japanese另类视频 _揭秘苏联太空探索灵魂人物科罗廖夫:从西伯利亚劳改犯到航天之父

本文刊载于《三联生活周刊》2019年第26期,原文标题《挑战“阿波罗”:苏联的月球征程》

尽管未能实现将宇航员送上月球的目标,但在科罗廖夫等杰出科学家的主导下,苏联航天工业在上世纪50~70年代同样取得了举世瞩目的成就。“东方”“日出”和“联盟”计划的实施,开辟了一条平行于美国的道路;其间诞生的重型运载火箭、载人飞船、轨道空间站等成果,最终成为人类太空探索事业的共同财富。

文/刘怡 . 供图/视觉中国

揭秘苏联太空探索灵魂人物科罗廖夫:从西伯利亚劳改犯到航天之父

搭载加加林进入近地轨道的“东方1号”飞船的1∶6模型

时隔15年,阿德里扬·尼古拉耶夫(Andriyan Nikolayev)依然能回忆起他最后一次见到谢尔盖·科罗廖夫(Sergei Korolev)时的情景:“房间里的暖气烧得不太足,院士的膝盖上放着一本《爱因斯坦研究》和当天的《真理报》,看上去有些疲倦。他向妻子尼娜抱怨说自己的手表坏了,总是搞不清时间,尤里·阿列克谢耶维奇(加加林)马上摘下自己的腕表送给了他。科罗廖夫戴上那块表,意味深长地望着我们,开玩笑地说:‘瞧瞧,这可是全世界第一位宇航员的东西!明天我是不是该找个工匠给它刻上些什么字?’”

那一天是1966年1月8日,距离这位苏联太空计划灵魂人物预定的结肠肿瘤手术还剩下不到一星期。在莫斯科奥斯坦金诺区的家中,科罗廖夫异常固执地要求和“孩子们”——正在“星城”培训中心加紧训练的宇航员一一见面。名单上有加加林和尼古拉耶夫夫妇(尼古拉耶夫的妻子是苏联第一位女宇航员捷列什科娃),还有阿列克谢·列昂诺夫以及弗拉基米尔·科马洛夫。就着伏特加、腌黄瓜和红肠,“父亲”兴奋地聊起了他对未来的憧憬:“第九颗月球卫星的发射准备工作已经就绪了,我需要这些卫星!”“新飞船(后来的‘联盟号’)进行地面试验的时机也成熟了,它会比‘东方’和‘日出’系列更加完善。”他还罕见地向年轻人们提到了自己早年的曲折经历,提到了在西伯利亚那些命悬一线的日子给他的健康造成的损害。在随后返回“星城”的路上,激动的加加林不禁追问列昂诺夫:“他明明是我们国家的宝藏啊,为什么要经历那样的命运!”

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1961年4月,苏联第一位宇航员尤里·加加林正在“星城”训练基地接受最后阶段的测试

1966年1月14日,科罗廖夫因为手术大出血引发的心脏骤停病逝于克里姆林宫医院,享年59岁。15个月后,1967年4月24日,科马洛夫在搭乘“联盟1号”飞船从近地轨道再入大气层时,由于降落伞故障而遇难。从1957年起就跟踪报道苏联航天事业的《共青团真理报》记者戈洛瓦诺夫清楚地记得,科马洛夫在出发前带上了科罗廖夫的一小捧骨灰。到了1968年3月27日,34岁的加加林也在执行例行飞行训练任务时坠机殉职。至于被科罗廖夫寄予厚望的超重型运载火箭N1,在他身故之后四次试射皆以失败告终,被迫下马。尽管苏联在1970年成功地将第一台月球车(月面巡视探测器)“月球漫步者1号”送上月球,嗣后又完成了航天史上第一座轨道空间站的部署,但到1991年底解体为止,始终没有任何一位苏联宇航员曾经踏上过月球表面。

半个多世纪后的今天,科罗廖夫的遗骨被安放在列宁墓侧后方的克里姆林宫红墙中,接受来自全世界崇拜者的瞻仰和致敬。不远处安息着他的几位“孩子”:科马洛夫、加加林、1971年遇难的“联盟11号”飞船的3位乘员,以及和科罗廖夫齐名的宇航学泰斗凯尔迪什院士。随着人类探索太空的历程由单纯瞄准登月转入“下半场”,科罗廖夫在火星和金星探测、航天遥感、太空建筑组装等领域的先见之明开始获得越来越广泛的认可;在美国同行眼中,这位早逝的对手早已不再是“邪恶的科学怪人”,而是另一层意义上的伟大伙伴。

尤其值得一提的是,科罗廖夫的遗产甚至留存到了今天——为命途多舛的N1型火箭开发的NK-33型大推力发动机,有150台保存到了“冷战”结束,其中36台在上世纪90年代中期被出售给美国。2013~2014年,以这批发动机作为第一级动力的“心宿二”(Antares)100型火箭成功完成了“天鹅座”宇宙飞船的四次发射。剩余的NK-33则被用来改装同样由科罗廖夫设计的“联盟”(Soyuz)系列运载火箭,继续在卫星发射、行星探索以及国际空间站轮班中扮演着关键角色。从这个角度说,科罗廖夫从未离开,星空中始终有他的身影存在。

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1961年“五一”劳动节当天,红场上的苏联群众高举加加林的画像,迎接宇航英雄凯旋归来

