盤踞東方 俄羅斯緣何要建新發(fā)射場

鹿鳴

2016年4月28日，一枚“聯(lián)盟2.1A”運載火箭從位于俄羅斯遠東地區(qū)阿穆爾州的東方發(fā)射場升空，將3顆衛(wèi)星送人了預定軌道。這次發(fā)射，標志著在俄羅斯境內的第一個民用航天發(fā)射場開始正式投入運營。從地圖上可以看到，這個名叫“東方”的火箭發(fā)射場距離中國不足100千米。俄羅斯為什么要大興十木修建新的發(fā)射場？為什么要建到中國的“家門口”？這個發(fā)射場今后又會執(zhí)行一些怎樣的任務呢？

蘇聯(lián)解體帶來難題

提起蘇聯(lián)的航天發(fā)射場，我想很多人的第一反應就是拜科努爾。這個建于1955年6月的導彈試驗基地在蘇聯(lián)多年的精心打造下，成為了一座舉世聞名的航天圣地。數不清的世界第一在這里被創(chuàng)造出來：1957年10月4日，人類第一顆人造地球衛(wèi)星從這里升空；1961年4月12日，人類第一位宇航員加加林在這里踏上登天之路；1963年，人類第一位女性宇航員捷列什科娃在這里升空；1971年，人類第一座空間站在這里發(fā)射。實際上，如今仍在軌道上正常運行的“國際空間站”的第一個艙段也是在1998年于拜科努爾發(fā)射到太空的。在這片平均海拔90米，年均降水量僅有60毫米的鹽堿地上，蘇聯(lián)時期的大量采用液體燃料的火箭或者導彈在這里進行了測試。這個基地在的蘇聯(lián)地位相當于肯尼迪航天中心之于美國，或者酒泉基地之于中國。

然而，在1991年12月25日的那一天之后，拜科努爾發(fā)射場一下子就成了困擾俄羅斯的一個難題。蘇聯(lián)解體后，俄羅斯繼承了大部分蘇聯(lián)的航天力量。然而，土地是不能跑的，無論俄羅斯繼承了多少枚核彈，掌握了多少枚火箭，拜科努爾依然是位于哈薩克斯坦境內的發(fā)射場。不過，對于曾經的蘇聯(lián)加盟共和國哈薩克斯坦來說，僅僅擁有拜科努爾發(fā)射場是難以支撐整個航天發(fā)射活動的。航天發(fā)射需要在龐大的測控網絡的監(jiān)控下進行。蘇聯(lián)時期，西至成海北岸的阿拉爾斯克，東至勘察加半島東海岸的彼得羅巴甫洛夫斯克，數十個大大小小的測控站為蘇聯(lián)的航天發(fā)射進行支撐，更不用說還需要像滿載排水量超過5萬噸的加加林遠洋測量船和2萬噸級的“科羅廖夫”遠洋測量船提供輔助保障。也就是說，僅僅擁有拜科努爾發(fā)射場的哈薩克斯坦很難自己把這個發(fā)射場利用起來。

俄羅斯和哈薩克斯坦進行了多次談判之后，俄羅斯民用空間機構和其他分包商以租用的形式接管了原本由蘇聯(lián)軍方管轄的發(fā)射場。但是，讓俄羅斯軍方從這個世界上規(guī)模最大的導彈測試基地完成撤出談何容易。實際上，到2009年，俄羅斯軍方雖然裁剪了30個有關單位，但仍有軍方人員和武器裝備駐守在拜科努爾，其中R-36M UTTKh和UR-100NU導彈等裝備依然依賴拜科努爾發(fā)射場。

俄羅斯與哈薩克斯坦之間有關這個發(fā)射場的矛盾越積越多。作為最適合“聯(lián)盟”火箭和“質子”火箭發(fā)射的基地，俄羅斯非常依賴拜科努爾。而這些采用常溫有毒燃料的火箭已經多次給哈薩克斯坦境內帶來了不少污染。哈方只好用提高租金的方式來迫使俄羅斯放棄，不過，執(zhí)著的俄羅斯人在2005年7月2日還是一咬牙簽署了一個為期50年的租借合同，每年的租金高達1.15億美元！作為當時俄羅斯僅有能夠將宇航員發(fā)射到國際空間站上的基地，這實屬無奈之舉。而到了2012年美國的航天飛機全部退役的時候，拜科努爾更是成了當時國際空間站運送宇航員的唯一選擇。如此看來，當年的2000萬美元的太空游報價在很大程度要歸咎于高昂的租借費用。另外，俄羅斯的新型洲際彈道導彈等項目的測試也實在不方便總是拿到“外國”去。出于歷史上的原因，用于偵察拜科努爾發(fā)射場的衛(wèi)星、雷達實在是數不勝數，繼續(xù)在這里進行航天發(fā)射或導彈測試早已不夠明智。

