小火箭圖解蘇聯俄羅斯聯盟飛船的返回過程

科技 05-25

小火箭出品

本文作者：邢強博士

原文題目：小火箭圖解蘇聯俄羅斯聯盟飛船的返回過程

本文是小火箭經典飛船系列文章第2季的第3篇。最近的文章內容集中在氣動計算、彈道計算、軌道計算以及防熱分析方面，出現了一些公式並且文字量比較大。本文稍作休息，以圖片觀賞為主吧。

有關導彈火箭與飛船的系列文章，小火箭以往通常會注重分析總體設計和上升段的彈道，本文則準備以聯盟MS-02載人飛船執行國際空間站第50次探索的返回段任務為例，用57張圖片圖解蘇聯/聯盟飛船在返回大氣層之後會發生的事情。

公元2017年4月10日，一艘聯盟MS-02載人飛船帶著美國宇航員羅伯特·金布羅和兩位俄羅斯宇航員（安德烈·鮑里先科、謝爾蓋·雷日科夫）從國際空間站飛回地球。這是他們為期173天的太空飛行任務的終點，同時也是小火箭這篇文章的起點。

突然，聯盟MS-02飛船冒出一股白煙（確切地說應該是白霧）。天哪，這是要出大事情，上新聞頭條么？

並不是。其實這是聯盟飛船的一大特色。這團白霧是飛船返回艙正在向外排泄剩餘的過氧化氫，以便提升返回艙著陸瞬間的安全性。

啥？聯盟飛船返回艙裡面有過氧化氫？

是的。聯盟飛船的返回艙上用於控制返回艙姿態和再入返回飛行狀態的推進器是單組元的（只有一種推進劑組成成分）。聯盟飛船就是靠過氧化氫分解產生的氣體和能量來調整姿態的。這個設計從1967年蘇聯發射的第一艘聯盟飛船開始就存在了。到現在，50年了，過氧化氫依舊是聯盟飛船的保留燃料。

而且，小火箭在這裡要補充的是：聯盟載人飛船的過氧化氫燃料貯箱就在宇航員座椅的後面。果然是戰鬥民族的特點。好在不太穩定的過氧化氫一直以來沒有帶來太大的麻煩，而且過氧化氫的確是一種比較環保的燃料。

或許有人會問了：我看了十來次中國神舟飛船的返回過程，怎麼沒有看到類似的現象呢？小火箭答：雖然神舟飛船看起來和聯盟飛船比較像，但是在管路閥門的一些細節以及燃料的應用上，二者還是有比較大的不同的（防熱系統的設計也不同，這個詳見小火箭的公號文章《小火箭聊導彈飛船與高超聲速飛行器的熱防護》，文中提到了神舟飛船的防熱系統的設計細節）。神舟飛船返回艙所用的推進劑為肼類，而不是過氧化氫，因此其返回過程沒有上圖那種像剛剛掀開蒸鍋鍋蓋的場景。

紅白相間的降落傘與湛藍的天空相映成趣。

說到降落傘，小火箭覺得恰好可以在這裡再說一說神舟飛船：

這是神舟飛船返回艙降落傘的樣子，紅色比聯盟飛船要濃一些，而且還有藍色。攝影：邢強。

這是我湊近一些拍的神舟飛船返回艙降落傘的樣子，傘繩既輕又結實。攝影：邢強。

注意看聯盟飛船返回艙與降落傘的連接方式。聯盟飛船返回艙的降落傘傘繩上附著安裝了短波天線與甚高頻VHF天線，方便返回艙與地面溝通。

另外，仔細看返回艙底部的話，可以看到飛船的「屁股」亮亮的。這表明聯盟飛船返回艙的防熱大底已經拋掉了。此時返回艙在地面上方3千米處。

聯盟號飛船返回艙悠悠地飄在哈薩克傑茲卡茲甘上空。

在飛船著陸場，搜救車輛已經在待命了。在小火箭學習俄方的地面保障系統的時候，得知聯盟載人飛船返回艙搜救編組的地面部分標配是：200名官兵+6輛水陸兩棲運輸車輛+其他保障車輛。這張從米-17搜救直升機上拍攝的照片剛好捕捉到了一輛軍用運輸車涉水過河的場景。

6輛運輸車在哈薩克大草原上賓士的場景。雖然沒有策馬，但也的確有一種奔騰的感覺。

蘇聯/俄羅斯的返回艙搜救編組的空中部分的標配是：14架米-8/米-17直升機+3架安-26或者安-12。注意上圖左下角的車輛就是小火箭上文提到的水陸兩棲運輸車。通常一次行動會出動6輛這樣的車。

米-8/米-17系列直升機應該是大家非常熟悉的一個直升機系列了（初識飛行器的年輕人大多會對按尾槳的左右配置來從外形上區分米-8與米-17的事情津津樂道）。該系列直升機已經生產了超過1.5萬架，是世界上產量最大的直升機。

來一個尾槳的特寫。注意看尾槳前緣包覆的鈦合金防蝕條以及尾槳上的電加熱防冰裝置。（有關米-8/米-17直升機，小火箭會在未來的經典直升機系列中專門為其寫一個專題。）

在傑茲卡茲甘附近，在拜科努爾發射中心附近，飛船返回艙即將著陸。跨過這條河，搜救人員就可以和聯盟飛船的返回艙會面了。

這條河的名字叫做錫爾河。

在797年前，也就是公元1220年，成吉思汗率領的西征大軍向花剌子模帝國的重鎮訛答剌（Otrar）發起大軍團攻擊時，數萬鐵騎橫跨的，也恰是這條河。

那一年，西征的鐵騎一發不可收拾。跨過錫爾河，成吉思汗征服了基馬克汗國、花剌子模帝國、喬治亞王國、庫曼汗國，大勝欽察人和基輔羅斯的聯軍。鐵騎仍未停止，跨過大草原的西征軍團征服了黑海沿岸的阿蘭王國，次第踏入匈牙利王國、波蘭王國和波希米亞王國之領土。雖因開大會而暫時放棄進攻維也納，但次年捲土重來的西征部隊大破波蘭王國軍隊和神聖羅馬帝國的騎士團，重創匈牙利軍隊後，順手將保加利亞佔為附庸國。

小火箭遙想著當年的金戈鐵馬，觀看著如今飛船之安靜祥和，好一個跨越歷史的對話。當年的蒙古軍團揚起的塵埃已經落定，而現在這艘飛船則馬上就要在這裡揚起另一種塵埃。