N-1火箭首射50周年:苏联如何输掉登月竞赛

  • 时间:
  • 浏览:28

  科罗廖夫的悲剧

  1959年9月12日,距今60年整,苏联“月球”2号探测器发射升空,在月球表面硬着陆后成为到达月球的第一位人造“使者”。次年10月10日,苏联人又向火星发射了自己的第一颗行星探测器。这时的科罗廖夫已经疾病缠身,医生要求他长期休养,但他似乎感觉到了自己剩余生命的宝贵,他决定与死神赛跑,在离开这个世界前将人类向宇宙中送的更远一点。

  1960年12月3日,科罗廖夫第一次心脏病突发住进医院。养病期间,又发现他的肾脏有问题,这是早年的苦役犯生涯带给他的。1965年12月,医生诊断他的大肠长了息肉。次年1月4日,他来到航天员训练中心,和航天员们聊天,所有人都知道科罗廖夫每当与航天员聊天时是最开心的,然而那天的谈话却有些不同寻常,科罗廖夫在6个小时的闲谈中唯独没提航天飞行。第二天,他即住进医院准备手术切除息肉。1月14日,他被推上了手术台,苏联卫生部长亲自主刀。

  但科罗廖夫没能活着出手术室。

  他因心力衰竭死在手术台上。格鲁什科后来说这只是个痔疮手术而已,是不负责任的医生害死了科罗廖夫。官方随即展开调查,结论是科罗廖夫肠道内不是息肉而是恶性肿瘤,外科医生们不得不修改手术方案,科罗廖夫的心脏承受不了这么大的手术,最终没能挺过来。

  科罗廖夫传奇的一生伴随着对当时人类来说神话般的成就,以及死后巨大的声誉。然而其将人类送入宇宙的使命感与希腊悲剧般的个人命运始终相纠葛。6年的苦囚生涯不仅让他从事业的第一个高峰瞬间跌落,同时也毁了他的身体。即便后来手握苏联航天发展重权,在群星灿烂的苏联航天科学家中独占鳌头,但由于苏联高度的保密体制,谢尔盖·科罗廖夫的名字其实是在他死后才被全世界所敬仰。

  “斯普特尼克”1号引起全球轰动后,赫鲁晓夫对科罗廖夫说:“我们本来不信你能用你的卫星超过美国人,但你真做成了。”在苏联当年关于发射卫星的著作中,他的名字从没被提起。苏联科学院官员列昂尼德·谢多夫长期被西方错当成“斯普特尼克”之父,科罗廖夫长期以来只能公开发表他的非敏感课题研究成果,而且还只能署笔名“K·谢尔盖耶夫教授”。洞悉内情的诺贝尔奖委员会对科罗廖夫的提名也被赫鲁晓夫拒绝,理由是“成绩归功于全体苏联人民。”在切洛梅伊设计局任职的小赫鲁晓夫后来曾回忆说,他的父亲认为如果单独让科罗廖夫获奖,会引起其他火箭设计者的嫉妒和愤怒。

  

  发射中的N-1火箭。

  小赫鲁晓夫所说的 “其他火箭设计者”是谁?作为其名义领导的切洛梅伊恐怕难免位列其中。必须承认,切洛梅伊是一位全能型的天才,这不仅体现在其既能够承担探月与海洋监视卫星这样的航天项目,又能领导设计局几乎承包了苏联海军几乎所有型号重型远程反舰导弹的“空天一体”把控能力,也体现在他对政治局势的敏感和与高层政治人物的关系处理上。切洛梅伊与马林科夫和赫鲁晓夫两代领导人都保持了良好的私人友谊,力邀小赫鲁晓夫进入设计局挂名总工程师就是其政治智慧的充分体现。

  而科罗廖夫的悲剧则最终成为苏联航天事业巨大,且无法弥补的损失。他的继任者米申才华横溢,却缺乏科罗廖夫丰富的经历及熟练的政治技巧(毕竟是从大清洗中走出来的人)。科罗廖夫经常亲临生产第一线,能够依靠敏锐的直觉发现问题,并将隐患解决在萌芽之中。他的多项目管理才能、系统创新与集成能力,果敢、坚决,甚至赌博般的冒险精神让同僚们无比敬重。这些个人魅力在米申身上少有体现。

