在“宫斗”中胜出的质子火箭

文 / 迟惑

▲ 早期的质子火箭家族

2019年11月2日，俄罗斯国家航天集团公司新闻处宣布，五年后将用无毒燃料的安加拉号火箭完全取代有毒燃料的质子号运载火箭。听起来是吹响了新时代的号角，然而实际上，与2018年的消息相比，“质子”火箭退役计划推迟了5年。

但是不管怎么说，服役了50多年的“质子”终归是要淡出江湖的。一种火箭能做到这样的成绩，它的研制者们是完全可以引以为傲的。但是，如果我们回顾历史，会发现“质子”火箭的诞生也并不是那么容易，总设计师切洛梅不但克服了无数的技术困难，而且经历了一段惊心动魄的“宫斗”，踏错一步就不会有什么“质子”火箭了。

▲ 弗拉基米尔-切洛梅

宫斗&吞并

回顾“质子”火箭的起步，有一段惊心动魄的历史。两位火箭巨头为了抓住对航天事业的主导权，不但要与美国宇航局以及冯·布劳恩赛跑，彼此之间还要进行漫长而残酷的“宫斗”，这两个人就是科罗廖夫和切洛梅。“质子”火箭是这场大戏落幕之后的唯一幸存者。

1958年，尼基塔·赫鲁晓夫正式成为苏联共产党中央委员会第一书记、苏联部长会议主席。在武器装备发展的问题上，赫鲁晓夫几乎毫不掩饰地偏爱导弹核武器，他为此砍掉了不计其数的常规武器，甚至把海军叫做“浮动的棺材”。空军装备也未能幸免，按照他的命令，空军只能改进现有的作战飞机，不准发起新型号的研制。

这时的科罗廖夫已经用R-7火箭发射了第一颗人造卫星“斯普特尼克”，正在全力投入第一艘载人飞船的研制工作，春风得意，似乎没有什么人能望其项背。然而在重大的历史机遇面前，总会有些人站出来挑战既成事实。

1955年，航空设计师出身的弗拉基米尔·切洛梅组建了OKB-52设计局。斯普特尼克卫星发射之后，切洛梅就在内部提出，要研发自己的航天器和火箭。1960年4月，切洛梅拿出了一系列火箭设计蓝图，起飞质量最小的有150吨，最大的达到1500吨。

OKB-276设计局总设计师尼古莱·库兹涅佐夫提出，可以为切洛梅的构想研制一种液氧煤油发动机，OKB-300设计局的谢尔盖·图曼斯基也作出了同样的表态。切洛梅最后决定，先研制一种叫做A-300的火箭，它采用10台OKB-276设计局的NK-9发动机作为第一级，能把10～12吨的有效载荷送入近地轨道。

就在切洛梅摩拳擦掌研制A-300火箭的时候，米亚西舍夫领导的OKB-23设计局正在研制航天飞机，但随着设计工作的推进，航天飞机的设计起飞质量越来越大，很快超过了R-7火箭的运载能力。总设计师弗拉基米尔·米亚西舍夫打算研制一种运载能力两倍于R-7的大型三级捆绑式火箭。然而，OKB-23是一个比较年轻的飞机设计局，人力物力和设计经验都比较薄弱。1960年初夏，米亚西舍夫找到了切洛梅，希望两家能合作研制一种大型运载火箭。至此，“质子”火箭的顶层团队都出场了。

作为重要单位的负责人，切洛梅有一项优势，是科罗廖夫也无法相提并论的，那就是和赫鲁晓夫的私人关系。切洛梅有渠道直接面见赫鲁晓夫，呈上他对于航天技术发展的意见。这种私交成了“质子”火箭成功的必要因素之一。1960年5月10日，切洛梅给赫鲁晓夫作了一场汇报。两天之后，赫鲁晓夫就做出决定，把切洛梅的想法升格为政府航天计划。

