宏亮瞻局｜N-1火箭首射50周年：蘇聯(lián)如何輸?shù)舻窃赂傎悽?/h1>

澎湃新聞特約撰稿 王宏亮

2019-04-13 18:04

來源：澎湃新聞

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【編者按】

3月26日，美國宇航局宣布將載人登月的時間從2028年前推至2024年，俄羅斯也計劃在2031年進行載人登月，印度的“月船”號則準備在今年5月登陸月球，而中國的“嫦娥四號”已成功軟著陸月球背面，月球開始越來越熱鬧。

其實，50年前月球也很熱鬧，冷戰(zhàn)背景下，美蘇兩國都卯足全力爭奪太空，登月競賽則是兩國航天競賽的一個縮影。今年是N-1火箭首射50周年，這枚承載著蘇聯(lián)登月夢想，最后又導致夢碎的巨型火箭，有太多的故事。

N-1火箭研制中所面臨的最大問題無疑是發(fā)動機。

謹以此文紀念曾經(jīng)為登月夢想而奮斗的蘇聯(lián)航天大師們，夢想之偉大無關成敗!

對于經(jīng)歷過30年前的大多數(shù)俄羅斯人來說，1989年的冬天充滿了困惑與未知：“敵人”突然消失了，在各種官方及非官方口徑中，美國和西方竟破天荒的以“合作伙伴”形象出現(xiàn)。在莫斯科和列寧格勒的街頭、地鐵站，以及政府各部委，前來洽談合作、交流、淘金，甚或兜售西方幸福夢想的外國人越來越多。然而，老百姓的日子似乎卻并沒有變得更幸福，買面包時該排隊還得排隊。

這年11月，莫斯科已雪花紛飛，著名的莫斯科航空學院也迎來了6位麻省理工學院教授，他們被熱情的主人帶到了一間陳列室。6位美國科學家來之前已經(jīng)知道他們將看到什么——蘇聯(lián)人的登月飛船——這在1989年之前是無法想象的。主人透露，他們原打算在1968年登月，趕在“阿波羅”11號登月飛行之前。

當然，美國客人對蘇聯(lián)曾計劃登月的消息并不會感到吃驚。早在1968年，也就是阿姆斯特朗登上月球的前一年。太空中的間諜衛(wèi)星就已經(jīng)泄露了蘇聯(lián)的登月企圖。1968年9月，一顆“鎖眼”照相偵察衛(wèi)星拍攝到拜科努爾航天發(fā)射場的照片，從中可以清晰看到發(fā)射場上有兩個專門發(fā)射巨型火箭的發(fā)射臺，及兩個發(fā)射臺之間的火箭總裝測試大樓，發(fā)射臺與測試大樓之間有軌道相連。經(jīng)驗老到的中央情報局人員隨即判斷：蘇聯(lián)正在為一種用于載人登月的巨型火箭做試射準備。1969年8月，衛(wèi)星又拍攝到拜科努爾發(fā)射場全景，新的照片讓美國軍方大吃一驚：原先兩個完好的巨型發(fā)射臺已滿目瘡痍。顯然，蘇聯(lián)登月火箭試驗失敗，火箭尚未離開發(fā)射臺就爆炸了。

后來美國人知道，這枚承載著蘇聯(lián)登月夢想，最后又導致夢碎的巨型火箭的型號為N-1。

在廠房內(nèi)進行組裝的N-1火箭。

回擊“阿波羅”

在1969年的那次毀滅性爆炸發(fā)生前，蘇聯(lián)航天部門已經(jīng)為這枚承載“共產(chǎn)主義登月夢想”的巨型火箭忙碌了整整10年。所有人都知道，莫斯科能否在與美國同行的第二階段太空競賽中再次取勝，火箭就是勝負手。

1959年，N-1火箭的研發(fā)在謝爾蓋·科羅廖夫帶領下展開。原方案是在火箭上面級使用一臺核發(fā)動機，使之能夠發(fā)射50噸載荷，用于軍用空間站和火星飛船的發(fā)射。當時的計劃還比較模糊，僅僅停留在紙面階段。同年12月，在一場匯集了所有航天科研機構首席設計師的會議上，大家均提出了最新的火箭設計方案?？屏_廖夫的方案當然是以N-1為代表的N系列；弗拉基米爾·切洛梅伊——科羅廖夫的“死對頭”，則提出了他的“通用火箭”設計，使用一個通用的下面級搭配不同模塊來滿足多種載荷需要。然而在這次會議的最后，高層的結論卻是沒有研制科羅廖夫所要求的超大型運載工具的必要。

不過情況在1961年有了轉機，3月在一次拜科努爾舉行的會議期間，諸位設計師一起探討了N-1方案，會議成果是積極的。3個月后，科羅廖夫已經(jīng)得到了用于N-1研發(fā)的小額經(jīng)費。5月，一份名為《重新考慮用于防御目的的航天運載器計劃》中明確指出要在1965年試射N-1火箭。

也就在當月，美國總統(tǒng)肯尼迪宣布將在10年內(nèi)把人類送上月球，作為登月計劃核心的“土星”5號重型火箭已經(jīng)進入關鍵工程研究階段?？屏_廖夫對此反應迅速。他很快提出了一種太空組合式登月計劃。這個計劃需要發(fā)射數(shù)次來完成登月系統(tǒng)的搭建，一個是“聯(lián)盟”號飛船，一個是登月艙，還有用于地月間推進的發(fā)動機和燃料輔助設備。

