20年磨一“箭”，俄羅斯“安加拉”首次成功試飛

王霄（北京空間科技信息研究所）

“安加拉”火箭是蘇聯解體后由俄羅斯單獨研制的首個商業發射用途的火箭，其命名也是源自于西伯利亞東南部的安加拉河。2014年7月9日，安加拉－1.2（Angara－1.2PP，PP代表首次發射）運載火箭在普列謝茨克發射場（Plesetsk Cosmodrome）成功發射升空。約4min后，火箭第一級分離，落入伯朝拉海域，隨后第二級點火分離、整流罩脫離。發射21min后第二級火箭落入堪察加半島上的指定區域，試射成功。此次試射中僅進行第一級火箭試驗，其第二級火箭和載荷均為配重，火箭僅進行亞軌道飛行。安加拉－1.2的成功試驗飛行為未來“安加拉”系列火箭啟動運行鋪平道路，“安加拉”火箭或將成為俄羅斯未來的主力運載火箭。

安加拉－1.2是“安加拉”系列火箭中最小、最輕的一款。原計劃是由2個并聯的通用火箭模塊－1（URM－1）助推器和一個URM－2將其送入太空，但由于URM－2對于安加拉－1.2來說質量較大，最終采用一個URM－1助推器和一個URM－2第二級火箭的配重。根據俄羅斯2011年展出的模型，他們計劃為安加拉－1.2研制一個更小型的上面級，但在本次發射中并未出現。

1 因技術原因3次延后

按照計劃，安加拉－1.2首次試驗飛行應于2014年6月25日進行。但在發射前1周，俄羅斯國防部長紹伊古宣布，鑒于5月發生的質子－M火箭事故，決定在“安加拉”火箭發射前增加一些額外檢查，以確保火箭成功發射，發射時間延后至6月27日。27日，國際航天界萬眾矚目，一切準備就緒，但火箭就在發射倒計時15s時驟然停止運行，火箭操控系統自動終止了發射程序。相關人員稱，發射可能延后至6月28日。然而，6月30日，在發射臺上佇立長達6天的安加拉－1.2開始被撤離。

俄羅斯聯邦航天局（Roscosmos）內部消息稱，在發射前1min19s時，火箭被檢測出第一級氧氣系統壓力存在問題，隨后火箭自動中止了發射程序。格魯什科能源機械科研生產聯合體（NPO Energomash）—通用火箭模塊RD－191發動機制造商隨后證實，用來抑制油罐和發動機液氧系統（LOX）壓力波動的球形氣瓶內氣壓驟降，液氧和排水管的一個閥門打開，直接導致了火箭第一級發動機未響應發射命令。格魯什科在最終提交給俄羅斯聯邦航天局的故障調查報告中寫到，致使火箭中止發射的原因是“用來給氧化劑增壓的球形氣瓶氣壓突然下降”。

6月30日，由俄羅斯空天防御部隊和航天領域專家組成的國家委員會正式做出決定，將原本擬于上周發射的安加拉－1.2從發射臺上撤下來。按照國家委員會的決定，火箭被整體運往普列謝茨克發射場的一個裝配和測試區，由專家對火箭零部件和組件進行故障檢查。7月5日，在“安加拉”火箭綜合系統試驗飛行工作會上，國家委員會決定于7月9日再次發射安加拉－1.2。

2 “安加拉”的優勢

“安加拉”火箭是由赫魯尼切夫科研生產聯合體（GKNPTs Khrunichev）研制，通過使用不同類型的模塊，使“安加拉”火箭衍生出輕型（安加拉－1.1和1.2）、中型（安加拉－A3）和重型（安加拉－A5）3個級別，有效載荷運載能力為2～50t。其用途是將航天器送入低、中、高圓形及橢圓形軌道和飛向太陽系各行星的轉移軌道。從20世紀90年代末開始研制到如今成功試飛，俄羅斯為研制“安加拉”火箭已花費1000多億盧布（約合30多億美元）。

俄羅斯花大力氣，耗時長久來研制“安加拉”火箭有其深層原因。首先，蘇聯的主要航天發射中心設在哈薩克斯坦共和國境內的拜科努爾發射場（Baikonur Cosmodrome）。蘇聯解體后，俄羅斯只能租用拜科努爾發射場，每年至少要繳付1.15億美元的基本租借費用。在“安加拉”火箭開發完成后，以后主要的發射作業將會移往遠東新建造的東方發射場（Vostochny Cosmodrome），此發射場可發射的軌道傾角十分接近拜科努爾發射場的參數，且發射軌道多經過俄羅斯境內的無人區或是北太平洋、極區，即便火箭發射失敗，也不會衍生索賠與清理問題。

第二，拜科努爾發射搭載劇毒燃料的“質子”火箭時還存在額外的環境污染風險。“質子”火箭如若發射失敗，產生劇毒的偏二甲肼燃料將會對所在地造成污染，俄羅斯聯邦航天局還要負擔額外的清理費用。“安加拉”火箭改用比較環保的煤油（RP－1）作為發射燃料，對環境的負擔較小，發射失敗也只是燒毀，不會產生生物毒性。

除了它自身的優勢以外，俄羅斯重視“安加拉”火箭的研制，還有一點就是希望通過推出新一代運載火箭，來改善航天發射領域受制于人的現象。俄羅斯希望通過“安加拉”火箭替代蘇聯解體前發展起來的“天頂”（Zenit）運載火箭，因為“天頂”火箭的主要設備由烏克蘭生產，俄羅斯只提供一些重要組件。而“安加拉”火箭是俄羅斯首次依靠自身力量獨立研發的火箭，出于戰略安全考慮，其系統全部由俄羅斯境內的公司設計和制造。

“安加拉”火箭采用的是通用模塊的概念，模塊可隨意增減，同系列的火箭燃料箱與發動機均可通用，使得火箭的制造材料能夠通用，造價因此大大降低，因此，“安加拉”火箭具有更多的優越性。

安加拉－1.2運往發射場

3 結束語

“安加拉”火箭的首次成功試飛掀開了俄羅斯運載領域的新篇章，但其首次勝利的光環卻因為研發過程中的曲折和發射時的延遲風波而淡化，這也側面反映了俄羅斯現階段航天工業存在的問題。單從規模上看，俄羅斯繼承了蘇聯航天業90%的資產，實力雄厚。但俄羅斯近20多年經歷了2次經濟危機，導致很多航天項目推遲，其中就包括“安加拉”項目。“安加拉”是俄羅斯為在國際商業發射服務市場保持長久競爭力而研制的新一代運載火箭。但由于資金短缺，同時為穩固國際商業發射服務市場，俄羅斯不得不一而再、再而三地持續改進現役火箭。盡管俄羅斯在“運載火箭發展規劃”中明確提出“質子”火箭要在2020年退役，但從目前來看，“質子”火箭至少要服役到2025年。新舊火箭能否平穩過渡，將是俄羅斯航天運載領域面臨的嚴峻考驗。