綜合經濟上和政治上的考慮，拜科努爾發(fā)射場雖好但也畢竟不是自己家的。俄羅斯也終于在向哈薩克斯坦交了2年的高額租金后，與2007年正式啟動了新的航天發(fā)射場建設計劃。偌大的一個俄羅斯，難道就真的沒有從蘇聯(lián)時代建設大型火箭發(fā)射基地么？

火箭發(fā)射 選址不易

實際上，在俄羅斯境內，是有大型發(fā)射基地的。從莫斯科紅場上的那顆紅色五角星尖頂向北望去，在800千米遠的地方，有一個叫做普列謝茨克的地方。這里曾經嚴格限制人員進出，甚至在冷戰(zhàn)時期的地圖上都不會標注這個地方。這里有一座大型火箭發(fā)射基地，其規(guī)模完全可以媲美拜科努爾。在拜科努爾基地動工2年后，普列謝茨克基地就開建了。這個原本用于測試R-7洲際彈道導彈的基地逐漸發(fā)展成為一個重要的軍用衛(wèi)星發(fā)射場。據多種公開資料的不完全統(tǒng)計，在該基地建成40年的時間里，有充足理由認定由該發(fā)射基地發(fā)射的航天器超過了1500枚！從發(fā)射總數量和發(fā)射密度上來說，該基地都可以被稱作世界上最繁忙的發(fā)射基地。

在上世紀50年代末，美國中央情報局就懷疑莫斯科北部某地有火箭發(fā)射基地。在1966年，一位名叫杰弗里·佩里的英國教師帶著他的學生們分析蘇聯(lián)“宇宙”-112衛(wèi)星的軌道時，認為這顆衛(wèi)星不可能是從拜科努爾發(fā)射的，而應該是從普列謝茨克某地發(fā)射升空。到了1983年，面對世界上其他國家的彈道和軌道科學家的質疑，蘇聯(lián)終于承認了普列謝茨克發(fā)射場的存在。

那么.既然有這么大的一個發(fā)射場，直接接替拜科努爾發(fā)射場就好了，為什么還要耗費大量人力物力新建發(fā)射場呢？這就要從衛(wèi)星發(fā)射的軌道動力學的角度來分析了。地球的自轉給我們帶來了晝夜晨昏的變化，而這個自轉的線速度越靠近赤道越大，到了南北兩極則只有轉動的角速度，無法體現出線速度了。根據這個原理，到發(fā)射場越靠近赤道的時候，越能夠借助地球自轉的初速度來增大火箭發(fā)射載荷或者節(jié)省火箭推進劑（比如從北緯5.2°的法屬圭亞那庫魯航天中心發(fā)射同樣質量的地球靜止軌道衛(wèi)星，要比從北緯2812。的美國卡納維拉爾角發(fā)射節(jié)省15%的推進劑）。普列謝茨克發(fā)射場位于北緯62°55′，這是一個讓商用火箭設計師崩潰的緯度。這個地方實在是太靠北了，用于發(fā)射在極地軌道運行的軍用偵察衛(wèi)星還可以，而用來發(fā)射大多在地球同步軌道或者小傾角軌道上運行的通信衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星就幾乎是不可能完成的任務了。對應到具體的型號上，用于發(fā)射軍用衛(wèi)星的“聯(lián)盟”“呼嘯”“宇宙”-3M“旋風”等運載火箭可以在這里發(fā)射，而俄羅斯專門研發(fā)的用來獲取國際商用火箭發(fā)射訂單的“天頂”和“質子”火箭在這里發(fā)射后很難把商用衛(wèi)星送入預定軌道。

可見，拜科努爾的發(fā)射條件好，但是政治和經濟因素不夠理想。普列謝茨克拱衛(wèi)著莫斯科，屬于俄羅斯自家的發(fā)射場，但是從軌道動力學的角度來分析，并不是理想的商用火箭發(fā)射場，選一個理想的火箭發(fā)射場的位置實在是不容易，尤其是對俄羅斯這個主要領土都在較高緯度地區(qū)的國家而言。

