8D74K；推進(jìn)劑：煤油/液氧；助推器推力：994.7千牛；工作 時(shí)間：119秒】

?【第一級(jí)：發(fā)動(dòng)機(jī)：1臺(tái)RD-108-8D75K；推進(jìn)劑：煤油/液氧；單臺(tái)推力：940.8千牛；工作時(shí)間：301秒】

?【第二級(jí)：發(fā)動(dòng)機(jī)：1臺(tái)RD-0108；推進(jìn)劑：煤油/液氧；單臺(tái)推力：294千牛；工作時(shí)間：200秒】

?【第三級(jí)：發(fā)動(dòng)機(jī)：1臺(tái)S1-5400；推進(jìn)劑：煤油/液氧；單臺(tái)推力：66.7千牛；工作時(shí)間：192秒】

?【運(yùn)載能力：近地軌道：6783千克；地球同步軌道：1600千克】

同年，搭載閃電號(hào)，金星3號(hào)也實(shí)現(xiàn)了人類首次進(jìn)行探測(cè)與硬著陸。后來，1975年，閃電號(hào)將金星朹號(hào)送入軌道，后者傳回了人類迄今唯一一張金星照片，不過這都是后話了。

另一種型號(hào)的大運(yùn)力火箭，質(zhì)子號(hào)，也在這時(shí)研制成功，它后來成了俄羅斯航天運(yùn)載的主力之一，主導(dǎo)了很多空間站的發(fā)射。

但是人們清楚，要想實(shí)現(xiàn)載人登月，必須使用更為強(qiáng)大的火箭。彼時(shí)美國正在研制土星-5號(hào)，它是人類歷史上推力最大的火箭之一。蘇聯(lián)也不甘落后，研制了N-1火箭（p10），后者成為了人類歷史上最大的煙花，沒有之一。

N-1火箭在1965年研制完成，并在1969-1972年進(jìn)行了4次發(fā)射，每次發(fā)射都失敗了，前三次還都在近地面處發(fā)生了爆炸，造成了巨大的破壞。N-1火箭的第一級(jí)擁有30臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，這些發(fā)動(dòng)機(jī)由推力控制系統(tǒng)——KORD系統(tǒng)指揮，但正是KORD系統(tǒng)的問題導(dǎo)致了前兩次失敗。第一次失敗是因?yàn)镵ORD系統(tǒng)的頻率與第一級(jí)共振頻率相似，因此使得KORD過于敏銳地捕捉到了第12發(fā)動(dòng)機(jī)中的電壓波動(dòng)，錯(cuò)誤的認(rèn)為其已經(jīng)失效，從而錯(cuò)誤地關(guān)閉了發(fā)動(dòng)機(jī)。為了保持推力平衡，一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)閉產(chǎn)生了連鎖反應(yīng)，最終導(dǎo)致所有發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)閉，火箭失去推力而自由滑翔，并在52公里外觸地爆炸。第二次失敗是因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)吸入了外來碎片而爆炸，但KORD卻隨即發(fā)布了其它發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)命令，致使火箭摔回發(fā)射工位，產(chǎn)生了人類歷史上最大的非核爆爆炸。第三、第四次的發(fā)射更加接近成功，但一些原本在地面實(shí)驗(yàn)時(shí)可以發(fā)現(xiàn)的問題導(dǎo)致了失敗?？偠灾?，這四次失敗都是十分必然的，因?yàn)镹-1火箭在缺乏資金的情況下，不同的總工程師和工程部門因?yàn)槔鏇_突而難以有效合作，且科羅廖夫的逝世讓研制團(tuán)隊(duì)更加群龍無首。從客觀條件來看，一次性控制30臺(tái)大推力發(fā)動(dòng)機(jī)，在計(jì)算機(jī)技術(shù)尚不發(fā)達(dá)的當(dāng)時(shí)，可能是一件很困難的事情。種種原因?qū)е铝薔-1的失利，隨著美國登月的成功，蘇聯(lián)逐漸放棄了N-1火箭以及載人登月的計(jì)劃。但N-1卻為后來更為強(qiáng)力的能源號(hào)火箭打下了基礎(chǔ)，而后者成為了蘇聯(lián)航天史最后的強(qiáng)音。