谢利格尔湖上的秘密

对上世纪40年代居住在谢利格尔湖(Lake Seliger)自然保护区周边的俄罗斯农民来说,湖心的格罗多姆利亚岛(Gorodomlya)算不上是一个有吸引力的去处。那里只有一座废弃的传染病疫苗研究所,没有名胜古迹,更没有度假别墅和游船码头。连纳粹德国军队在1941年入侵时,也选择绕过这个无足轻重的荒岛。但一切在1946年底发生了微妙的变化:湖南岸奥斯塔什科夫镇的居民发现,格罗多姆利亚岛北侧建起了一个由军人把守的新码头,满载人员、木材和食品的军用运输船开始频繁地在湖上来来往往。一年半时间里,荒岛上冒出了几排崭新的宿舍楼、一座小型发电站、一个网球场和一家杂货铺,家庭主妇们每隔两周就会在士兵陪同下坐汽艇到奥斯塔什科夫镇采购鲜肉、鸡蛋和蔬菜。她们身穿的花边背带裙与俄国农妇截然不同,所说的俄语也带着浓厚的口音。“德国人又回来了,而且吃得好、住得好!”小道消息开始在镇上不胫而走。

苏联走向月球乃至太空的征程,正是从谢利格尔湖上这个偏僻小岛以及岛上神秘的德国来客开始的。

1945年2月21日,斯大林以国防委员会主席的身份发布了第7563号政令:为永久性解除法西斯国家对苏联安全施加威胁的能力,在红军控制的德国和东欧领土上的一切重工业设备、尖端科技资料以及战略性原材料将被作为战利品运回苏联,用于战后建设。46个由专业人员组成的工作队随即被派往苏占区全境,搜索并登记发现的重要设备和人员,其中有3支瞄准的是战争后期德方突飞猛进的导弹技术。但当工作队抵达德国导弹工业最后的总部布莱歇罗德时,震惊地发现美国人已经捷足先登,带走了灵魂人物冯·布劳恩以及大批文件,并且美方还在通过“回形针行动”网罗更多德国科学家。有鉴于此,苏共中央委员会在1945年6月决定启动反制行动,由内务人民委员部(NKVD)直接招募德国导弹和航空科学家,为苏联军事工业服务。

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1967年春天,苏联宇航员科马洛夫在为“联盟1号”飞船的首次载人飞行做准备

这项对外匿称为“陆海空志愿者行动”的人才争夺战,最终搜罗到了2300多位德国专家,超过“回形针行动”的规模。但由于苏方动手太晚,负责德国导弹总体设计和发动机研发的关键人物几乎都被美国带走,只有主管制导和飞控系统开发的格罗特鲁普(Helmut Gr?ttrup)博士留了下来。但战时德国最重要的导弹研发—制造基地佩内明德、诺德豪森以及莱厄斯滕都在苏军占领下,工作队在残破不堪的厂房里找到了A4(即V-2)、A9、V4等几种导弹的成品、发动机和地面测试平台,并竭力收集了一部分图纸和加工设备。1946年10月,苏联国防部下令将所有这些德国专家及其家属统一转移到苏联境内,直接参与苏联的一线军工科研。

格罗特普鲁和他75位同事的目的地正是格罗多姆利亚岛。这些人统统都是弹道导弹技术专家,他们被编入新成立的第88科学研究所(NII-88),对外匿称为“第一分院”,任务是帮助苏联生产A4导弹的仿制型号R-1。A4是全世界第一种可以用于实战的地对地弹道导弹,安装有一台以乙醇和液氧作为推进剂的液体燃料火箭发动机,可以将1吨重的弹头投射到200公里之外。德国人的工作是帮助苏方“复原”出A4丢失的那部分技术资料,并根据苏联工厂现有的设备水准,实现所有零部件的本土化生产,还要提升陀螺仪等关键设备的性能。1947年10月,第一枚R-1试射成功,它的最大射程被提升到了270公里,圆概率误差缩小到5公里。苏方随后又要求德国人提交一种3000公里级弹道导弹的总体设计方案,即后来的R-14中程导弹的雏形。

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1957年12月1日,美国海军的一名研究人员正在地图上绘制苏联第一颗人造卫星“斯普特尼克1号”的飞行

在苏联—俄罗斯军事工业的词汇表中,火箭和导弹历来被统称为Ракéта(相当于英文的Rocket“火箭”)。换言之,为军事目的而开发的弹道导弹,天然就具备改造为科研用火箭的潜力。实际上,量产之后的R-1曾经被改造成多种不同型号的运载火箭,苏联方面也曾要求德国专家为他们的航天计划提供建议。但双方的合作并没有维持太久:出于保密考虑,苏方拒绝让德国人的活动区域离开谢利格尔湖,尤其不允许他们视察导弹零部件制造厂,这给“纸上谈兵”的设计工作带来了巨大困难。尽管德国专家享有比苏联科研人员好得多的生活待遇,但苏方对他们的身份始终拒绝澄清,也不曾公布允许他们回国的时间,这使得德国人长期处在紧张和焦虑的情绪中。最重要的是,格罗特鲁普发现有一个神秘的竞争者永远比他领先一步——R-1的量产开始后不久,苏联军方就宣布它将被一种射程超过600公里的新导弹R-2所取代。两种导弹的外形十分相近,R-2采用的整体式燃料箱和无线电指导模式也是出自德国人的建议,但它的开发却被交给了一个新的设计组。R-14的初步设计方案出炉后,技术论证和修改工作也被交给苏联专家去进行。随着时间推移,德国来客的重要性正在耗尽。

1952年6月,除去格罗特普鲁等20位最重要的科学家以外,其余德国专家获准分批离境。格罗特普鲁本人在谢利格尔湖待到了1953年11月,他在离开苏联后不久就出走去了西德,转入对集成电路和数据处理系统的研究。

美国空军情报人员很快找上了这批东方归客,不过由于他们从未见过苏联人的导弹工厂,最终得出了一项误判严重的结论:最早也要到1958年,苏联才能开发出可以覆盖美国本土的弹道导弹。因此当1957年“斯普特尼克1号”发射成功的消息传出之后,一位美军将领不禁惊呼:“当年我们是不是问错人了?”