好不容易才搭建起苏联航天事业的框架，切洛梅居然就这样走上层路线闯了进来，这让科罗廖夫大为不满。他在5月30日致信国防工业委员会，抗议切洛梅打压OKB-1设计局和R-7火箭的企图。科罗廖夫还在信后附上了自己起草的苏联航天事业规划，希望能取代切洛梅的方案。在科罗廖夫的规划中，砍掉了切洛梅提出的几乎所有型号，只留下了A-600和航天飞机。

▲ 科罗廖夫的N-1、冯布劳恩的土星5号和切洛梅的UR700对比

▲ 科罗廖夫设计的LK-700登月飞船，可惜他本人没有等到发射就去世了

▲ 米亚西舍夫设计的重型轰炸机如今用来运输大型设备

然而以赫鲁晓夫为首的苏共中央还是更青睐切洛梅。6月4日，苏联部长会议副主席迪米特里·乌斯季诺夫召集会议，听取了切洛梅的报告。6月16日，负责国防工业的苏共中央委员舍宾给切洛梅回信，同意为他的航天规划拨款50亿卢布。其中包括研制一种起飞重量在600～700吨的运载火箭和25吨重的航天飞机。具体分工是：OKB-52设计局负责研制航天飞机，OKB-23设计局负责研制火箭一级和二级，著名的苏霍伊设计局也就是OKB-51负责研制火箭第三级。主要设计工作应当在1962年第三季度之前完成。 6月23日，苏联政府正式下发文件，批准切洛梅的航天规划，其中包括研制一种两级、600吨的火箭。还要求航空工业部拿出实施方案，确保在1961年年底之前完成火箭设计工作。

还有一部分是从拟声词转换而来的AA式重叠动词，如：嘚嘚、叭叭、叨叨、吵吵、哼哼、嘎嘎、记记、咧咧、曲曲、嗡嗡、囔囔等。从感情色彩来看，动词重叠AA式多数是表示贬义的。

为了保证火箭研制进度，切洛梅又采取了一项大动作—— 他吞并了米亚西舍夫的OKB-23设计局，把设计队伍和未完工的大型工厂全部收入囊中。OKB-23被改编为OKB-52下属的第一分局，由OKB-52的第一副总设计师维克多·布盖斯基出任分局长；帕瓦尔·伊万申被任命为火箭总设计师。切洛梅还调集了大批优秀人才充实第一分局，使之成为运载火箭和弹道导弹研制的主力单位，“质子”也是第一分局的杰作。

500吨的8K82

就在切洛梅大展身手之际，苏联高层已经认识到了，航天战线拉得有点长。苏联部长会议决定在1960年6月的航天发展战略基础上进行一定的收缩。1961年5月13日，苏联政府发布新的文件，缩减了航天开支，其中明确指出，A-600火箭的设计工作必须在1962年完成。

有鉴于此，切洛梅在1961年修改了A-600的设计，把它缩小成一种起飞质量500吨的两级火箭，内部编号8K82。为了争取苏联军方的支持，切洛梅给8K82设计了弹道导弹功能，把它部署在地下发射井，使之可以运送一颗超重型核弹！

8K82最初的设计方案中，打算捆绑4枚UR-200弹道导弹作为第一级（这种导弹也是OKB-52的在研型号），再加上一个第二级。不过利用缩比模型进行振动试验后，设计师们发现此路不通。于是，OKB-52的两位设计师提出了不同的技术路线。来自OKB-23设计局的维克多·布盖斯基认为，应当采用串联结构，火箭直径不超过苏联铁路允许的列车宽度，但这样一来，火箭就会非常细长。另一名设计师拉德车诺克则力推捆绑模式，火箭芯级携带氧化剂储箱，周围捆绑6个直径较小的推进剂储箱。仅通过对比论证，第二种方案更加合适。这也成为“质子”火箭的最终方案。不过有趣的是，1966年颁布的“质子”成果证书上，布盖斯基和拉德车诺克都名列其中。

