“質子-M”事故的背后

□ 安慧

“質子-M”的最新事故

俄媒體7月2日報道，當天原定將三顆“格羅納斯”系統導航衛星送入軌道的“質子-M”號運載火箭，在拜科努爾發射場發射后，飛行到第17秒鐘時，發動機按故障模式關閉，火箭墜毀在距離發射臺約2.5千米的地方。地面沒有傷亡和被破壞的情況。

俄航天局7月18日稱，由航天局副局長亞歷山大?洛帕金為首的調查委員會，經過深入調查發現，火箭比預定時間提前0.4秒發射，但這不是發射失敗的主要原因。俄確定引起爆炸的罪魁禍首，是關鍵的角速度傳感器被顛倒安裝。傳感器上有箭頭指示朝上安裝，但多個傳感器卻顯示是箭頭朝下，導致飛行控制系統接收了錯誤的位置信息，并試圖“糾正”火箭位置，于是火箭轉變方向朝下飛行，結果墜地爆炸。通過對碎片的搜查，也發現了數個傳感器被倒置安裝的證據。據悉，安裝傳感器的是一位年輕的技術人員，6個角速度傳感器質量合格，并通過了測試，但是其中有3個安裝倒置。

“質子-M”這次事故不僅造成了直接的經濟損失，而且嚴重影響了俄羅斯的“格羅納斯”系統的補充衛星的計劃。同時，由于火箭失事后，哈薩克斯坦的環保組織認為火箭發動機的燃料（四氧化二氮和偏二甲肼）及其燃燒生成物，會影響生態環境而提出了抗議。

“ 質 子-M” 運 載 火 箭（Протон-М，或稱為質子-M/微風-M）是俄質子號運載火箭家族中的最新型號。1965年7月16日，“質子”號火箭在拜科努爾發射場執行了第一次任務，將“質子”1號科學考察衛星送入太空，火箭也從此而得名“質子”號。帶有第三級的“質子-K”，在1967年3月10日首次發射，將“宇宙-146”月球探測器送入太空。1968年，不帶上面級的質子-K首次發射。在1970年代初至1980年代末，蘇聯曾利用不帶上面級的“質子-K”將8個空間站送入軌道。冷戰結束后，俄新研制了一種四級火箭型的質子號火箭，即“質子-M”。它與“質子-K/DM”的主要區別，是使用了更為先進的“微風-M”上面級，因此火箭也被叫做“質子-M/微風-M”。“質子-M”在2001年首次發射，將一顆“銀幕-M”通信衛星送入軌道。

質子系列火箭是蘇聯和俄羅斯航天發射的主力火箭，其主力地位目前仍無法替代。至今，質子系列火箭共發射389次，成功358次，成功率92.03%。質子-M運載火箭也發射了74次，但近年來，發射卻有8次失利，這充分反映了俄航天事業出現的許多深層問題。在這次事故發生后第二天，俄總理梅德韋杰夫立即要求副總理羅戈津調查發射失敗的原因，并提交一份包括俄羅斯航天局領導成員在內的責任人名單。他還要求提出加強航天業監督和防止此類事故發生的整改措施。

質子系列火箭

俄羅斯航天事故頻發

“質子-M”運載火箭已經發生多次事故。2010年12月5日，搭載3顆“格羅納斯”衛星的“質子-M”火箭，由于燃料加注過量，在從拜科努爾發射場升空后偏離航向8度，最后墜入太平洋非通航區。2011年8月18日，“質子-M”未能將“快車-AM4”通信衛星送往預定軌道。后來查明，它的“微風M”上面級在第5次點火時發生故障，地面無法接收到遙測數據，失去了與衛星的聯系。故障的原因是在生成微風M上面級飛行時序的過程中，因導航周期被不適當地設置過短，導致三軸陀螺穩定平臺解算位置錯誤，致使“微風M”上面級未能將衛星送入預定軌道。2012年8月7日,“質-M”發射中再次出現故障，未能將所攜帶的俄羅斯“特快列車-MD2”和印度尼西亞“電信-3”兩顆通信衛星送入預定軌道。調查表明，問題仍然出在“微風M”上面級，其燃料箱的液壓系統油路發生堵塞，使發動機自動關閉。

近年來，除“質子-M”運載火箭發生多次事故外，其它航天發射活動也曾發生多次事故。如2011年8月18日，由于 “聯盟－U”火箭第三級的動力設備發生故障，導致運載的“進步M－12M”貨運飛船在升空后爆炸，影響了“國際空間站”的運行計劃。2011年11月9號，載有中國“螢火一號”衛星的“福布斯－土壤”火星探測器，由“天頂—2SB”火箭發射升空后，因探測器主發動機無法點火，導致近地軌道變軌失敗。2011年12月23號，俄軍方發射的“聯盟－2.1B”火箭第三級出現故障，導致所搭載的“子午線-5”通信衛星未能進入預定軌道。