他们没有问错人,但的确大大低估了苏联科研人员的努力程度。在发射“斯普特尼克1号”用的R-7系列火箭上,格罗特普鲁发现了自己留下的遗产:锥形导流罩,以及第一级外侧捆绑成十字形的4台发动机。在离开谢利格尔湖将近4年之后,他终于知道了那个隐藏在幕后的神秘竞争者的名字:谢尔盖·科罗廖夫。

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“东方1号”任务结束后,加加林与科罗廖夫(右)在黑海之滨的克里米亚度假

“总设计师”与R-7的诞生

直到1966年科罗廖夫离开人世时为止,苏联火箭工业的大部分从业者始终不清楚他的真实姓名。出于保密考虑,即使是在内部文件中,科罗廖夫也只是被简单地称为“总设计师”或“SP”(谢尔盖·帕夫洛维奇的首字母缩写)。作为一个“非典型”的俄罗斯人,他个子不高,很少饮酒,一切公开的庆祝活动或者抛头露面的机会都与他绝缘。宇航员列昂诺夫回忆起自己第一次见到这位“父亲”的情景时,就像是在描述契诃夫笔下的人物:“短脖子、大脑袋,衣领竖起,帽檐压得很低。一直到走进房间为止,我都没有看清楚他的脸。”

科罗廖夫把他从事航天工作的契机归功于“苏联宇航之父”齐奥尔科夫斯基。当他在1926年考入莫斯科国立技术大学时,最初希望成为一名飞机设计师,但齐奥尔科夫斯基鼓励他“冲向其他星球”。1929年毕业后,科罗廖夫一面从事轰炸机的结构设计,一面参与筹建专注于火箭发动机研究的反作用力研究组(GIRD)及其后身喷气推进研究所(RNII)。这两个机构是在当时的代理陆海军人民委员(部长)图哈切夫斯基的支持下建立的,目的是为红军开发军用火箭。在30年代初期,这意味着充足的资金和宽松的科研环境;但随着“大清洗”开始,灾难接踵而至。图哈切夫斯基被处决之后,科罗廖夫于1938年6月被捕,送往西伯利亚的矿场从事体力劳动。直到“二战”爆发,他才获准重返工作岗位,在内务部控制下的图波列夫设计局(即著名的“监狱设计局”)参与轰炸机开发。随着战争临近结束,火箭—导弹研究的重要性受到苏联领导人的重视,科罗廖夫这才在1946年重回本行,担任NII-88下属的第一特别设计局(OKB-1)首席远程导弹设计师。

和受雇于美国的冯·布劳恩一样,科罗廖夫首先是一位工程系统专家。他需要关心的不仅是发动机的功率、推进剂的类型、导流罩的形状这些技术细节,还有如何“搭积木”——利用现有的技术整合出一套可以持续升级的火箭系统。但和冯·布劳恩相比,科罗廖夫面临的环境要恶劣得多:“陆海空志愿者行动”搜罗到的德国专家大部分只是二流人物,只能提供特定子系统的设计帮助;领导人的个人好恶以及军工系统内部的权力斗争依然会显著影响到他的事业,负责设计火箭发动机的格鲁什科(Valentin Glushko)也与他关系微妙。所幸科罗廖夫有他独特的长处——斯大林去世之后,新领导人赫鲁晓夫极其偏执地鄙视常规武器,对有助于投射核力量的远程弹道导弹产生了异乎寻常的兴趣。科罗廖夫利用了这种心理,说服高层押宝在他的工作上。继R-2之后,1956年,由OKB-1负责设计的苏联第一型战区弹道导弹R-5M开始进入实战部署,它可以将100万吨TNT当量的核弹头投射到1200公里外,使苏联第一次具备了对整个欧洲施加核威慑的能力。这项成果为科罗廖夫赢得了来自克里姆林宫的青睐,也使他获得了更多机会去从事自己最有兴趣的太空探索。

作为一位资深的军用飞机和导弹设计师,制造杀人武器并不能给科罗廖夫带来足够的成就感。他曾经告诉多年的合作伙伴、“苏联原子弹之父”库尔恰托夫:“在利用核导弹保卫祖国的目的达成之后,我们应当让火箭成为科学的助手,让它带领人类冲上800公里以上的高空。”早在50年代初,他就规划出了苏联航天工业未来的路线图:首先是发射人造地球卫星,接着是让动物和人从事绕地球飞行,最后是飞往月球、金星和火星……在当时,不止一位苏联地球物理学家和宇航专家产生过类似的念头,但他们在政治上得不到支持——在高层看来,单纯为了科研、而非国防目的进行航天探索是毫无意义的。目前国家需要的是射程更远的导弹,至于大气层以外的事,“那是几十年后才需要考虑的,并且我们的子孙一定能做出更好的判断”。

