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宏亮瞻局|N-1火箭首射50周年:苏联如何输掉登月竞赛③

文章来源:本站原创 发布时间:2019-04-20 点击数:

  1969年2月21日,在第1、2枚N-1的各种测试、演练完成后,第3枚N-1被起竖到发射塔。然而,这枚火箭发射后仅仅飞行了69秒就凌空爆炸。事故原因是由于燃气发生器意外高频振动,液氧管破裂,发动机失火,火势蔓延到发动机控制系统,于是在飞行68.7秒后发动机停车,火箭在12200米高空爆炸。这枚N-1被炸成碎片散落在发射塔周围方圆30千米区域,但登月舱完整和成功的着陆了——不过,着陆点是地面而非月面。

  在对火箭稍作改进后,一枚新的N-1于1969年7月3日再次点火,这次灾难来的更为突然且猛烈。火箭在刚刚开始上升,还未飞离发射塔时就发生爆炸。事后查明是一颗松动的螺柱被吸入燃料泵,导致控制系统停止了30台发动机中29台的工作,发动机停机23秒后火箭爆炸。这是人类火箭应用史上最大规模的爆炸,整个发射区域被夷为平地。而两周后的7月16日,“土星”5号火箭载着“阿波罗”11号飞船从肯尼迪航天中心点火升空,开始了人类首次登月远征。

  1971年6月24日,已经在登月竞赛中惨败,但仍不甘心的苏联再一次将N-1火箭推向发射台。这次火箭升空后似乎一切正常,正当现场的人们终于以为可以松口气时,火箭突然开始高速自转,巨大的自转过载将火箭空中解体,发射51秒后火箭在1000米高度再次爆炸。

  1972年11月23日,N-1迎来了自己最后的机会,然而这不过是又一次超级烟花表演罢了。火箭虽然飞行了100多秒——四次飞行中时间最长的一次,但还是因一台发动机遭遇纵向耦合振动而最终爆炸。愤怒的苏联政府和军方此时再也无法容忍这个永远飞不起来的“登月火箭”,后续8次试射全部被取消。

  其实,N-1连续四次发射失败绝非偶然。该火箭在设计阶段就已经注定是一个危险的怪物。其过于复杂的发动机群导致输送推进剂的管道设计异常困难,对30台发动机的点火时间和推力输出控制在当时更是几乎“不可能完成的任务”。这种极端脆弱的结构正是导致N-1最后葬送苏联登月梦的罪魁。有趣的是,美国当初在是否要花大价钱研发用于“土星”5号的F-1发动机时也存在争论,有人就提出过类似N-1那样的发动机群设想。尽管在今天埃隆·马斯克万众瞩目的“重型猎鹰”火箭同样在第一级采用了27台“梅林”1D发动机的复杂结构,但21世纪的科技已经与50年前不可同日而语,太空探索公司可以依靠的现代微电子技术、计算机技术与自动控制技术远远超越了N-1的时代,即便这样,只进行过两次飞行的“重型猎鹰”现在恐怕也还不能轻易认定已经取得彻底成功。

  此外,用于发射N-1的拜科努尔基地在深处干旱内陆的哈萨克斯坦,不支持水运。为了通过铁路运送火箭,箭体各级都被拆散再重新组装。许多潜在问题都不能及时发现并排除。更可怕的是,为了抢时间,且缺乏足够资金,N-1从未经过严格的出厂测试,结果就是N-1每次试射爆炸都在一二级分离之前。

  毫无疑问,N-1巨型火箭的连续发射失败对苏联登月计划造成了毁灭性打击。在美国人抢先登月后,1972年米申又提出了新的登月方案,其特点是研制一种运载火箭-宇宙飞行器综合体。该方案同样因为没有可堪使用的火箭而流产。此时苏联高层完全对登月失去了兴趣,将注意力转移到了已经发射成功的“礼炮”号空间站上。

  登月计划取消后,米申继续N-1F的研发,希望这款火箭今后能用于发射一个类似美国“天空实验室”的空间站。然而“失败者”米申在1974年被解职,代替他的是格鲁什科。后者自然对N-1很不感冒——即便当时两枚N-1F已经做好了发射准备。米申和格鲁什科后来也都提出了新的登月计划,这些计划其实均具备实现的可能。但此时的苏联政府已决定集中资源和预算用于“和平”号空间站与“暴风雪”号航天飞机项目。

