俄罗斯航天的科学探测任务

文/尼莫

▲火星96轨道器想象图

▲福布斯-土壤火星探测器

俄罗斯继承了苏联的航天遗产，但和苏联时代琳琅满目的航天探索项目和成果相比，俄罗斯航天大为逊色，完全不复旧日荣光。当然，瘦死的骆驼比马大，俄罗斯航天在这些领域仍然取得了一定的成果。

空间科学现状

苏联航天在空间天文领域做出了很多独特的贡献，现在的俄罗斯成绩也可圈可点。俄罗斯空间科学很大一部分在国际空间站上进行。得益于载人航天领域的雄厚实力，俄罗斯在国际空间站上占据了半壁江山，国际空间站上有俄罗斯的曙光号货舱、星辰号服务舱、码头号对接舱、搜寻号和黎明号两个小型研究模块，其中“星辰号”是最主要的科研场所。过去十几年里俄罗斯在国际空间站上进行了大量科研试验，空间科学正是六大研究领域之一。俄罗斯利用得天独厚的条件进行了地球高层大气研究尤其是大气放电研究，并对地球磁层、电离层以及相互关系进行了研究，还对太阳活动进行了观测和研究。

俄罗斯还于2011年发射了光谱-R（Spektr-R）大型空间射电望远镜，它由俄罗斯科学院和拉沃契金设计局研制，是一个直径10米，焦距4.3米的大型射电望远镜。“光谱-R”发射后进入近地点1万公里、远地点39万公里的高椭圆轨道，和地面的射电望远镜配合利用甚长基线干涉测量观测，分辨率比哈勃空间望远镜高1000倍！俄罗斯还在研制后续的光谱-RG空间射电望远镜，原计划2019年初发射升空，不过因为设备检查等因素推迟到6月发射。这部望远镜是一部X和伽马射线谱段观测的高能空间天文望远镜，未来将送入日地L2轨道进行X射线观测。俄罗斯还有紫外线领域的光谱-UV望远镜，它工作在110到320纳米的紫外线波段上，是一部1.7米口径的空间望远镜，也是俄罗斯、德国和西班牙国际合作的成果，其中俄罗斯提供了空间望远镜的制造、发射和地面支持，德国提供了关键的紫外光谱仪，西班牙也参与了地面设施的运营。不过光谱-UV望远镜的升空更为遥远，现在的发射计划已经推迟到2023年了。俄罗斯还规划了光谱-M大型空间望远镜，这是一个10米口径的远红外望远镜，将成为欧空局赫歇尔望远镜的后继者，用于研究黑洞、暗物质和暗能量等未解之谜。当然它的实现也更为遥远，纸面上也是2025年发射，实际进度更是不容乐观。

深空探测现状

苏联历史上曾创下月球探测、金星探测器和火星探测的多个世界第一，无论是首飞拍摄月球背面，首次金星和首次火星软着陆都永载史册，但苏联解体给了深空探测领域沉重打击，时至今日俄罗斯深空探测仍未恢复。

俄罗斯时代迄今为止只有两次独立的深空探测项目，第一个是火星96项目，第二个就是我们十分熟悉的福布斯-土壤项目了。火星96探测器基于苏联末期的福布斯二号改进而来，俄罗斯那时雄心仍在试图和美国竞争，火星96包括了一个大型轨道器、两个小型登陆器和两个小型穿透器，是有史以来最复杂的火星探测器。然而1996年11月火星96探测器变轨失败，最终重返大气层烧毁。经历了多年的沉寂之后，俄罗斯又启动了福布斯-土壤项目，要对火星进行取样返回，是有史以来最远的取样返回探测，还携带了中国的萤火一号探测器。福布斯-土壤探测器也在发射后变轨失败，连同中国的萤火一号探测器一块坠入大气层烧毁。

▲光谱-R

▲光谱-RG

面对月球探测的热潮，俄罗斯也启动了一系列月球探测计划，包括月球25、26、27和28号等项目。月球25又称月球-水珠着陆器，设计用于在月球南极着陆。它携带30千克载荷包括取样机械臂，验证月面着陆技术并对风化层和逃逸层进行探测，不过它的发射已经推迟到2021年7月，而原来的计划是2012年发射。月球25号着陆器如此，月球26号轨道器同样被迫推迟到2023年，它用于绘制月全图并对月球表面物质成分和引力场进行研究。月球27号南极着陆器的发射时间是2024年，而月球28号探测器是一个取样返回探测器，不过发射要等到2027年。俄罗斯还计划2028年发射月球29号探测器运送大型月球车，2031年后发射的月球30号将运送重复使用的载具登上月面，支持未来的有人活动。月球31号将把5吨级大型月球车送上月球，月球32号把6吨重的大型模块送上月球，它们将为建立月球基地奠定基础。俄罗斯月球探测的未来蓝图固然宏伟，但对比苏联解体后，俄罗斯在月球探测上的一事无成，还是先把月球25号发射升空吧。

▲光谱-M 模型

俄罗斯在独立自主的深空探测器项目上还是空白，但通过国际合作仍然取得了不小的成绩。俄罗斯试图与日本以及印度合作开展月球探测，但日本的Luna-A项目取消，印度的月船二号也和俄罗斯分道扬镳，好在俄罗斯和欧空局在深空探测合作上可圈可点。欧空局的地外火星（ExoMars）项目是俄欧联合项目，俄罗斯不仅承接了两次发射任务，还为2016年发射的俄欧合作的ExoMars微量气体轨道器(TGO)提供了两个探测载荷，2020年发射的火星快车上的着陆器以及科学平台也都由俄罗斯航天局提供。俄罗斯还计划和欧空局联合开展金星和木星等联合深空探测项目，此外其一些科学载荷如中性原子探测仪也被西方研制的探测器广泛使用。