然而科罗廖夫自有一套高明的话术。他用了一个似是而非的理由去游说对技术问题不甚精通的政府高层:重型运载火箭和洲际导弹本质上是一回事,研发火箭时获得的技术积累可以很方便地转用到导弹上,甚至零部件也可以高度通用。全体政治局委员被带到哈萨克斯坦的拜科努尔(Baikonur)发射场,参观一枚正在组装的火箭。赫鲁晓夫在回忆录里记载:“我们就像一群集市上的农民,围着火箭转了又转,摸摸这里、敲敲那里,看看它是不是足够结实。”无论如何,这种连哄带骗的手法起效了。美国人也被搬出来作为凭据:科罗廖夫反复暗示,对手正在严肃地讨论发射人造卫星的可能性。倘若苏联捷足先登,对国家威望将会是巨大的帮助。

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曾搭乘“联盟6号”飞船进入太空的苏联宇航员绍宁(左)和库巴索夫(右)在训练结束后为自己测量血压

科罗廖夫的秘密武器是R-7,也就是赫鲁晓夫看到的那枚正在组装的大火箭。它最初是作为苏联第一种射程超过8000公里的洲际导弹开发的,在内部被昵称为“小七”。这是一种总长34米、直径10.3米、全重高达280吨的两级式火箭,整体设计出色地反映了总设计师最看重的简单、可靠风格:火箭第一级的中心是一台RD-108型发动机,外侧捆绑有4台可抛弃的RD-107型发动机;第二级则是另一台RD-108。每台发动机有4个气室,以煤油混合液氧作为推进剂。第一级的5台发动机在升空时同时点火,外侧的4台在燃料耗尽后率先分离,继而中央的核心发动机也停止运转、与第二级分离,此时第二级的发动机才点火启动、继续向上攀升。经过改进,“小七”的第二级内可以容纳一枚5吨重的核弹头或其他载荷,位居当时全球火箭之冠。

站在军事角度,R-7是一种存在重大缺陷的武器:尽管它在射程方面取得了令人瞩目的突破,但依然采用煤油加液氧作为发动机燃料。而液氧是一种极不稳定、需要储存在低温条件下的氧化剂;这意味着R-7的推进剂在平时不能保存于燃料箱内,只能在发射前的5个小时临时加注。在这5个小时里,竖起的导弹弹体既无法隐蔽、又不能转移,在实战中极易被假想敌摧毁。另外,随着核技术的不断进步,新一代核弹头的重量正变得越来越小。而R-7虽然有着较大的载荷,却不具备搭载多个弹头的能力,实际上甫一问世便面临淘汰。

但如果将R-7转用于科研,情况便截然不同了。加注燃料时的隐蔽性不再成为问题,第二级的大载荷则刚好可以容纳各种形式的卫星、太空探测器乃至宇宙飞船。实际上,这也是科罗廖夫的真实想法:在按部就班地进行作为弹道导弹的R-7的前几次试射的同时,他已经在准备利用“小七”发射全世界第一颗人造地球卫星,以纪念齐奥尔科夫斯基100周年诞辰。在一次内部讨论中,科罗廖夫提出:“第一颗卫星的外观应当简单而富于表现力,要近似于自然天体。它将是人类航天时代开启的永恒象征。”苏联第一枚卫星“斯普特尼克1号”(Sputnik 1)的设计,正体现了这种理念:这是一个83.6公斤重、经过抛光的金属球体,内部有3组氧化银电池和一部无线电发射器,外表面拖着四根长长的鞭状天线。它可以凭借自身的动力在近地轨道(LEO)上运行超过两个星期,其间发射出的无线电信号只需用业余设备便可检测到。没有比这更合适的纪念礼物了。

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1968年3月,第二位进入太空的苏联宇航员季托夫在罗马展示新问世的金星探测器

1957年10月4日,距离R-7的第一次成功试射结束还不到两个月,“斯普特尼克1号”在拜科努尔被送上太空。考虑到“小七”此前的5次试射只成功了一次半,“斯普特尼克1号”的顺利入轨多少要算是奇迹。一个月之后,11月3日,作为十月革命40周年纪念活动的一部分,“斯普特尼克2号”也载着一条流浪犬“莱卡”(Laika)成功入轨。历史上第一次有动物实现了绕地球飞行,并且“莱卡”在氧气耗尽前存活了整整六天,这在大洋彼岸的美国引发了惊人的震荡。尽管科罗廖夫本人更看重的新卫星——搭载有12种高空大气和宇宙粒子检测设备的“斯普特尼克3号”的两次发射都出现故障,导致苏联错失了发现范艾伦辐射带的机会。但在政治家和一般民众眼中,苏联在航天技术方面已经处在了事实上的领先地位。太空竞赛的序幕就此开启。

对科罗廖夫和他的同事们来说,R-7的实用化以及性能的日渐稳定,意味着他们拥有了一种发射经验最丰富、结构也最可靠的宇航投送工具。日后更加成熟的“东方”“日出”“联盟”三代重型运载火箭,都是在R-7基础上继续改进的结果。换言之,在60多年后的今天,人类的空间探索依然直接受益于科罗廖夫的成果。

而在1959年的最后几个月,“总设计师”正在考虑把人送上太空。

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1969年7月,第二枚组装完成的N1超重型运载火箭(右)及其全尺寸模型被竖立在拜科努尔的发射台上

