文/ 張宇寧 李浩悅

坎坷的2017年

據(jù)俄羅斯國家航天公司發(fā)布的2017年度總結(jié)，總體來說，俄2017年的故障發(fā)射率為4.8%，與2016年相比，下降0.2%；與2015年相比，下降2.1%?？梢钥闯?，相比2011年～2015年的質(zhì)量低谷，俄航天發(fā)射成功率有一定提高，但相比美國2017年0失敗的完美發(fā)射記錄，仍存在較大差距。4月返回地球的“聯(lián)盟-MS04”飛船在返回中出現(xiàn)失壓故障，盡管并未造成人員傷亡，但不禁讓人聯(lián)想起“聯(lián)盟11號”在返回過程中災難性失壓造成3名航天員遇難的悲劇。隨后是2017年7月14日由“聯(lián)盟-2.1A/弗雷蓋特”火箭發(fā)射的73顆衛(wèi)星中，至少10個載荷在發(fā)射后失聯(lián)或進入錯誤軌道，其中包括原計劃將在低軌展開并反射太陽光的“信標”立方星。10月12日，進步-MS07貨運飛船在發(fā)射倒計時階段突然中止，經(jīng)檢查后于14日成功發(fā)射，但由于發(fā)射推遲，錯過了預定的測試“兩軌快速對接”的發(fā)射窗口。11月28日，“聯(lián)盟-2.1b/弗雷蓋特”于東方發(fā)射場的首次發(fā)射因上面級原因不幸失敗，全部載荷于北大西洋上空再入燒毀，造成了巨大經(jīng)濟損失。時間進入12月，本年度的收官發(fā)射——俄整星出口的“安哥拉星”-1同步軌道通信衛(wèi)星由“天頂”運載火箭搭載“弗雷蓋特”上面級于12月27日送入軌道，當衛(wèi)星成功與火箭分離，并在地面指令下開始展開太陽能電池板后，突然與地面失去聯(lián)系，值得慶幸的是，在失去聯(lián)系一天后，俄方恢復了與衛(wèi)星的聯(lián)系，為本年度世界航天發(fā)射畫上了一個不算圓滿的句號。

故障和事故原因分析

1.“聯(lián)盟-MS04”飛船失壓故障

該故障于2017年4月該飛船從國際空間站返回時發(fā)生，并未被立即公布，而是在10月美國宇航局召開的一次會議上被公開，隨后俄方承認了故障的存在。據(jù)俄航天國家公司稱，故障原因為在返回過程中返回艙降落傘開傘時的沖擊造成一條焊縫開裂，導致返回艙部分失壓，由于破損很小，且開傘時已進入稠密大氣層，外界氣壓較高，故失壓并未造成損失。俄方稱，該事故是偶發(fā)性的，且在發(fā)生后俄就進行了針對性改進，在未來的飛行中不會再次出現(xiàn)。作為載人飛船，任何事故都值得引起高度重視，蘇聯(lián)/俄羅斯的載人飛船總體安全性較好，自1961年至今僅出現(xiàn)兩次致命事故，造成4名航天員遇難。但近年來，又出現(xiàn)了連續(xù)兩次再入出現(xiàn)嚴重姿態(tài)錯誤并造成航天員受傷的重大故障。應該說，“聯(lián)盟”號系列飛船作為一型自1967年開始首次發(fā)射，至今已服役50年的成熟型號，其技術(shù)狀態(tài)已相對穩(wěn)定，出現(xiàn)故障和事故的原因更多是出現(xiàn)在生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)，也表明近年來俄羅斯在質(zhì)量控制方面存在一定的問題。

2. “聯(lián)盟-2.1A/弗雷蓋特”火箭載荷在發(fā)射后失聯(lián)或進入錯誤軌道

2017年7月14日，俄羅斯使用“聯(lián)盟-2.1A/弗雷蓋特”火箭從拜科努爾發(fā)射場發(fā)射包括主載荷“老人星”-V-IK在內(nèi)的73顆衛(wèi)星，其中主載荷和大部分次級載荷工作正常，但4個俄羅斯次級載荷在發(fā)射后失聯(lián)，而Spire Global公司的Lemur-2和Planet公司的一顆Flock 2k衛(wèi)星進入了錯誤軌道。隨后又得到消息，原計劃被送入600公里軌道面的9顆立方星中有8顆失聯(lián)。此外，俄通過眾籌制造的“Mayak”（信標）立方星，原計劃在軌展開大型反射面，成為夜空中除月球外最亮的物體，但入軌后并未被觀測到。由于該衛(wèi)星并未配備通信設備，因此其故障原因?qū)⒊蔀闊o法解開的謎團。

本次故障具體原因尚未公布，但鑒于大多數(shù)載荷均順利入軌，目前俄專家認為火箭和上面級工作正常，是失效衛(wèi)星自身的原因造成其失聯(lián)。

3. “進步”-MS07貨運飛船在發(fā)射倒計時階段突然中止

2017年10月12日，計劃于拜科努爾發(fā)射場使用“聯(lián)盟”-2.1a運載火箭發(fā)射，為國際空間站提供補給的“進步”-MS07貨運飛船在發(fā)射倒計時階段突然中止，在中止時已進入發(fā)射倒計時最后階段，因此發(fā)射場派出了大量消防車以避免發(fā)生重大事故。隨后的消息表明，火箭本身并無重大技術(shù)故障，經(jīng)檢查后，該飛船于10月14日成功發(fā)射并隨后與國際空間站對接。然而，該飛船原計劃測試能在發(fā)射后僅3小時就能與國際空間站對接的“兩圈快速對接”軌道，由于發(fā)射中止，錯過窗口，不得不采用耗時2天的傳統(tǒng)對接軌道。目前俄飛船與國際空間站對接主要采用耗時6小時的“四圈快速對接”軌道，減少對接耗時可以大幅度降低航天員的體力和飛船物資消耗，對載人飛船有著重要意義。俄原計劃在使用“進步”貨運飛船測試后，在12月發(fā)射的“聯(lián)盟”-MS07飛船上測試性應用這一技術(shù)，但由于本次測試并未進行，出于安全考慮，“聯(lián)盟”-MS07飛船最終還是使用了耗時更長的“四圈快速對接”軌道。