起初，设计师们打算让8K82沿用UR-200的第一级发动机，不过要并联15～16台才能满足需求，系统比较复杂。于是，设计师们改用6台11D43发动机，单台推力可以达到150吨。其实这是为科罗廖夫的N1登月火箭设计的，切洛梅拿来就用了。

UR-200的一级发动机用在了8k82的第二级上，并且做了一定的改进。1961年4月，8K82的设计方案得到了批准。

1962年2月，切洛梅再次面见赫鲁晓夫，向他介绍了8K82的方案。但他用的是UR-500这个名称，意思是“500吨通用火箭”。按照切洛梅的说法，8K82不但能把12～13吨的航天器送入低轨道，还能把一颗30吨的核弹扔到美国人头上。不但如此，8K82还能用来发射轨道轰炸武器，就是把核弹发射到地球轨道上，绕着地球旋转，什么时候想发动核打击再降轨进入大气层。

切洛梅在作这番汇报的时候，不小心得罪了人。当时，乌斯季诺夫也在场，但切洛梅此前并没有把设计指标告诉他。乌斯季诺夫原本是切洛梅的支持者，但这下他不高兴了，当场就表现出了明显的不快。不过赫鲁晓夫却很高兴。4月29日，苏联政府发布命令，批准研制8K82，用来发射核弹头、轨道轰炸武器或者航天器。命令要求首次发射时间不晚于1963年第四季度。

1962年5月，8K82火箭总体设计基本完成，火箭芯级直径设定在4.1米，这样就可以通过铁路运输了。不过，如果有对面来车，还是可能发生碰撞。因此在火箭运往发射场的途中，苏联铁路部门要进行管制，确保线路上只有载着8K82的平板车在运行。

赫鲁晓夫下台，8K82上天

这还不算完，无论OKB-52还是OKB-23，下属的工厂原来都是造飞机的。要想改行造火箭，必须经过一番技术改造和设施重建。此外，切洛梅手下设计弹头、导航系统、发射井的部门也忙得不可开交。

就在这样的焦头烂额中，8K82的首发日期推迟到了1964年。不过这也是火箭研制的常态，时至今日，世界上也没有哪一种全新火箭可以按计划发射的。不过，推迟得太久了就很难交代，于是切洛梅决定，先用两级构型进行飞行试验。7月24日，8K82运抵位于哈萨克斯坦丘拉塔姆的发射场。不过此时发动机还没有到位，火箭上装的是同比例模型。在准备两级构型飞行的同时，切洛梅继续推动三级构型的设计试验。他在两级构型基础上加长了第二级，重新设计了级间段。第三级是在第二级基础上做了缩小，只装了一台发动机。三级构型可以把22吨载荷送入低轨道。

▲ 切洛梅和手下的设计师们在钻石军事空间站舱内

9月，赫鲁晓夫亲自来到发射场，视察了这个苏联有史以来最大的航天器以及为它建造的地下发射井。赫鲁晓夫为地下设施的规模所震撼，说了一句极具哲学色彩的话：“我们这是在建造啥？共产主义还是发射井？”此刻的赫鲁晓夫还不知道，他的同僚们已经暗地里联合起来要把他搞下台。一个月之后的10月12日，赫鲁晓夫被勃列日涅夫等人赶下宝座，也结束了一段历史。

赫鲁晓夫的是非功过自有后人评说，但这个变故对切洛梅来说无异于五雷轰顶。首先是他的UR-200导弹计划被砍掉了，苏联军方选择了R-36导弹，因为它的设计单位在勃列日涅夫的家乡，乌克兰的第聂伯罗彼得罗夫斯克。如果切洛梅再不做点什么，UR-500就要步UR-200的后尘。