飞向月球

尤里·加加林(Yuri Gagarin)并不是苏联最有经验的喷气式战斗机飞行员,甚至也不能说是其中技术最好的一位。实际上,他在航校练习高级教练机课程时曾经两次被判不合格,差点错失获得飞行执照的机会。但在1959年的最后几个月,加加林凭借开朗的性格、优良的身体素质以及敢于承担责任的个性打动了面试官,成为苏联载人航天计划选定的第一批20位受训人员之一。至于受训地,则在莫斯科东北郊外的“星城”。

在科罗廖夫的“路线图”中,载人航天的优先顺位是被置于发射星球探测器之后的。从齐奥尔科夫斯基那里,他获得了关于行星科考的最初灵感:尽管火箭的推力和载荷受到相当严苛的限制,但使用多枚火箭是可以将不同类型的组件以及科研设备发射到地球轨道上的。倘若可以在太空中将它们组装起来,继续飞向附近的行星,就能有效提升科考的时长和质量。距离地球最近的月球无疑是这一模式的首选试验对象。实际上,这也是后来的“联盟(Soyuz)计划”最早的概念雏形:借助多次发射,将登月飞船的不同舱段投放到地球轨道上,在那里对接后整体飞向月球,待任务结束后再整体返回。这种模式被称为“地球轨道会合”(EOR)。

相比之下,美国的“阿波罗计划”奉行的是一条截然不同的思路:超重型火箭将把指令舱和登月舱直接投送到绕月轨道;在那里,登月舱带着宇航员和设备与指令舱分离,单独降落在月球表面,待任务结束后升空与指令舱对接,随后整体从绕月轨道返回地球。这种模式被称为“月球轨道会合”(LOR)。两种模式各有优劣,不过总的来看,步骤复杂的EOR需要以多次练习发射航天器舱段并在地球轨道上成功对接的经验作为基础;LOR则需要一枚推力更大的火箭。事实上,日后苏联发展出一系列轨道空间站,而美国成功完成宇航员登月行动,都与最初的理念差异具有直接关联。

而对科罗廖夫来说,试射探测仪器和培训宇航员同样重要。

当加加林和他的同志们在“星城”进行封闭训练的同时,科罗廖夫试图首先发射一系列探测器来搜集关于月球、金星和火星表面的信息,同时也测试R-7火箭经过改进的第二级。1958~1959年发射的7艘月球探测飞船中有3艘完成了预期任务,但1960年的“火星1号”和“火星2号”双双以失败告终。这使得新任战略火箭军司令涅杰林(Mitrofan Nedelin)决定转向科罗廖夫的竞争者——在R-7及其后继者继续实施改进的同时,苏联军方依然希望获得一种反应时间更短、可靠性更高的洲际导弹。米哈伊尔·杨格利(Mikhail Yangel)院士领导的OKB-586提供了一个备选方案:新的两级式火箭R-16。它的发动机布局和整体结构更加复杂,但使用的推进剂是可以常温储存的偏二甲肼和发烟硝酸,无须提前加注。既然科罗廖夫的试验进入了瓶颈期,涅杰林便打算转向杨格利的方案:倘若R-16被证明性能更加优越,整个苏联航天工业都将更换投射工具。

幸运,也可能是不幸:这一动议很快以一场惨剧而告终。1960年10月23日,涅杰林亲自前往拜科努尔监督R-16的第一次试射。由于过度迫切的求胜欲,他在提前发现燃料发生泄漏的情况下依然要求点火,结果火箭在发射台上爆炸,火焰当场吞噬了元帅本人以及120多位军人和工程师。内部竞争的天平重新倒向了科罗廖夫这一边,但他的任务也不轻松:由于短期内很难保证火星和金星探测飞船的发射质量,他必须找到一个足够有分量的新项目,才能恢复军政高层对他的信心。载人航天的进度因此在一夜之间被大大提前了。

以技术专家身份参与过苏联航天项目的赫鲁晓夫之子谢尔盖对科罗廖夫的处境有过一段精准的描述:“科罗廖夫的身份不仅是科学家和设计师,更是一位职业经理人。在苏联体制下,OKB-1的整个团队都是他的资产,但他必须确保整个航天项目只使用他的资产,否则就会被彻底否定。这让他需要操心的工作远不只是技术问题本身。”杨格利的失败对科罗廖夫是一种警告:若不能迅速突破瓶颈,后果将不堪设想。他必须利用好手中现有的R-7火箭以及研发已经接近尾声的“东方”系列飞船,尽快实现将宇航员送上太空的目标。

“东方”系列(对应美国的“水星”系列)是一种简陋而危险的小型飞船,实际上就是一枚加装了推进系统的升级版“斯普特尼克”卫星。它的大部分操作是在地面通过无线电指令控制的,为了保密安装有自爆装置,会在落地后的64小时自动引爆。但最初的几艘“东方号”根本没有撑到那么久——1960年3月15日发射的第一艘试验飞船在升空后不久失去了接触,第二艘载有两只小狗的飞船则在二次点火后直接爆炸了。8月19日的第三艘试验飞船成功完成了入轨和回收作业,但小狗因为失重出现了严重的眩晕反应。紧接着,又有两艘飞船在一个月时间里连续发生事故,一次烧死了两只小狗,另一次也只是勉强完成弹射,毫无安全可言。