最后強(qiáng)音

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登月競賽失利后，蘇聯(lián)開始轉(zhuǎn)戰(zhàn)其它領(lǐng)域?？臻g站方面，1971年發(fā)射人類首個(gè)空間站“禮炮一號(hào)”，它是由之前提到的質(zhì)子-M火箭發(fā)射的，由于這個(gè)火箭使用劇毒氣體偏二甲肼作為燃料，所以也被戲稱為“最強(qiáng)毒發(fā)”。同年，火星2號(hào)探測(cè)器實(shí)現(xiàn)人類首次火星硬著陸。僅僅5天后，火星3號(hào)就抵達(dá)了火星，并完成了人類首次火星軟著陸，并成功從火星上向地球發(fā)回了信息，雖然只工作了7秒的時(shí)間。1975年，人類首幅金星地表圖片由蘇聯(lián)金星9號(hào)傳回，這也是人類唯一一幅金星表面照片（p11）。1984年，斯維特蘭娜·薩維茨卡婭漫步太空， 成為了第一位在太空中自由行走的女性。1986年，哈雷彗星回歸，蘇聯(lián)探測(cè)器維嘉朱號(hào)飛掠哈雷彗星。同年，人類首個(gè)第三代空間站——蘇聯(lián)的和平號(hào)空間站，也開始了緊鑼密鼓的建設(shè)。蘇聯(lián)在登月折戟后，又馬不停蹄地開展了新的探索，創(chuàng)造了一個(gè)又一個(gè)新的奇跡。

隨著這一連串的勝利信息，蘇聯(lián)二十年來憋的一個(gè)“大招”終于顯形了。那就是能源號(hào)——迄今為止世界上運(yùn)載能力最強(qiáng)的火箭。能源號(hào)的研制工作可以追溯到60年代，1973年，美國進(jìn)行了技術(shù)轉(zhuǎn)型，放棄土星5號(hào)而轉(zhuǎn)向航天飛機(jī)，但蘇聯(lián)仍在研究低溫高能推進(jìn)技術(shù)。吸收N-1火箭的技術(shù)遺產(chǎn)，并經(jīng)過長時(shí)間的研究、論證和設(shè)計(jì)、制造，能源號(hào)終于在1987年完成了首飛。能源號(hào)是一個(gè)原型機(jī)，在它的基礎(chǔ)上，可以搭載航天飛機(jī)，甚至可以進(jìn)行火箭回收，就像現(xiàn)在Space-X做的一樣。能源號(hào)的首飛雖然因?yàn)橐粋€(gè)技術(shù)故障沒能順利入軌，但已經(jīng)相較N-1火箭有了質(zhì)的提升。第二次試飛，能源號(hào)成功搭載“暴風(fēng)雪”號(hào)航天飛機(jī)升空，后者隨后完成了自動(dòng)返回、滑翔、著陸。一時(shí)間，西方霸權(quán)又一次感受到了蘇聯(lián)即將在航天領(lǐng)域全面碾壓自己的壓力。如果能源號(hào)開始常規(guī)工作并開始回收利用，西方在航天方面將毫無優(yōu)勢(shì)可言。

為了理解西方霸權(quán)的心理，我們來看看能源號(hào)的參數(shù)：

?外形和質(zhì)量參數(shù)： 【全長：60米；助推器直徑：3.9米；助推器高度：38.3米；二級(jí)芯直徑：7.7米；質(zhì) 量：2400000kg, 2400T。】

?芯級(jí)：【發(fā)動(dòng)機(jī)：4臺(tái)RD-0120；推進(jìn)劑：液氧/液氫；推力：5,800-7,500kN；比沖：359秒海平面，455秒真空；工作時(shí)間：480-500秒?！?/p>

?助推級(jí)：【發(fā)動(dòng)機(jī)：4臺(tái)RD-170；推進(jìn)劑：煤油/液氧；推力：29000-32000kN；時(shí)間：309秒海平面， 338秒真空?！?/p>

可見，這是一個(gè)龐然大物，單就助推器就比先前介紹的東方號(hào)系列火箭的整體要高、要重。它絕不是虛胖，它的芯級(jí)+2個(gè)助推級(jí)，推力可以達(dá)到7萬多kN，是衛(wèi)星號(hào)運(yùn)載火箭的近100倍。相比之下，美國的土星5號(hào)只能提供3.4萬kN的推力，相比之下，就小巫見大巫了。且土星5號(hào)已經(jīng)不再使用，美國實(shí)際上已并不具備這樣的運(yùn)載能力。蘇聯(lián)獨(dú)步太空的時(shí)代就要到來了。

可是，命運(yùn)弄人，剛剛講述的能源號(hào)火箭的兩次試射，就是它唯一的兩次發(fā)射了。在能源號(hào)第一次發(fā)射的兩年前，戈?duì)柊蛦谭蛏吓_(tái)，隨即開始了經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的改革。在能源號(hào)試射期間，戈?duì)柊蛦谭虻母母镛D(zhuǎn)向了政治領(lǐng)域，并逐漸失控。一個(gè)強(qiáng)大的國度，走向了它的末路。

