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俄罗斯航天真的没落了?间谍卫星今年4次坠落

2022年12月30日 14:55 PDF版 分享转发

自2018年到2022年整四年的时间,保持着几乎平均每年一颗的效率,一共发布了4颗军用侦察,又名“”。然而成功颗数:“居然是0诶!”

目前这个局面对俄罗斯而言,多少是有些尴尬了。要知道,上世纪的的激烈竞争,可是直接促进人类的航天技术前进了好几十年,甚至上百年,然而如今继承苏联衣钵的最大国家——俄罗斯,怎么就拉成这了呢?难道航天大国的名声名不副实了吗?屡次发射失败的背后,又有什么根本原因呢?

接连坠落四颗,俄罗斯发射新的卫星简直是迫在眉睫

俄罗斯这一阶段的第一颗侦察卫星是2018年发的,目的是用于测试分辨率与校准轨道试验,准确说来就是颗“工具星”,现在已经失效;第二颗于2021年发射,属于是发之前不知不觉,发之后也实现了悄无声息的那颗,“一点儿动静都没有”地就脱离了轨道消失在了大气层。

后来的第三颗和第四颗都是在2022年发出。第三颗卫星代号是“宇宙-2555”,4月30号发射出去,进入轨道后连激活都还没有激活,直接就进入大气层烧毁了,短暂的生命仅“维持”了20多天。

俄罗斯航天部门是越挫越勇、越勇越战,紧赶着就在2022年10月发射了本年度的最后一颗“宇宙-2560”。这一颗是10月16日凌晨发射的,也紧赶慢赶了今年的最后几天,在12月10日完成了“意料之中”的坠毁。

一方面,俄罗斯军方自身发射成功的、现役在轨运转的侦察卫星数量仅有12颗,这属于已经严重不足了,而且其中多数还是该“退休”了却仍然在运转的卫星,这也正是逼得他们加紧发射侦察卫星的主要原因之一;

而另一方面,所有发射出去的侦察卫星都遇上了要么脱轨、要么失效,要么啥声儿都没有就直接消失坠毁在宇宙的失败窘境,又是对俄罗斯航天部门的新一轮严重打击。

“军用侦察卫星”的存在本来就是进行各种军事或非军事的情报搜集,而对于作为世界大国之一的俄罗斯而言,这情形实在不容乐观。

俄罗斯多颗间谍卫星的坠落,原因是什么?

2022年的最后一颗间谍卫星是12月10日坠毁的,相关的专家分析和报道是在13号就跟着出来的。哈佛-史密松森天体物理中心科学家乔纳森·麦克道尔在《莫斯科时报》上告诉媒体:这一颗卫星失控坠毁的原因,和前几颗是一样的——都是压根没有进入其预定的运行轨道,只是在天空中短暂地停留了一下就咻地消失了。

而造成这个卫星无法进入轨道的原因目前还没有明确披露,但经过分析之后也很简单。首先排除年久失修、老化失灵的原因,毕竟发射上去才刚刚转完一圈就掉下来了,能年久失修到什么地步啊!那最后也最有可能的就是,俄罗斯卫星中心研发卫星时在哪个小细节或者小环节出现了问题,比如,在俄罗斯一直非常忧患的光学电子元件研发方面。

虽然俄罗斯一直对外保密坠落卫星的具体性质和作用,但据一直紧盯俄方不放松的美国表示,2022年坠毁的两颗卫星都是军用光学卫星,功能也很明显:“永不眨眼”地全时段持续侦察目标信息变化。

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军用光学卫星必定离不开光学电子元件。俄罗斯的光学电子元件是个什么样的存在呢?大概就是坦克用的是白俄罗斯的火控瞄准镜,战斗机用的是白俄的光学仪器,侦察卫星用的是白俄的光学相机……基本跟俄罗斯无关的水平。