但无论如何,科罗廖夫已经没有退路。1961年3月25日,一个身着航天服、背着降落伞包的橡胶假人“伊万·伊万诺维奇”被装进了“东方号”,搭乘R-7飞向太空。假人的口袋里装着一台录音机,当它进入地球轨道以后,会反复播放一段关于制作红菜汤的菜谱录音,以引起地面控制人员的注意。整个过程进行得空前顺利,唯一的意外是当“伊万”被弹出飞船、打开降落伞着陆时,被几个哈萨克牧民瞥见,随后在急于捕风捉影的西方世界引发了一场关于“谁是第一个太空人”的争论。不过在苏联这边,答案很明确:只有尤里·加加林。1961年4月8日,作为受训人员中综合表现最好的一位,他被选定为苏联航天史上第一位宇航员。

1961年4月12日清晨,经过三阶段改进的“东方1号”飞船由R-7从拜科努尔发射升空。在无线电中,加加林以轻松的语气向控制台前的科罗廖夫告别:“Poyekhali(出发吧)!亲爱的朋友们,一会儿见。”这声“Poyekhali”,也成为人类载人航天事业正式开启的标志。火箭的分离过程异常顺利,它的第二级在把飞船送入地球轨道之后成功脱离,飞船旋转着在太空中停留了108分钟。当控制系统显示“东方1号”已经回到哈萨克斯坦上空并正在朝地面下坠时,加加林启动了弹射系统,在7000米高空打开降落伞缓缓落下。

鲜花、凯旋和荣誉属于加加林,而科罗廖夫只是感到自己的事业终于被挽救了。继加加林之后,1961年8月6日,季托夫(Gherman Titov)乘坐“东方2号”完成了第一次24小时绕地飞行。紧接着,第一次双飞船联合飞行、第一位女宇航员升空、第一次太空行走等成就也接踵而至。苏联军政高层获得了他们期待的那种宣示国力的效果,美国人则沉浸在震惊和焦虑感当中。如同肯尼迪在1961年4月12日下午的新闻发布会上所言:“我们正在进入一个对人类长期发展深有裨益的领域。但现在我们落后了。”竞争开始趋向白热化。

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1969年,两名苏联儿童正在摆弄纸质火箭发射场模型

看不见的战争

加加林的胜利给科罗廖夫带来的振奋感并没有持续很久。大喜过望的赫鲁晓夫要求他继续拿出一些“小玩意儿”来刺激美国人,但总设计师知道那有多难。

现在,科罗廖夫发现自己陷入了一个怪圈:要专注于长期项目的开发,他就必须减少短期项目对人力、物力的浪费;但倘若没有短期成果带来的满足感,高层根本不会批准继续推进长期项目。他别无选择,只能以一种完全违背常理的方式继续工作:一方面通过对R-7火箭和“东方”系列飞船缝缝补补,来缓解最高当局每隔几个月就要看到“小玩意儿”的压力;另一方面夜以继日地投入新火箭和新飞船的开发,尽量缩短周期。

“日出”(Voskhod)系列飞船就是总设计师交出来的“新玩意”。严格说来,它只是“东方”系列的微小改进版,体积并没有变得更大。科罗廖夫拆除了笨重的弹射座椅(现在太空舱可以借助降落伞完成整体式着陆),并让搭乘员脱掉宇航服,这样之前只够容纳一个人的空间就可以塞进两到三个人。1964年10月12日,穿着棉布制服挤在舱里的科马洛夫等三位宇航员完成了“日出1号”的第一次成功发射和回收。半年后的1965年3月18日,列昂诺夫和别利亚耶夫(这一回穿上了宇航服)在搭乘“日出2号”执行太空行走任务时,自动导航系统发生故障。宇航员启动应急动力火箭之后,太空舱一头栽在了彼尔姆的一片冷杉林里,偏离预定着陆点2000公里。当救援人员匆匆赶到现场时,发现一群狼正在太空舱下方嚎叫。这些细节当然不会在新闻报道中被披露,人们只看到这样一项事实:苏联宇航员比美国早3个月完成了太空漫步,他们是赢家。

尽管个性悲观、言语愤世嫉俗,科罗廖夫却和苏联第一代宇航员建立了极其深厚的个人情感。年轻人们视他为导师和父亲,他则亲切地把宇航员称为“小鹰”。让历经千辛万苦培养出的宝贵人才牺牲在不完善的飞行设备上,当然不是科罗廖夫的初衷。“日出”系列毕竟只是他的权宜之计,“联盟”(Soyuz)计划才是他真正寄予厚望的杰作——这是一套模块化的登月设施组件,包含一艘登月飞船、一组推进器以及一艘空天“油轮”,可以分批发射到近地轨道上并在太空中对接。登月飞船由一个球形轨道舱、返回舱和一个设备模块(包含太阳能电池板、发电机和科研器材)连接而成,内部可以容纳三名宇航员,携带的氧气足够30天使用。飞船不仅可以和其他模块连接成科考平台,还可以在地面操纵下精确变轨,返回地球后部分舱段更能回收利用。简言之,整个“联盟”系统相当于一艘“阿波罗”飞船加一座空间站,是苏联航天工业真正的经典之作。

