盘踞东方 俄罗斯缘何要建新发射场

鹿鸣

2016年4月28日，一枚“联盟2.1A”运载火箭从位于俄罗斯远东地区阿穆尔州的东方发射场升空，将3颗卫星送人了预定轨道。这次发射，标志着在俄罗斯境内的第一个民用航天发射场开始正式投入运营。从地图上可以看到，这个名叫“东方”的火箭发射场距离中国不足100千米。俄罗斯为什么要大兴十木修建新的发射场？为什么要建到中国的“家门口”？这个发射场今后又会执行一些怎样的任务呢？

苏联解体带来难题

提起苏联的航天发射场，我想很多人的第一反应就是拜科努尔。这个建于1955年6月的导弹试验基地在苏联多年的精心打造下，成为了一座举世闻名的航天圣地。数不清的世界第一在这里被创造出来：1957年10月4日，人类第一颗人造地球卫星从这里升空；1961年4月12日，人类第一位宇航员加加林在这里踏上登天之路；1963年，人类第一位女性宇航员捷列什科娃在这里升空；1971年，人类第一座空间站在这里发射。实际上，如今仍在轨道上正常运行的“国际空间站”的第一个舱段也是在1998年于拜科努尔发射到太空的。在这片平均海拔90米，年均降水量仅有60毫米的盐碱地上，苏联时期的大量采用液体燃料的火箭或者导弹在这里进行了测试。这个基地在的苏联地位相当于肯尼迪航天中心之于美国，或者酒泉基地之于中国。

然而，在1991年12月25日的那一天之后，拜科努尔发射场一下子就成了困扰俄罗斯的一个难题。苏联解体后，俄罗斯继承了大部分苏联的航天力量。然而，土地是不能跑的，无论俄罗斯继承了多少枚核弹，掌握了多少枚火箭，拜科努尔依然是位于哈萨克斯坦境内的发射场。不过，对于曾经的苏联加盟共和国哈萨克斯坦来说，仅仅拥有拜科努尔发射场是难以支撑整个航天发射活动的。航天发射需要在庞大的测控网络的监控下进行。苏联时期，西至成海北岸的阿拉尔斯克，东至勘察加半岛东海岸的彼得罗巴甫洛夫斯克，数十个大大小小的测控站为苏联的航天发射进行支撑，更不用说还需要像满载排水量超过5万吨的加加林远洋测量船和2万吨级的“科罗廖夫”远洋测量船提供辅助保障。也就是说，仅仅拥有拜科努尔发射场的哈萨克斯坦很难自己把这个发射场利用起来。

俄罗斯和哈萨克斯坦进行了多次谈判之后，俄罗斯民用空间机构和其他分包商以租用的形式接管了原本由苏联军方管辖的发射场。但是，让俄罗斯军方从这个世界上规模最大的导弹测试基地完成撤出谈何容易。实际上，到2009年，俄罗斯军方虽然裁剪了30个有关单位，但仍有军方人员和武器装备驻守在拜科努尔，其中R-36M UTTKh和UR-100NU导弹等装备依然依赖拜科努尔发射场。

俄罗斯与哈萨克斯坦之间有关这个发射场的矛盾越积越多。作为最适合“联盟”火箭和“质子”火箭发射的基地，俄罗斯非常依赖拜科努尔。而这些采用常温有毒燃料的火箭已经多次给哈萨克斯坦境内带来了不少污染。哈方只好用提高租金的方式来迫使俄罗斯放弃，不过，执着的俄罗斯人在2005年7月2日还是一咬牙签署了一个为期50年的租借合同，每年的租金高达1.15亿美元！作为当时俄罗斯仅有能够将宇航员发射到国际空间站上的基地，这实属无奈之举。而到了2012年美国的航天飞机全部退役的时候，拜科努尔更是成了当时国际空间站运送宇航员的唯一选择。如此看来，当年的2000万美元的太空游报价在很大程度要归咎于高昂的租借费用。另外，俄罗斯的新型洲际弹道导弹等项目的测试也实在不方便总是拿到“外国”去。出于历史上的原因，用于侦察拜科努尔发射场的卫星、雷达实在是数不胜数，继续在这里进行航天发射或导弹测试早已不够明智。

综合经济上和政治上的考虑，拜科努尔发射场虽好但也毕竟不是自己家的。俄罗斯也终于在向哈萨克斯坦交了2年的高额租金后，与2007年正式启动了新的航天发射场建设计划。偌大的一个俄罗斯，难道就真的没有从苏联时代建设大型火箭发射基地么？

火箭发射 选址不易

实际上，在俄罗斯境内，是有大型发射基地的。从莫斯科红场上的那颗红色五角星尖顶向北望去，在800千米远的地方，有一个叫做普列谢茨克的地方。这里曾经严格限制人员进出，甚至在冷战时期的地图上都不会标注这个地方。这里有一座大型火箭发射基地，其规模完全可以媲美拜科努尔。在拜科努尔基地动工2年后，普列谢茨克基地就开建了。这个原本用于测试R-7洲际弹道导弹的基地逐渐发展成为一个重要的军用卫星发射场。据多种公开资料的不完全统计，在该基地建成40年的时间里，有充足理由认定由该发射基地发射的航天器超过了1500枚！从发射总数量和发射密度上来说，该基地都可以被称作世界上最繁忙的发射基地。