就在赫鲁晓夫被赶下台的第二天，切洛梅把一枚用于燃料加注试验的8K82送到了发射场。12月，火箭终于竖立到了发射台上。按照惯例，为了确保安全，要向火箭中加注清水而不是真的燃料。不过12月的哈萨克斯坦草原滴水成冰，为了保证试验正常进行，切洛梅拿出了俄罗斯人的看家本领——他向火箭中加注的是40%酒精溶液，和伏特加的度数一模一样。为了运送这么多伏特加，动用了整整15辆铁路罐车。历史记录当中并没有给出，这好几百吨伏特加后来都去哪了。想来，嗜酒如命的苏联人宁可冒着危险把它们抽出来灌进喉咙，也不会倒进下水道的。

1965年3月，8K82的第一枚飞行箭终于建造完成。又经过了4个月的日夜赶工，7月16日，8K82成功发射，把“质子一号”卫星送入轨道。人们因袭斯普特尼克卫星的惯例，把火箭也称为质子，苏联航天史上最成功的火箭正式登上了舞台。

贵人克尔德什

然而科罗廖夫还是不打算放过切洛梅。如果干掉了8K82，那么苏联政府就会集中有限的资金来支持他的N-1火箭了。科罗廖夫写了一封信打算送往苏联高层。切洛梅不知道通过什么渠道听说了这个消息，立刻派遣第一设计所所长沃罗金去面见苏联国防工业委员会负责人。沃罗金看到了这封信的内容，科罗廖夫不但要求立刻砍掉UR-500，而且没有打算把UR-500已经建成的设施和设备用在N-1火箭上。更让沃罗金肝胆俱裂的是，已经有好几名高官在这封信上签字同意，其中包括苏联部长会议副主席利昂尼德斯·米尔诺夫、苏共中央委员会秘书长迪米特里·乌斯季诺夫（还记得切洛梅跳过他直接向赫鲁晓夫汇报的事儿吗？），以及国防工业委员会新任主席谢尔盖·阿法纳西耶夫。

▲ 切洛梅设计的钻石军事空间站，但只完成了一部分

▲ 切洛梅的“贵人”，苏联科学院院长姆斯季斯拉夫·弗谢沃洛多维奇·克尔德什

看上去切洛梅和8K82这下死定了。然而这位航天野心家再次得到贵人相助，那就是苏联科学院院长克尔德什。克尔德什认为，8K82用作弹道导弹实在太荒唐了，不过作为航天发射载具是有很高价值的。8月，克尔德什组织了一个委员会来研究8K82的前途。调查研究的结果支持了克尔德什的观点。委员会还建议，用8K82火箭来发射科罗廖夫研制的LK系列环月飞行器，用国家意志来强迫这一对冤家开展合作。

▲ 1967年，质子火箭首次发射科罗廖夫设计局的 LK-1飞船，此时的飞船总师已经换成了米辛

科罗廖夫和切洛梅都是航天史上少见的天才，如果他们俩真的通力合作，没准会抢在美国人前面实现登月。但上苍没有给人类提供这样的机会，1966年1月14日，科罗廖夫因病去世，接替他的米辛既没有把飞船搞好，也没有把N-1火箭搞好。如果我们查看“质子K”火箭的发射记录，会发现一件让人无语的事情：两级版的8K82连续四次发射都取得成功。当增加第三级、用来发射科罗廖夫设计的7K飞船时，第一次发射取得成功，此后连续失败了4次，其中3次是火箭失败，一次是飞船本身失败。此后用“质子K”发射的月球任务和火星任务败多胜少，有时候是火箭失败，有时候是飞船或者探测器失败。直到1970年，“质子K”火箭才稳定下来。这时候的苏联已经输掉了登月竞赛，再也不打算送航天员去月球了。

切洛梅的“质子K”火箭不但在残酷的竞争中活了下来，还成为苏联礼炮系列空间站、和平号空间站乃至国际空间站建设的主力发射工具，冷战结束之后，更是成为俄罗斯承揽国际商业发射的头号主力火箭。2012年，俄罗斯甚至在它基础上改进出了质子-M，采用更新的工艺和数字化技术，运载能力和可靠性上了一个新台阶。而此时距离切洛梅提出A-600，已经过去了50年。