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背鍋、填坑、救火……這款火箭為應急發射而生

出品:科普中國

作者:矛隼工作室

監製:光明網科普事業部

火箭發射可不是個簡單的活計,光是準備工作,浪費的時間就多的驚人。別的不說,就前些日子的FH重型獵鷹,發射準備工作持續了個把月。而對於一些比較急的發射任務,像拯救飛行員,維修航天器,補射損毀衛星,自然是不能靠這些準備緩慢的重型火箭,還得靠一些「旁門左道」。

圖為UR-100火箭示意圖(來源:wiki百科)

這些「旁門左道」中,準備速度最快的莫過於前蘇聯的「宇宙」系列火箭。這個「宇宙」的來頭不小,一開始是戰略火箭軍的洲際導彈,應用了當時最先進的火箭發動機技術。第一代UR-100在1960年代投入使用,不僅作為航天火箭,也作為洲際導彈威懾美國。在作為洲際導彈使用的時候,發射準備時間約莫25分鐘,比第一代R-1和R-7A導彈動輒2-3小時的發射準備時間要快得多。而作為運載火箭使用,準備時間則需要幾個小時至2天,取決於當地氣候和發射窗口時機。如果不考慮軌道直接強行發射,也不是不不行,就是發射載荷低了很多,難以與正常運載火箭相比。

圖為UR-100(SS-19)導彈(來源:wiki百科)

但是UR-100也存在著相當多的問題,它的載荷能力嚴重不足,甚至不能將「聯盟」號飛船送上天。在不考慮發射窗口的緊急發射中,UR-100的LEO軌道投送能力甚至不到1噸,連蘇聯自家最小的「閃電」通訊衛星都發射不了。這樣低的載荷能力,嚴重影響了緊急衛星發射的意義。

UR-100火箭的後代被命名為UR-200,西方則稱為「宇宙-3」.這種火箭的常規發射LEO載荷達到了5噸,在緊急發射中也達到了2噸以上。相比於其他運載火箭,其發射準備時長大大縮短,一般發射任務需要2周準備,緊急發射待命火箭則不到1小時。由於軌道投送能力有了突破性提高,可以不考慮發射窗口緊急補射衛星或者發射救援飛船。

圖為UR-200火箭(來源:wiki百科)

緊急發射能力使得UR-200火箭獲得了很多非凡的使命,打兩顆衛星都是小意思了。其中最為典型的,還是禮炮-7號任務。之前俄羅斯上映的太空航天大片《禮炮七號》任務中,救援禮炮-7號空間站就是由UR-200火箭發射,由於發射窗口得當,包括改造聯盟T-13飛船在內的整個準備時間不到2周就完成了。在蘇聯航天員弗拉基米爾·賈尼別科夫和航天工程師維克多·薩維內赫進行了非常規對接,最終挽救了價格不菲的空間站。

而UR-200急速發射能力的體現,還得說到蘇聯的大規模核戰演習——盾牌-82。演習中,需要發射一種「衛星殲擊機」,實質上就是「反衛星衛星」去追趕目標衛星,在它旁邊爆炸,依靠破片達成殺傷效果。由於當時技術並不成熟,這種「衛星殲擊機」有一定的脫靶概率,如果第一發脫靶後對靶標束手無策,難免會讓美國人笑話。政治局決定了,就由UR200來承擔這個「補鍋」的重任。

圖為「質子號」(UR-500)火箭(來源:wiki百科)

在48小時內,蘇聯緊急發射了2枚UR-200火箭作為反導系統攔截的靶標,1枚UR-200火箭攜帶衛星進入1050km高軌道作為反衛星攔截的靶標。攔截過程中,不出政治局的預料,由於「質子」號發射的攔截器一發不中,拜科努爾航天中心的專家們差點只能看著靶標「望靶興嘆」。國土防空軍緊急翻出UR-200的儲備,又用「宇宙-3M」(UR-200系列產品)緊急發射2枚「衛星殲擊機」,徹底摧毀了靶標。而這些全部5枚UR-200火箭的發射任務都在不到24小時內完成,攔截過程在72小時內完成,其緊急應變能力可見一斑。

在蘇聯解體後,UR-200的緊急發射必要性不在,普通的任務完全可以使用更老更便宜的UR-100火箭完成,更大載荷的任務則由「質子」號火箭完成。UR-200逐漸只承擔為國際空間站提供補給的任務。在俄聯邦下一代火箭計劃中,整個「宇宙」系列運載火箭會被新型大載荷火箭所取代。

不過,快反火箭並非如此消失在歷史的長河中,中國研發出了長征十一號固態運載火箭,正是對於宇宙系列火箭的繼承,其也擁有快速發射的能力,可以說是我國的應急尖兵。


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