  超级火箭

  瓦西里·米申——科罗廖夫的忠实助手,现在由他接管了苏联探月计划。不幸的是,米申的开局就很糟糕,就在科罗廖夫死后第二年4月,为载人登月做准备的“联盟”1号载人飞船失事,这严重打击了米申的雄心。为了赶在美国之前将人类送上月球,同时避免受制于切洛梅伊负责的绕月工程。米申决定跨过载人飞船绕月飞行阶段,直接进行登月飞行试验,N-1火箭就是在这样的仓促甚至盲目的项目管控中被推上拜科努尔发射台的。

  

  美国侦察卫星拍摄的N-1火箭。

  按照科罗廖夫生前最后被认可的登月方案。N-1火箭将搭载一个类似于美国“阿波罗”的“联盟”改进型飞船,乘坐两名航天员。火箭依靠前3级推力将飞船送入低地轨道。再靠后两级将飞船加速到ll千米/秒,使飞船脱离地球轨道飞向月球。飞船接近月球时,制动发动机启动,使飞船减速并进入月球轨道。然后一名航天员从轨道舱转移到登月舱,登月舱与轨道舱分离并向月球降落、着陆。登月舱的着陆装置是一个有4条支撑腿的缓冲支架。

  苏联航天员首次登月后,拟在月表停留4个小时。任务完成后,登月舱靠自身发动机离开月球,4条支撑腿被弃留在月表。登月舱进入月球轨道,与轨道舱对接,航天员重返轨道舱。此后两舱分离。两名航天员一起返回地球。整个登月飞行大约持续6至8天,其过程与技术与“阿波罗”计划大同小异。

  对于1969年的苏联航天来说,该计划无论是轨道交会对接、宇宙飞船,还是航天员舱外活动等均已不是问题。唯一的挑战就是那枚能够将近百吨负载送入低地轨道的超级火箭N-1。N-1火箭高度达到105米,当时在高度、质量和有效负载上仅次于世界第一的“土星”5号。搭载L3型登月飞船的N-1火箭采用罕见的五级推进。在加满燃料的情况下,整套火箭-飞船系统重达2788吨。火箭的下面三级呈截锥体,最下部直径约10米,这是受箭体内燃料箱形状的限制:一个较小的球形煤油箱在上部,较大的液氧箱在下部。火箭的第一级(A段)由30台NK-15发动机驱动,发动机排成两个同心环,外环24台,内环6台。A段还装有四个栅格翼,这种平衡装置后来用在了苏联的空空导弹设计上。A段总共将产生4620吨推力,远远超出“土星”5号的3469吨。火箭的第二级(B段)由8台NK-15V发动机驱动,也排列成环形,单台推力增加到179吨;第三级(V)段有4台发动机,单台推力仅有41吨,采用矩形排列;第四级(G段)只有一台发动机,推力大约45吨;第五级(D段)则可以看作是飞船推进系统的一部分。

  在N-1的研制过程中,库兹涅佐夫又不断推出了各种发动机改进方案。如将第一级的NK-15改为NK-33,将第二级改为NK-43,后面三级采用NK-31,改进后的N-1被称为N-1F。然而直至登月计划结束,这种改进型都没有试射过。比起“土星”5号,N-1虽然推力更大,但它只能将95吨的负载送入地球轨道,而“土星”5号可以运送130吨负载。这是由于N-1全箭都以煤油做燃料,美国对氢氧燃料的研究起步较早,使得“土星”5号获得了较高的推进效率。

  

  NK-15发动机,单台最大推力超过150吨。

  1967年,N-1火箭设计工作全部结束,此时拜科努尔发射场的改建工程也基本完成,发动机研制结束,登月舱、轨道舱、登月航天服一切顺利,似乎万事具备——N-1火箭正式开始制造,一枚令人激动的超级火箭即将升空。也就在这一年,美国的“土星”5号完成首次试射,米申与他的团队必须加快进度。(未完待续)