杜骏豪
在世界航天史上,有这样一款堪称“传奇”的火箭,它从洲际弹道导弹发展而来,如今依然肩负着向国际空间站运输人员与货物的重任。这一款火箭已经发射了近2000次——这是一个让人震惊的数字,远远超过第二名的400多次,没有其他任何一款火箭可以与之匹敌。它就是大名鼎鼎的苏联(俄罗斯)R-7 系列火箭。
R-7系列火箭造型优美,是一款携带四枚助推器的运载火箭。它的芯级和四枚助推器均以煤油作为燃料,以液氧作为氧化剂。火箭点火后,液氧与煤油燃烧喷射出橙色的火焰,推举着火箭飞向天际。R-7系列火箭最具辨识度的地方便是那四枚锥形助推器,它们好似四枚挺拔的笋尖拱卫着细长的芯级。在四枚助推器燃料耗尽后,它们将以迅捷、优雅的姿态脱离,在空中形成一个标准的“十”字,这就是为世人津津乐道的“科罗廖夫十字”,其命名是为纪念火箭的总设计师、苏联航天泰斗谢尔盖·帕夫洛维奇·科罗廖夫。
R-7系列火箭的发动机也充满了“力量感”。从底部看去,芯级与助推器上密密麻麻地排布着20台喷口较大的RD-107型发动机与12台喷口较小的RD-108型发动机。推力更大的RD-107型发动机又称为主机,负责为火箭提供主要的飞行动力;可以灵活摆动的RD-108型发动机又称为游机,负责调整火箭的飞行方向与姿态。
R-7系列火箭在诞生之初其实是一款导弹,它是20世纪美苏军事争霸的产物。1957年5月15日,第一枚R-7导弹在苏联拜科努尔航天发射场发射升空,但发射后第88秒助推器意外分离,发射失败。两个月后,第二枚R-7导弹在升空32秒后也发生了电气系统故障。1957年8月21日,第三枚R-7导弹终于发射成功,成为世界上首枚洲际弹道导弹。它具有8500千米的超远射程,能直接覆盖美国全境,还可以携带3吨重的核弹头。
R-7导弹在短时间内就被改装成了一款可以发射卫星的火箭。1957年10月4日,由R-7導弹改装的火箭将人造卫星1号从拜科努尔航天发射场送入近地轨道。这颗卫星绕地球飞行了三圈,在此期间不断向地面发射无线电脉冲。这一举动打了美国一个措手不及——作为人类历史上第一颗人造地球卫星,它的发射直接引发了美苏之间的太空竞赛,为一个政治、科技、军事技术对抗的新时代拉开了帷幕。
1959年2月,R-7导弹正式在苏联北部的一个战略导弹部队部署,紧接着,改进型的R-7A导弹也部署到了前线。随着发射次数的增加,初代R-7和R-7A的性能缺点逐渐暴露:这种导弹需要花费20小时来加注燃料,而且加注满液氧后只有一天保质期。此外,它巨大的身躯在战时过于显眼,非常容易被敌人发现。种种局限性使苏联逐渐放弃了R-7系列导弹。
R-7作为导弹的使命于1968年戛然而止,但却在航天发射领域找到了自己真正的归宿——苏联的工程师以R-7导弹为蓝本,不断地进行改进与优化,前前后后累计研发了十余种不同型号的火箭,R-7系列火箭一举成为世界上服役时间最长、发射次数最多、执行任务最复杂的火箭家族。
20世纪60年代,美苏冷战进入白热化。两国竞争最激烈时,每隔三四天就会有一枚R-7系列火箭发射升空,这一频率哪怕放到今天也令人咋舌。1961年4月12日,尤里·加加林乘坐东方1号载人飞船飞上天际,成为第一位进入太空的人,名垂青史。将飞船送入太空的就是R-7火箭。与此同时,由R-7火箭发展而来的闪电号运载火箭投入应用,苏联开始用这款新型火箭发射月球、火星、金星等太阳系探测器。
1966年,由R-7火箭发展而来的第一枚联盟号运载火箭发射成功,开启了R-7系列运载火箭的新纪元。此后,联盟号发展出联盟-L、联盟-M、联盟-U、联盟-U2、联盟-FG等一系列运载火箭,一代更比一代强。如今联盟-2.1a、联盟-2.1b、联盟-2.1v三款新型运载火箭依旧在役,承担着俄罗斯的主要航天发射任务,同时源源不断地向国际空间站运送人员、物资。
R-7系列火箭在20世纪的大国军事对抗中诞生,在密集的发射任务中得到历练,经过工程师不断的改进最终得以蜕变。在一款款新型火箭百花齐放的今天,联盟-2系列火箭依旧展现出无与伦比的生命力,以成功率高、安全性好、成本低廉、技术娴熟的优势立于不败之地。