以現(xiàn)在的眼光來看，此方案創(chuàng)意十足。它明顯降低了對運載火箭的性能要求，但這是以快速完成組件發(fā)射為代價的。因為必須在各組件燃料耗盡前進行太空對接組裝。然而，當時的蘇聯(lián)既未進行過空間交會對接（蘇聯(lián)首次空間交會對接是1967年），也從來沒有在如此短的時間內(nèi)進行過如此密集的航天發(fā)射。

科羅廖夫本人對這一方案過于超前也心知肚明，因此他很快又拿出了第二套相對保守的方案，新計劃與美國的“阿波羅”計劃不謀而合，這就意味著蘇聯(lián)必須盡快研制出一款可與“土星”-5號相媲美的超級火箭。而科羅廖夫手中當時就有一個現(xiàn)成方案——N-1。

受當時技術條件限制，N-1火箭一直沒有解決如此眾多發(fā)動機并聯(lián)產(chǎn)生共振偶合等問題。

三個人的登月戰(zhàn)爭

N-1火箭研制中所面臨的最大問題無疑是發(fā)動機?；鸺齽恿Υ髱熗哌B京·格魯什科本來為科羅廖夫提供了新型的RD-270發(fā)動機。這種發(fā)動機技術可靠，性能穩(wěn)定，推力高達672噸。然而其使用的四氧化二氮和偏二甲肼產(chǎn)生的比沖低于煤油液氧組合。科羅廖夫認為高性能火箭必須用高性能燃料，而且他也對RD-270的燃料安全性提出了質(zhì)疑。

分歧最終導致科羅廖夫與格魯什科這對大清洗時代就結下梁子的老冤家徹底鬧僵了（關于這兩位航天大師之間積怨的原因一直以來眾說紛紜，本文在此不做更多揣測）。1962年，設計委員會打破僵局并表示支持科羅廖夫的方案，格魯什科選擇退出，后來的一切證明，這很可能是蘇聯(lián)登月災難的最致命原因。

失去格魯什科支持的科羅廖夫不得不另尋出路，他找到了長期研制航空發(fā)動機的尼古萊· 庫茲涅佐夫（圖-22M和圖-160轟炸機均采用其研制的發(fā)動機）。后者為科羅廖夫提供的是NK-15發(fā)動機。這款發(fā)動機的性能也非常不錯，但其最大問題是單臺推力只有154噸，為了達到總推力要求，有人提出在下面級周圍使用數(shù)十臺NK-15，形成發(fā)動機群。這種環(huán)狀結構中間留空，讓空氣通過，使空氣和廢氣混合進一步增加推力。這就是N-1第一級環(huán)形發(fā)動機群的最初雛形。

就在科羅廖夫為N-1火箭的動力發(fā)愁時，同樣卯足了勁的切洛梅伊也沒打算拱手放棄。他提出了一系列繞月飛行計劃，并認為在此基礎上的載人登月方案完全可以擊敗美國。同樣為火箭推力不夠而煩惱的切洛梅伊本來也提出了類似N-1的多臺UR-200發(fā)動機群方案，然而在格魯什科把RD-270交給切洛梅伊后，后者果斷修改了方案。因為使用這種發(fā)動機可以設計出結構更簡單的火箭，這個方案就是后來極為成功的UR-500“質(zhì)子”。

當時的蘇軍尤其是戰(zhàn)略導彈部隊，其實并不支持登月這種對軍事無益，但又耗費巨大的政治面子工程。不過科羅廖夫與切洛梅伊卻極力促成登月計劃，蘇聯(lián)政府就是在這種并不和諧的氛圍中與美國展開登月競賽的。更加混亂的是，由于兩家設計局在政府高層均有支持自己的說客，為了平衡關系，蘇聯(lián)竟做出了切洛梅伊主攻繞月，科羅廖夫負責載人登月的并行發(fā)展計劃。表面看來，這樣的安排可以節(jié)省研制時間，實際上卻是一招敗筆。

繞月飛行與載人登月本來應作為統(tǒng)一的探月計劃來考慮，繞月的最終目的是登月，登月前應先進行充分的無人與載人繞月試驗，“阿波羅”計劃正是按照這樣的程序穩(wěn)步實現(xiàn)的。切洛梅伊和科羅廖夫的“齊頭并進”不僅分散了資源，而且兩家設計局互相缺乏技術與理念溝通，最后分別做出來的探月系統(tǒng)也不兼容。

在N-1火箭研制的同時，科羅廖夫很快設計出了L3登月飛船。該飛船包含了經(jīng)過改進的“聯(lián)盟”7K-L3飛船和新的LK登月艙；切洛梅伊的成果則是L1“探測器”繞月無人飛船，還抱有幻想的他也為自己的繞月飛船研制了一款載人著陸器。1964年8月，科羅廖夫的方案被選定，切洛梅伊只能繼續(xù)他的“質(zhì)子”-L1繞月飛船系統(tǒng)的研發(fā)。

然而，就在美蘇登月競賽進入到最關鍵的時刻，1966年，科羅廖夫意外死于一次外科手術并發(fā)癥。他的工作由20年來一直跟隨他的助手瓦西里·米申接管，蘇聯(lián)登月計劃正是在米申手里走向最終的災難。（未完待續(xù)）

（“宏亮瞻局”系上海交通大學國家戰(zhàn)略研究中心特約副研究員王宏亮為澎湃防務開設的個人專欄，力求在兼顧分析的深度和厚度的同時，在前瞻性、敏銳度上更上一層樓）

責任編輯：謝瑞強

校對：欒夢

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