在上世纪50年代末，美国中央情报局就怀疑莫斯科北部某地有火箭发射基地。在1966年，一位名叫杰弗里·佩里的英国教师带着他的学生们分析苏联“宇宙”-112卫星的轨道时，认为这颗卫星不可能是从拜科努尔发射的，而应该是从普列谢茨克某地发射升空。到了1983年，面对世界上其他国家的弹道和轨道科学家的质疑，苏联终于承认了普列谢茨克发射场的存在。

那么.既然有这么大的一个发射场，直接接替拜科努尔发射场就好了，为什么还要耗费大量人力物力新建发射场呢？这就要从卫星发射的轨道动力学的角度来分析了。地球的自转给我们带来了昼夜晨昏的变化，而这个自转的线速度越靠近赤道越大，到了南北两极则只有转动的角速度，无法体现出线速度了。根据这个原理，到发射场越靠近赤道的时候，越能够借助地球自转的初速度来增大火箭发射载荷或者节省火箭推进剂（比如从北纬5.2°的法属圭亚那库鲁航天中心发射同样质量的地球静止轨道卫星，要比从北纬2812。的美国卡纳维拉尔角发射节省15%的推进剂）。普列谢茨克发射场位于北纬62°55′，这是一个让商用火箭设计师崩溃的纬度。这个地方实在是太靠北了，用于发射在极地轨道运行的军用侦察卫星还可以，而用来发射大多在地球同步轨道或者小倾角轨道上运行的通信卫星、气象卫星就几乎是不可能完成的任务了。对应到具体的型号上，用于发射军用卫星的“联盟”“呼啸”“宇宙”-3M“旋风”等运载火箭可以在这里发射，而俄罗斯专门研发的用来获取国际商用火箭发射订单的“天顶”和“质子”火箭在这里发射后很难把商用卫星送入预定轨道。

可见，拜科努尔的发射条件好，但是政治和经济因素不够理想。普列谢茨克拱卫着莫斯科，属于俄罗斯自家的发射场，但是从轨道动力学的角度来分析，并不是理想的商用火箭发射场，选一个理想的火箭发射场的位置实在是不容易，尤其是对俄罗斯这个主要领土都在较高纬度地区的国家而言。

盘踞东方 野心勃勃

当2007年，时任俄罗斯总统普京正式签署筹建“东方”发射基地的时候，问题看起来或许已经迎刃而解。东方发射场位于俄罗斯远东地区阿穆尔州的北纬51度线附近，虽然比拜科努尔发射场偏北，但是相对于普列谢茨克发射场来说，这个位置已经是很理想了，而且这里远离北约的防空反导预警网络。或许俄罗斯认为远离欧洲老邻居，把发射场搬到中国附近会相对安全一些。

当然，从有利于火箭发射的角度来说，东方发射基地的位置还可以向东南移动数百千米，建在图们江入海口附近。但是，这样的话，“联盟”火箭和今后将要在这里发射的“天顶”“质子”火箭的第一级的落点就有可能进入中国黑龙江省的境内。这样就会对中国东北林区的安全造成影响了，只能将火箭的发射方向限定在东南到东北偏北的120°范围内。而位于阿穆尔州的发射基地在发射火箭的时候就自由多了。它可以放心地发射极地轨道卫星，其第一级落区在俄罗斯远东地区，而第二级落区在北冰洋。也可以比较安全和经济地向正东方向发射轨道倾角在51°的卫星，其第一级落区在库页岛以东的鄂霍次克海，第二级落区则远在勘察加半岛以东海域。也就是说，东方发射场可发射的卫星倾角覆盖了51°到110°的范围，倾斜轨道卫星甚至太阳同步轨道卫星都可以在这里升空。这样，该基地可以满足军用和商用卫星的不同发射需求。

按照普京的说法，“东方航天发射场将是当今俄罗斯最大的也是最宏伟的工程项目之一，将为成百上千的年轻科学精英提供展示才能的舞台。”这个舞台确实是比较大的。借助“安加拉”等新型火箭的进步，俄罗斯在东方发射基地大有可为。无论是在日渐火爆的国际商用卫星发射市场上，还是俄罗斯阔别多年的月球以远的深空探测领域，都将会有大量火箭从东方发射场升空。

如今，拜科努尔发射基地承担了俄罗斯65%的发射任务。而按照计划，在2020年东方发射基地完全建成之时，东方发射基地将一跃成为俄罗斯最大的发射基地。届时，俄罗斯45%的发射任务将由东方发射基地承担（大部分是商用卫星项目），老牌的普列谢茨克发射基地承担44%的发射任务（主要为军用卫星和其他极地轨道卫星项目），拜科努尔的发射任务量将大幅缩减到只占11%的比例。

另外，我们可以依据俄罗斯航天发射的特点，来大胆推测东方发射基地执行第一次载人航天任务的时间。“联盟”系列火箭通常要在新的发射场架执行了15次成功的无人货运任务后才能被允许进行载人发射。而按照现有的俄罗斯生产能力和近几年的发射任务，这意味着东方发射场要至少进行3年的商用卫星或者无人货运任务。也就是说，最早在2019年，东方发射基地就可以进行载人发射。

而到那时，中国长期有人照料的大型空间站的建设应该正在稳步推进。到时候，太平洋岸边的中国海南文昌发射基地将能够发射这个半球最大的运载火箭，与大西洋沿岸的肯尼迪中心形成世界重型运载火箭基地的两极。未来的国际航天强国的鼎足态势已初露端倪，“东方”发射基地在那时的处境将十分微妙。

责任编辑：邢强