盤踞東方 野心勃勃

當2007年，時任俄羅斯總統(tǒng)普京正式簽署籌建“東方”發(fā)射基地的時候，問題看起來或許已經迎刃而解。東方發(fā)射場位于俄羅斯遠東地區(qū)阿穆爾州的北緯51度線附近，雖然比拜科努爾發(fā)射場偏北，但是相對于普列謝茨克發(fā)射場來說，這個位置已經是很理想了，而且這里遠離北約的防空反導預警網絡?；蛟S俄羅斯認為遠離歐洲老鄰居，把發(fā)射場搬到中國附近會相對安全一些。

當然，從有利于火箭發(fā)射的角度來說，東方發(fā)射基地的位置還可以向東南移動數百千米，建在圖們江入海口附近。但是，這樣的話，“聯(lián)盟”火箭和今后將要在這里發(fā)射的“天頂”“質子”火箭的第一級的落點就有可能進入中國黑龍江省的境內。這樣就會對中國東北林區(qū)的安全造成影響了，只能將火箭的發(fā)射方向限定在東南到東北偏北的120°范圍內。而位于阿穆爾州的發(fā)射基地在發(fā)射火箭的時候就自由多了。它可以放心地發(fā)射極地軌道衛(wèi)星，其第一級落區(qū)在俄羅斯遠東地區(qū)，而第二級落區(qū)在北冰洋。也可以比較安全和經濟地向正東方向發(fā)射軌道傾角在51°的衛(wèi)星，其第一級落區(qū)在庫頁島以東的鄂霍次克海，第二級落區(qū)則遠在勘察加半島以東海域。也就是說，東方發(fā)射場可發(fā)射的衛(wèi)星傾角覆蓋了51°到110°的范圍，傾斜軌道衛(wèi)星甚至太陽同步軌道衛(wèi)星都可以在這里升空。這樣，該基地可以滿足軍用和商用衛(wèi)星的不同發(fā)射需求。

按照普京的說法，“東方航天發(fā)射場將是當今俄羅斯最大的也是最宏偉的工程項目之一，將為成百上千的年輕科學精英提供展示才能的舞臺。”這個舞臺確實是比較大的。借助“安加拉”等新型火箭的進步，俄羅斯在東方發(fā)射基地大有可為。無論是在日漸火爆的國際商用衛(wèi)星發(fā)射市場上，還是俄羅斯闊別多年的月球以遠的深空探測領域，都將會有大量火箭從東方發(fā)射場升空。

如今，拜科努爾發(fā)射基地承擔了俄羅斯65%的發(fā)射任務。而按照計劃，在2020年東方發(fā)射基地完全建成之時，東方發(fā)射基地將一躍成為俄羅斯最大的發(fā)射基地。屆時，俄羅斯45%的發(fā)射任務將由東方發(fā)射基地承擔（大部分是商用衛(wèi)星項目），老牌的普列謝茨克發(fā)射基地承擔44%的發(fā)射任務（主要為軍用衛(wèi)星和其他極地軌道衛(wèi)星項目），拜科努爾的發(fā)射任務量將大幅縮減到只占11%的比例。

另外，我們可以依據俄羅斯航天發(fā)射的特點，來大膽推測東方發(fā)射基地執(zhí)行第一次載人航天任務的時間?！奥?lián)盟”系列火箭通常要在新的發(fā)射場架執(zhí)行了15次成功的無人貨運任務后才能被允許進行載人發(fā)射。而按照現有的俄羅斯生產能力和近幾年的發(fā)射任務，這意味著東方發(fā)射場要至少進行3年的商用衛(wèi)星或者無人貨運任務。也就是說，最早在2019年，東方發(fā)射基地就可以進行載人發(fā)射。

而到那時，中國長期有人照料的大型空間站的建設應該正在穩(wěn)步推進。到時候，太平洋岸邊的中國海南文昌發(fā)射基地將能夠發(fā)射這個半球最大的運載火箭，與大西洋沿岸的肯尼迪中心形成世界重型運載火箭基地的兩極。未來的國際航天強國的鼎足態(tài)勢已初露端倪，“東方”發(fā)射基地在那時的處境將十分微妙。

責任編輯：邢強