大鵬折翼

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蘇聯(lián)解體后，錯(cuò)誤的休克療法使得新俄羅斯民不聊生卻寡頭橫生，航天事業(yè)賴以生存的組織基礎(chǔ)與經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)受到了嚴(yán)重打擊，再也無法維持像能源號(hào)這樣龐大的建造和發(fā)射任務(wù)了。但是過去留下的遺產(chǎn)還在，除了地面上豐富的人才儲(chǔ)備與技術(shù)支持，現(xiàn)有的火箭設(shè)計(jì)圖紙以及投產(chǎn)型號(hào)，還有天上的和平號(hào)空間站。

隨著1995年、1993年最后的兩個(gè)艙段對(duì)接完成，和平號(hào)空間站建成。完整的和平號(hào)空間站全長達(dá)87米，質(zhì)量達(dá)123噸，有效容積470立方米。它作為世界上第一個(gè)長期載人空間站，自誕生之日起，共在軌道上運(yùn)行了15載，大大超過了5年的設(shè)計(jì)壽命。它繞地球飛行8萬多圈，行程35億公里，進(jìn)行了2.2萬次科學(xué)實(shí)驗(yàn)，完成了23項(xiàng)國際科學(xué)考察計(jì)劃。共有31艘聯(lián)盟號(hào)載人飛船、62艘進(jìn)步號(hào)貨運(yùn)飛船與其實(shí)現(xiàn)對(duì)接，還9次與美國航天飛機(jī)對(duì)接，并聯(lián)合飛行宇航員從這座“人造天宮”進(jìn)行了78次太空行走，艙外活動(dòng)的總時(shí)間達(dá)359小時(shí)12分鐘。先后有28個(gè)長期考察組和16個(gè)短期考察組在上面從事考察活動(dòng)，共有12個(gè)國家的135名宇航員在空間站上工作。宇航員在空間站上進(jìn)行了大量生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)、空間材料學(xué)和醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)，取得極為寶貴的成果和數(shù)據(jù)。拍攝了許多恒星、行星的照片，進(jìn)行了基本粒子和宇宙射線的探測(cè)，大大擴(kuò)展了人類對(duì)宇宙的認(rèn)識(shí)，還探索了從太空預(yù)報(bào)地震、火山爆發(fā)、水災(zāi)及其他自然災(zāi)害的可能性。2001年，空間站受控離軌，在大氣層中燒毀（p12）。人們說：“蘇聯(lián)最后的國土于此時(shí)消失于天空之中。”

從和平號(hào)手中接過接力棒的，是國際空間站（ISS）。在國際空間站的建造過程中，俄羅斯也立下了汗馬功勞。其第一個(gè)模塊“曙光”號(hào)便是俄羅斯用質(zhì)子-M運(yùn)載火箭送上太空的。國際空間站開啟了人類和平利用太空的新紀(jì)元，只可惜，因?yàn)橹袊藭r(shí)的航天實(shí)力并不強(qiáng)，且與西方意識(shí)形態(tài)不同，以美國為首的西方并沒有準(zhǔn)許將中國納入這個(gè)大型國際合作項(xiàng)目中來。

蘇聯(lián)解體后，俄羅斯在航天領(lǐng)域就再也沒有完成任何一個(gè)舉世矚目的“世界第一”，甚至在新世紀(jì)常常以超乎常人的火箭發(fā)射失敗率為世人所矚目。我國的第一個(gè)火星探測(cè)衛(wèi)星“螢火一號(hào)”，就在2011年搭載俄方火箭升空時(shí)因火箭原因而未能入軌，我們因此才堅(jiān)定了自主探測(cè)火星的決心。與此同時(shí)，美國仍然不斷地拓展著人類探索的疆界，雖然速度因?yàn)槔蠈?duì)手的倒臺(tái)而慢了許多：1995年他們首次發(fā)射探測(cè)器進(jìn)入木星軌道并沖入木星大氣，1997年人類首部火星車火星探路者號(hào)/旅居者號(hào)登陸火星，2004年人類首個(gè)探測(cè)器進(jìn)入土星軌道并著陸土衛(wèi)六，2011年信使號(hào)首次進(jìn)入水星軌道，2012年人類探測(cè)器旅行者1號(hào)首次飛出太陽系，2015年新視野號(hào)首次飛掠冥王星，同年Space-X成功回收獵鷹9號(hào)火箭的1級(jí)，2018年帕克太陽探測(cè)器發(fā)射并將以史無前例的近距離探測(cè)太陽……就連后起之秀中國，也實(shí)現(xiàn)了人類首次月背軟著陸，人類首次發(fā)射航天器到地月L2點(diǎn)，人類首次一次性完成繞落巡火星任務(wù)的創(chuàng)舉。家底比肩美國的俄羅斯航天，竟沒有再誕生哪怕一個(gè)人類第一。