为了搭载这艘巨大的飞船,科罗廖夫决定研制一款史无前例的超重型运载火箭N1,希望其有效载荷能达到95吨。这也是苏联唯一一型可以稍微抗衡美国的“土星5号”(有效载荷高达140吨)的火箭。出于对宇航员安全的考虑,总设计师拒绝使用效率更高的偏二甲肼和四氧化二氮(燃烧时会放出有毒气体)作为发动机推进剂,而要求库兹涅佐夫设计局为他提供一种依然燃烧煤油和液氧的常规设计。最终催生出的NK-15型发动机虽然推重比较高,但单台功率偏小,必须捆绑使用。因此,N1的结构不得不变得复杂而脆弱:它总共分为五级,第一级捆绑了整整30台NK-15,第二级是8台NK-15V,顶端一级则是4台较小的NK-21。新的飞行控制系统可以统一操纵这些发动机的开闭和脱离;但不幸的是,它和其他苏联电子元器件一样极不可靠。

与“土星5号”相比,N1的直径(17米)远远超过了对手的10米,第一级的推力更是比“土星5号”高出整整25%。奇怪的是,尽管保留了如此大的空间和推力冗余,N1的有效载荷依然比“土星5号”落后了一大截。这主要是由于发动机和燃料性能的差异:在火箭的第二和第三级,“土星5号”改用了推重比更高的液氢作为燃料,而N1使用的依然是传统的煤油加液氧。低推重比和内部空间被燃料罐占用的双重影响,使得N1始终无法将发动机运转的总冲量高效地置换成载荷。

揭秘苏联太空探索灵魂人物科罗廖夫:从西伯利亚劳改犯到航天之父

1978年,“联盟29号”飞船的两位宇航员伊万琴科夫和科瓦列诺克正在拜科努尔的地面环境舱中受训

当时的苏联并非没有其他可以选择的火箭发动机,RD-270就是一种。微妙之处在于,这种发动机的设计者正是和科罗廖夫关系紧张的格鲁什科,并且后者正在为N1最有力的竞争者工作。这个竞争者就是弗拉基米尔·切洛梅(Vladimir Chelomey)院士,他领导的OKB-52用一种科罗廖夫式的话术(重型运载火箭可以作为洲际导弹使用)说服了军方,支持他研制一种新型两级火箭UR-500,即日后大名鼎鼎的“质子号”(Proton)。UR-500的升级版UR-700便是专门用来和N1竞争登月项目的,它的推力要小一些,但安装的发动机较少,结构也更可靠,搭配一种尺寸较小的登月飞船,可以实现“缩水版”阿波罗计划的效果。跃跃欲试的还有老对手杨格利,他拿出了另一种新火箭R-56,它安装的也是格鲁什科提供的RD-270。科罗廖夫和格鲁什科在“大清洗”期间结下的私怨,如今以一种出人意料的方式发酵了出来。而这一回,总设计师无法再指望来自高层的援手了——1964年10月14日,“日出1号”返回的第二天,赫鲁晓夫下台,克里姆林宫已经换了主人。

科罗廖夫长期的副手瓦西里·米申(Vasily Mishin)在晚年曾经言之凿凿地表示,总设计师在60年代初曾经和赫鲁晓夫达成过一项君子协定:只要他能尽快开发出可容纳两到三人的大型飞船,政府就会全力支持N1项目。这一约定的真实性不得而知,但可以肯定的是,尽管赫鲁晓夫有着好大喜功的缺陷,他依然是苏联最高领导人中对登月计划最热衷,也最信任科罗廖夫的一位。在他之后,勃列日涅夫同样需要航天工程来宣示苏联的科技实力,但他并不打算给予科罗廖夫任何特权。登月计划被切割成了两个独立的部分:切洛梅和他的OKB-52获准继续开发UR-500/700,以完成宇宙飞船的载人绕月飞行;N1项目也被保留下来,目的是实现直接登月。科罗廖夫复杂的轨道模块方案遭到彻底否决,只有规模较小的“联盟号”飞船项目得以幸存。

两套人马、两种思路,在同一时间里争夺着政府高层的关注以及有效的人力、财力,这和美国“阿波罗”计划的目标统一、一掷千金构成了鲜明对比。相比之下,科罗廖夫的早逝反而成了一种解脱——由于30年代的西伯利亚岁月留下的病灶,加上长期超负荷工作造成的透支,他的身体从1960年开始就陷入了不定期“罢工”的状态。即使手术获得成功,精力也很难彻底恢复。直到他去世的消息公布,普通苏联人才知晓他们的国家曾有这样一位杰出人物存在。而苏联的登月计划乃至整个航天工程,随后就进入了整整三年与牺牲和磨难相伴随的震荡期。

遗憾与遗产

没有人能取代科罗廖夫——不仅是他的长远眼光和想象力,还有他最擅长的游说和交际能力。瓦西里·米申或许是一位优秀的助手,但他并不具备自己的老师那种“职业经理人”的素养,很快就陷入了患得患失的心理状态,甚至一度沉湎于酒精。从1957年开始每隔几个月就会来一次的“小玩意儿”,如今正迅速转入沉寂。

1967年1月美国“阿波罗1号”飞船的地面事故,是苏联探月工程缩小与对手差距的最后一次机会。接下来有将近一年时间,美方的步伐变得小心谨慎,给苏联人留出了宝贵的时间窗。然而米申无法抓住机会:切洛梅的UR-500/700系列火箭已经被证明没有足够的载荷容纳一整艘“联盟”飞船,但N1过于复杂的第一级和新开发的飞控系统都还没有经过地面测试。唯一的突破来自飞船:第一批尺寸较小的“联盟”系列飞船以及与之配套的火箭(依然由R-7演变而来)已经制造完毕。在政府高层的压力下,米申打算捣鼓出一个新的“小玩意儿”——在同一时间用两枚火箭发射两艘“联盟”飞船,其中一艘搭载一名宇航员,另一艘搭载三人。飞船进入近地轨道之后,第二艘飞船上有两名宇航员会以太空漫步的方式进入1号船,并随同其返回。这不仅能为苏联政府的对外宣传提供新的谈资,连带也可以为计划中的轨道对接乃至月球探险积累经验。