4.2017年11月28日，俄羅斯聯(lián)盟2-1b/“弗雷蓋特”M型運載火箭在東方航天發(fā)射場發(fā)射俄流星M2-1極軌氣象衛(wèi)星時失敗?；鸺厦婕壖捌渌d帶的19顆衛(wèi)星因主發(fā)動機點火工作指向有誤而掉入了大西洋。

5.“安哥拉星”-1入軌后短時間失聯(lián)

▲天頂號火箭起飛

俄整星出口的“安哥拉星”-1同步軌道通信衛(wèi)星由“天頂”運載火箭搭載“弗雷蓋特”上面級于12月27日送入軌道，該星也是安哥拉的首顆衛(wèi)星，包括建造、發(fā)射和運營在內(nèi)的整個合同價值3.27億美元。該衛(wèi)星由能源公司建造，重1550千克，攜帶16個C波段和6個Ku波段轉(zhuǎn)發(fā)器，定點于東經(jīng)14.5°，設計壽命15年。當衛(wèi)星成功與火箭分離，并在地面指令下開始展開太陽能電池板后，突然與地面失去聯(lián)系。由于全部遙測信號丟失，俄不得不通過光學手段對衛(wèi)星進行觀測，判斷衛(wèi)星太陽能電池板已成功展開，且衛(wèi)星姿態(tài)穩(wěn)定，并未失控。在漫長的等待后，地面終于在28日晚成功與衛(wèi)星恢復聯(lián)系。據(jù)俄專家判斷，可能是發(fā)射前衛(wèi)星蓄電池電量未充滿或發(fā)射后衛(wèi)星供電系統(tǒng)出現(xiàn)短路，導致衛(wèi)星在入軌后電力耗盡，通信設備停止工作與地面失聯(lián)。值得慶幸的是，此時衛(wèi)星已經(jīng)接收到了展開太陽能電池板的命令，在太陽能電池板為蓄電池成功充電后，衛(wèi)星恢復正常工作。該故障戲劇性地得以解決，成功地挽回了數(shù)億美元的損失，也為2017年航天發(fā)射畫上了句號。

▲ 安哥拉星在軌飛行示意圖

俄羅斯航天發(fā)射事故頻發(fā)的背后

1.質(zhì)量監(jiān)管不善，低級錯誤頻發(fā)

俄羅斯近年來航天投入上盡管有所增加，組織管理上也有所改善，但生產(chǎn)質(zhì)量不穩(wěn)定、質(zhì)量監(jiān)管不善仍然困擾著俄羅斯航天業(yè)。例如，2010年，質(zhì)子-M火箭因使用了有錯誤的操作文件，火箭上面級推進劑加注過量1.5噸，導致發(fā)射失??；2011年8月，“聯(lián)盟”-U火箭因使用未經(jīng)充分測試的、帶有缺陷的部件，導致第三級發(fā)動機燃氣發(fā)生器管道堵塞，造成進步M-12M貨運飛船發(fā)射失敗；2013年，質(zhì)子號火箭由于陀螺儀安裝問題在發(fā)射后不久凌空解體爆炸；2017年，“弗雷蓋特”上面級不適應新發(fā)射場導致發(fā)射失敗。從這些故障實例中不難看出，由于質(zhì)量監(jiān)督管理體系存在漏洞，大量“低級”錯誤造成了嚴重的后果。

2.基礎投入不足，生產(chǎn)能力、質(zhì)量下降

蘇聯(lián)解體后，由于冷戰(zhàn)結(jié)束，俄羅斯國防訂貨大幅削減，科研生產(chǎn)任務大幅減少，訂貨不足和國家投入大幅削減，導致大批軍工企業(yè)瀕臨破產(chǎn)，包括航天工業(yè)在內(nèi)的國防工業(yè)基礎遭到破壞。蘇聯(lián)解體后，由于對航天工業(yè)基礎長期投入不足，設備工藝嚴重老化，目前，俄羅斯航天工業(yè)70%以上的工藝裝備已經(jīng)超過20年；產(chǎn)能落后，產(chǎn)品質(zhì)量下降，可靠性、穩(wěn)定性不高。此外，由于電子設備技術(shù)和產(chǎn)能均嚴重落后，大量電子設備嚴重依賴進口，也嚴重影響俄航天發(fā)展。工業(yè)基礎問題已成為制約俄航天發(fā)展的重要因素。

3.航天人才青黃不接，骨干專家數(shù)量不足

蘇聯(lián)解體后，航天行業(yè)競爭優(yōu)勢衰退，待遇不高，導致人才大量流失。航天領域年富力強的高端人才（包括高級技工）從上世紀90年代開始大批流失，年齡結(jié)構(gòu)也日趨老化，人才斷檔。在航天人才梯隊中，年富力強的中間骨干力量銳減。隨著大批蘇聯(lián)時代培養(yǎng)的航天專家退出一線，一線人員的素質(zhì)和工作經(jīng)驗下降，這也是近年來人因事故頻發(fā)的主要原因。★