俄羅斯并非不想重拾太空夢(mèng)，2016年，俄羅斯航天國家集團(tuán)公司成立，由俄羅斯聯(lián)邦航天局和聯(lián)合火箭航天公司合并組建，旨在以更統(tǒng)一的步伐重新邁向太空。在剛剛過去的2020年火星發(fā)射窗口中，俄羅斯本計(jì)劃重啟火星探測(cè)計(jì)劃，但因?yàn)榉N種原因未能施行。在我看來，俄羅斯航天的根本問題在于經(jīng)費(fèi)不足。航天本就是一個(gè)燒錢的產(chǎn)業(yè)，且往往看不見即時(shí)的回報(bào)。俄羅斯作為資本主義世界的一部分，其航天活動(dòng)符合資本市場(chǎng)的運(yùn)作規(guī)律，即，資金總是流向效益最高的地方。美國目前的航天技術(shù)已經(jīng)明顯超過俄羅斯，歐洲作為一個(gè)整體也并不遜色，俄羅斯先前可以靠低成本的特定發(fā)射任務(wù)與美歐形成差異化競爭，攬得一部分市場(chǎng)份額，但這些內(nèi)容往往是近地軌道運(yùn)行，缺乏深空探測(cè)計(jì)劃。俄羅斯火箭發(fā)射的低成功率是另一個(gè)問題，這使得俄羅斯航天產(chǎn)品的價(jià)格優(yōu)勢(shì)大打折扣，因?yàn)榕c失去整星的風(fēng)險(xiǎn)相比，人們還是傾向于選擇高價(jià)安全的產(chǎn)品。況且，隨著馬斯克火箭回收技術(shù)的成熟，俄羅斯原有的價(jià)格優(yōu)勢(shì)也不復(fù)存在?？偠灾?，俄羅斯航天思路還沒有走出蘇聯(lián)的“力大磚飛”模式，蘇聯(lián)模式允許大型項(xiàng)目的實(shí)施，也允許巨大的失敗與煙花：我們?cè)侔l(fā)一個(gè)就是了！但社會(huì)體制已發(fā)生了變化，俄羅斯的航天思維已然不適合當(dāng)下的大環(huán)境。

然而……

太空就在那里

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是啊，太空就在那里。仰望星空是任何一個(gè)偉大的民族擁有的愿望，探索星空是只有最偉大的民族才能實(shí)現(xiàn)的事業(yè)，是它對(duì)整個(gè)人類的回饋和贈(zèng)與。俄羅斯作為誕生了人類航天之父的民族，一定會(huì)重振航天雄風(fēng)。未來的契機(jī)是明顯的，而契機(jī)來自于東方：2021年4月23日，這一天不只是筆者的生日（劃掉），更是中俄航天合作的一個(gè)里程碑：中國國家航天局和俄羅斯國家航天集團(tuán)公司聯(lián)合主辦的國際月球科研站宣介會(huì)在南京召開。在會(huì)議上，中俄代表向世界宣布，將共同建設(shè)月球科研站。我們能明顯地看出，隨著中國各方面的崛起，人類航天事業(yè)的下一波浪潮已經(jīng)逼近。中國在本世紀(jì)中葉要建成地月空間經(jīng)濟(jì)區(qū)，而這一經(jīng)濟(jì)區(qū)的建立，將標(biāo)志著航天開始直接產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。月球科研站合作的實(shí)施可以看出，中俄未來將在宇宙探索方面開展更多的合作。俄羅斯可以以此為契機(jī)，重啟過去宏大的項(xiàng)目，如能源號(hào)的改進(jìn)與生產(chǎn)，與中國現(xiàn)有的航天能力形成互補(bǔ)（中國目前尚未掌握超重型運(yùn)載火箭技術(shù)），同時(shí)，與中方人員在火箭運(yùn)行穩(wěn)定性等方面進(jìn)行合作研究，提高俄羅斯火箭的成功率，改善俄羅斯航天的經(jīng)費(fèi)狀況。到地月經(jīng)濟(jì)區(qū)基本建立時(shí)，一個(gè)能發(fā)射強(qiáng)大推力、安全可靠的火箭的俄羅斯航天系統(tǒng)，將成為俄羅斯經(jīng)濟(jì)的一個(gè)新的增長引擎。俄羅斯不能放棄宇宙，畢竟，齊奧爾科夫斯基的話還聲聲在耳：

“地球是人類的搖籃，但人類不可能永遠(yuǎn)被束縛在搖籃里?！?/p>