  采用格鲁什科发动机的“质子”号火箭被证明非常成功,它实现了切洛梅伊的无人绕月计划,甚至在美国登月的次年不用载人就将月壤带回了地球,为苏联在这场竞赛中多少挽回了些颜面。“质子”号几乎成为后来苏联与俄罗斯大型航天器发射的唯一运载工具——当然也有例外,更先进,推力更强的“能源”号巨型火箭被用于航天飞机发射,该火箭采用了模块化设计,且很多技术借鉴了N-1。

  如今,两枚N-1F火箭残体仍摆放在拜科努尔。且有大约150台发动机被保留下来,虽然火箭整体动力系统很不成熟,但必须承认单台的NK-33和NK-43还是很先进可靠的。上世纪90年代中期,俄罗斯政府把其中的36台以每台110万美元价格出售。辗转多个买家后,日本的J-1和J-2火箭采用了其中3台;美国基斯特勒航天公司也在自己的火箭中采用了这种发动机。但在老家俄罗斯,直到2004年剩余的70多台发动机才又被解封,而这项原本计划采用N-1火箭发动机的新火箭项目却在2005年因资金短缺流产。

  米申曾十分怀念给科罗廖夫当副手的日子,他曾回忆说:“如果科罗廖夫能活的更长久,我们将在航天探索方面取得更大进展,这不仅在于科罗廖夫的能力、坚定和权威,更重要的是在他的领导下,我们会走自己的路并找到答案。后来我们开始看美国人的,他们的成功使我们不知所措,我们把希望寄托在小而迅速的成功上。”米申后来在回忆苏联载人登月计划时不无感伤的说道:“为它奉献毕生年华的人们都掉下了悲伤的眼泪。”米申被解职后到莫斯科航空学院任教,之后培养了大批苏联和俄罗斯新一代航天专家。

  这里无意假设科罗廖夫如果再多活几年是否能够让苏联国旗最早插上月球,历史无法假设;同时也无意仅仅因为科罗廖夫的所谓“后继无人”而对苏联航天体制妄加评论,毕竟科罗廖夫就是在这个体制下开启了人类太空时代,而科罗廖夫死后苏联仍然在空间站等领域取得一系列成就。巧合的是,在大洋彼岸的美国,另一位来自纳粹的航天奇才同样命运多舛,同样死于肠癌,但他比科罗廖夫更长寿,在总比自己快一步的对手也更早一步离开世界后,冯·布劳恩领导美国航天成功实现了绝地反击。

  我们在今天回顾美苏登月竞赛那段“激情燃烧的岁月”。可以看到,虽然苏联官方对其登月计划一直保持缄默,但事实上,整个20世纪60年代中后期,莫斯科都在全力以赴地为载人登月做准备。除了研制巨型火箭和登月飞船外,他们还用“联盟”号飞船试验航天器的交会对接;研制出“隼”式登月航天服;制造了月球飞船摸拟样机;甚至在地面建设了月球表面综合试验环境。在布满了亚美尼亚火山岩的地方,至少有18位最优秀的苏联航天员接受了月球探测任务训练。其中就包括阿列克谢·列昂诺夫、巴维尔·波波维奇、瓦列里·别科夫斯基、奥列格·马卡罗夫、瓦列里·库巴索夫等“明星大腕”。1968年3月,甚至有两名航天员在地面模拟登月舱与飞行控制中心进行了无线电通话,而正在太空飞行的无人月球飞船“探测器”4号,则作为中继站让这次地月通信演练显的无比真实。

  当时,美国无线电监听站捕获了苏联人的电波,有人甚至以为苏联人已启程飞往月球。

  2019年2月18日,俄罗斯联邦航天局又披露了其最新的月球探测计划,“明确”将于2031年执行载人登月任务,甚至还打算建立月球基地。3月26日,美国副总统彭斯也曝光了特朗普的一个“惊人”计划:美国人要在5年内重返月球……坦白讲,人们都已经数不清这些是冷战后莫斯科和华盛顿(也包括太空探索这样的商业航天公司)抛出的第几个登月计划了,但实际行动呢?可以支持载人登月的重型火箭呢?抛开一个接一个炫目但从未执行的计划还剩下什么?事实是连像N-1那样的失败尝试都没有。

  难道人类的航天科技在50年后退化了吗?当然不是,冷战结束固然带走了核恐怖,但似乎也让两个航天超级大国都变得过于理性和精于计算,与之伴随的则很可能是冒险与开拓精神的流失。

  幸运的是,在今天,在后发的中国航天人身上,我们依稀又能看到这样的精神在月球上重生。(全文完)关键字 :我要反馈新浪新闻公众号藏宝图高手论坛855444,http://www.yyj0592.com