这是一次自始至终都被厄运笼罩的航程。“联盟”系列此前的三次无人发射试验都以失败告终,包括加加林在内的测试宇航员在地面练习中找到了203处设计缺陷。但米申依然拍板按原计划行事:1967年是十月革命50周年纪念,也是“斯普特尼克1号”成功发射10周年,他太需要给克里姆林宫带回些好消息了。

4月23日凌晨,有过一次太空飞行经验的科马洛夫(Vladimir Komarov)乘坐“联盟1号”率先升空。当飞船进入近地轨道之后,两片太阳能电池板中的一片未能展开,引起导航系统断电失灵。米申下令取消已在发射台上的“联盟2号”的飞行准备,并指示科马洛夫操纵飞船返航。后者在经历种种尝试之后,终于把返回舱带回到大气层,但降落伞却失灵了——主伞自始至终没有打开,备用伞在以一个奇怪的角度开启之后,缠住了此前已经弹出的副伞。“联盟1号”失去了全部减速手段,像一块陨石一样砸在了奥伦堡附近的草原上。

科马洛夫的最后两个小时,是人类航天史上最令人动容,也最众说纷纭的桥段之一。美国和土耳其的无线电监听设备都截获到了宇航员在最后时刻和地面控制台的对话:苏联部长会议主席(总理)柯西金亲自向科马洛夫宣布,他是苏维埃英雄,将会获得国葬礼遇,随后泣不成声。科马洛夫本人冷静地向电话那边的妻子交代了后事,随后无奈地咒骂了几句他那艘倒霉的飞船。搜救人员在飞船的坠毁地只找到了几小块腿骨。

在“联盟1号”的处女航中,科马洛夫的替补人选正是太空第一人加加林。好友惨死之后,这位曾经的乐天派再也没能找回无所畏惧的心理状态。1968年3月27日,加加林在驾驶一架米格-15UTI型教练机起飞后不久,坠落在莫斯科东北方的森林中。这是一次典型的苏联式事故——为了保住飞行执照,所有苏联宇航员每年都必须在教练机上飞满一定的小时数。而加加林使用的这架米格-15UTI是一架1956年出厂的老飞机,引擎和机身都经历过反复大修。飞机离开机场后不久,高度仪就失灵了。加加林和后座的教官在尝试穿过一片乌云时,机身压得太低,直接栽进了树林。这位曾经在太空中飞越地球的人,甚至没来得及按下弹射钮。

伴随着两位“小鹰”的离开,科罗廖夫的另一项遗产N1也开始走向终结。1969年2月21日,第一枚组装好的N1终于在拜科努尔进行了第一次试射,但火箭在升空55秒之后就坠毁了。事后的检查发现,第一级火箭中央的氧化剂管路发生泄漏,造成了一场火灾,飞行控制系统顺势切断了其他发动机的电路。7月3日,第二枚N1又在拜科努尔发射场竖立起来,但结局甚至更为惨烈:火箭第一级的30台发动机在点火时造成了巨大的震颤,导致飞行控制系统失灵,主动切断了全部电路。105米长的箭体在刚刚射出之后就弹回到了发射台上,燃料箱被尾焰点着,发生惊天动地的爆炸。超过150人在这次事故中遇难,发射设施也遭受重大损失。

两个星期之后,“阿波罗11号”在月球表面成功降落。再也没有荣耀需要N1去争取,它的故事结束了。

美国“阿波罗计划”的成功,使得苏联领导人实施载人登月的冲动变得意兴阑珊。勃列日涅夫主义在全球范围内的伸张,意味着莫斯科需要把更多人力和财力投入到核武库的扩充上;开足马力运转了十多年的航天工业,明显开始降温。在这场内部竞争中,没有人是胜利者:切洛梅的“质子”系列火箭在成功发射“联盟”系列飞船进行了若干次绕月飞行之后,用途发生变更,主要负责轨道空间站模块的投送。“联盟”系列飞船则依然由科罗廖夫的遗产R-7(“联盟”改型)继续发射。N1项目在1971~1972年再度发生两次试射事故之后,终于被彻底取消,米申也被解除了OKB-1的领导职务。接替他的是老对手格鲁什科,但格鲁什科倾注半生心力的“暴风雪号”航天飞机,直到苏联解体也未能试飞。他本人病逝于1989年,没有看到最后一幕。

1975年7月17日,“联盟19号”飞船与一艘“阿波罗”飞船的指令舱在近地轨道上完成了一次历史性的对接。美苏两国宇航员互相进入对方的太空舱参观,并分享了午餐。这是“阿波罗”系列航天器最后一次执行任务,也是科罗廖夫的“小鹰”列昂诺夫最后一次进入太空。从1957年“斯普特尼克1号”升空开始,整整18年间,东西方世界围绕登月竞赛产生的一系列恩恩怨怨,最终烟消云散。这一回,全人类都是胜利者。

(参考资料:Starman: The Truth Behind the Legend of Yuri Gagarin, by Piers Bizony & Jamie Doran;[苏]阿列克谢耶夫·罗曼诺夫著,富杰译,温金泉校:《驯火人:宇宙飞船设计师科罗廖夫》)