運輸中的“質子-M”火箭

“質子-M”火箭的發射

格羅納斯M導航衛星

格羅納斯導航衛星

2007年“質子-M”火箭殘骸落入哈薩克斯坦境內

2013年“質子-M”火箭發射后不久在空中解體

成績與風險并存

毋庸置疑，俄羅斯在今天仍然保持著世界航天強國的地位。除了航天器發射數量位居世界第一外，它還擔負著為國際空間站運送全部航天員和大部分貨物的任務。俄在近地軌道載人航天領域的經驗最為豐富，蘇聯和俄羅斯航天員,保持著在太空生活時間最長的世界紀錄。

俄羅斯航天的成績與風險并存。相對于應用衛星和商業發射來說，俄羅斯在載人航天領域的事故較少，這充分說明它與美國相比，應用衛星是它的薄弱環節，比一比格羅納斯與GPS的進展，就足于說明一切。這一方面，俄羅斯面臨社會的轉型，另一方面，它繼承了蘇聯忽視發展現代電子工業的后果。對于這次“質子-M”火箭發射失敗，俄報評論說：“這次足以證明俄航天業的全面衰落。發射失敗不僅燒掉約2億美元，也使航天業走出危機的希望灰飛煙滅。原因很清楚：領導外行，企業素質低，技術落后，設備老化，缺乏高質量的技術監督，沒有明確的航天理論。”報道稱，俄航天局的下屬企業中，有越來越多的外來打工者。企業的技術監督水平也大大下降。零部件和材料的供貨商，可能就是個與什么領導有關系的皮包公司。金屬材料的質檢書也許是偽造的，材料沒能完全按規定保存。老化的檢測儀器可能沒有發現細小的裂縫。原本有3道檢測關卡，因為時間緊迫，也許過一兩道就算了。

蘇聯解體時，俄繼承了蘇聯航天業的90%，是蘇聯航天事業的直接繼承者。冷戰是蘇聯發展航天的主要動力，因此，蘇聯航天突出了軍事用途和提高國家威望的載人航天，并一直由軍方管理。過于軍事化的航天消耗大量資源，最后成為蘇聯經濟的包袱。蘇聯解體后，俄將航天業從軍隊中分離出來，但在管理、財政和人才培養等各方面，卻無法保持航天事業的正常發展。從1990年到1994年，俄航天企業總人數減少35%，專家流失50%，航天事業面臨崩潰的危險。俄羅斯為了振興航天，首先成立了專門的政府管理機構“航天局”，然后又通過了《航天法》。國際金融危機曾一度對高度依賴能源出口的俄羅斯沖擊較大，但隨著世界經濟逐步走出低谷，國際原油價格不斷攀升，俄羅斯經濟狀況日趨好轉。由于俄羅斯財政支出中民生的比重較大，依賴國家投入的航天經費雖有所增加，但要維持蘇聯時代航天事業的龐大規模，仍然力不從心。資金不足已成為困擾俄羅斯航天發展的瓶頸。目前，俄羅斯航天事業還是主要靠“吃老本”，難于跟上高新技術發展的步伐。最近幾次“質子-M”發射，由于任務緊迫，只好采用未充分檢測的火箭來發射，導致了發生重大事故。

另一方面，俄羅斯航天的發展還不能適應市場經濟的轉型。許多原有的航天研制單位現在改成了國營公司，甚至部分公司成為股份制公司。航天局作為政府部門如何監管這些航天公司，還缺乏有效的辦法。2013年9月3日俄政府公布了新的航天改革方案。根據該方案，航天局將繼續保留，并通過組建新的“聯合火箭-航天集團”（ORKK）整合原航天局下屬工業企業。ORKK完成企業整合后還打算公開上市募股，吸引私人資本投資。俄政府認為，合并航天領域企業，有利于推行統一的技術政策、消除生產中的重復和產能過剩，提高企業工作效率。

在國家戰略層次，俄羅斯在民生和大國榮耀之間如何平衡，仍是一個難題。如果俄羅斯不擺脫蘇聯那種與本國經濟不相適應的好大喜功的發展思路，不將航天事業與國家經濟聯系起來形成良性循環，俄羅斯航天就不可能超越蘇聯時期曾在世界航天發展中的地位而再創輝煌。

“質子-M”火箭的底部

三顆格羅納斯導航衛星裝在“質子-M”火箭上

2013年“質子-M”火箭成為火球從空中墜落

2013年“質子-M”火箭殘骸墜地后發生爆炸