这其中很大是历史遗留因素。苏联时代的电子工业产业是分工合作,乌克兰负责电子信息工业,那白俄罗斯就负责半导体工业板块和技术开发。而随着时代更迭、苏联解体,俄罗斯的电子元件产业研发就相较于美国等大国显得滞后了许多。总的来说,就是在真空电子管小型化的道路上一骑绝尘,而精细化晶体管的研发上稍逊一筹。

可偏偏,电子元件工业中尤其光学领域是没有捷径可走的,差之毫厘就是谬以千里。比如,如果光学相机的镜头口径能增加30米,那静轨光学侦察卫星就能多1米的分辨率。

可事实上,这样大的镜头需要的技术和工艺不仅难以实现,如果在功耗、体积、运算能力和发射功率上哪怕差一点,就会造成n倍数代差的失误,就是永远也对不上豁口的楔子。

除了技术上的受限以外,他国的外部制裁使得俄罗斯本身的航天电子元件可靠性远远不足,来源欠缺、技术跟不上现代需求,这也就给了周围虎视眈眈的其他国家可乘之机。毕竟,事实上,究竟是俄罗斯的航天电子元件技术已经差劲到连着四次都送不上一颗侦察卫星了?还是这其中被真正的“间谍”浑水摸鱼动了手脚,谁也不得而知。

如果说电子元件研发上的“跟不上趟”是导致多颗卫星失利的技术上原因的话,那要是深入去分析俄罗斯间谍卫星一颗接一颗地坠毁的深层次原因,就避不开俄军方对卫星的迫切需求这一大背景了。

迫切需求一是因为,正在“服役”的侦察卫星已经不够用了;二则是最重要的:在持续已久的俄乌冲突中,乌克兰方面凭借着美方暗地里提供的上千颗卫星组成的卫星侦察情报网,真的是一直在不断地给俄罗斯造成威胁、进行挑衅。

也正是因此,俄罗斯当局才会在没弄清楚失败原因的情况下,一而再、再而三地多次发射侦察卫星。

苏联在冷战时期就曾多次发射“短期”侦察卫星,这些卫星进入轨道后只会短暂地工作8到15天,然后把带着胶卷和相机的返回舱送回地面——这也正是它们的任务和使命所在。

这一系列卫星叫做“天顶”系列,任务就是在战时的这种紧急时刻查缺补漏,作监控战场的作用。只可惜的是,冷战时期苏联成功了,如今俄乌时,俄罗斯失败了。

在卫星监控下的俄乌战场简直就是一清二楚的透明。与乌克兰军方合作的美国Maxar公司的商业遥感卫星分辨率可以达到0.15级别,拍摄出的卫星图像能够将俄军的部署情况展露无遗,而这种级别的分辨率已经超过了冷战时期苏联的顶级侦察卫星的分辨率。

此外,美国的雷达卫星公司Cepella(卡佩拉)也在俄乌战争期间为乌克兰提供了大量的俄军部署卫星图像。

同时,乌克兰方面还联系上了马斯克,开通了大名鼎鼎的“星链”服务。这意味着乌克兰一半以上的领土,包括基辅在内的西部和马里乌波尔在内的南部都将在星链的2000多颗卫星的服务之下。

《伦敦时报》甚至发文表示,乌克兰军队的无人机是与星链终端相连接的,可以在任何时候发出求救信息、和照片视频。要是他们被允许,开个视频直播都可以。

而面对这样的信息加卫星双威胁,俄罗斯自然不可能坐以待毙。只是,冷战时代的苏联神话“天基监视系统”因为解体后俄罗斯糟糕的财政情况而无以为继,而好不容易建设起来的“捷琳娜”无线电监视卫星星座也依然没有实现它的设计者所期望的那样“大展拳脚”。

俄罗斯发送的第一颗莲花S侦察卫星在轨运行已经7年了,此后虽然也在陆陆续续发送了四颗,但收效甚微。

而收效甚微的原因正是,解体之后的俄罗斯失去了在火箭研发上更有优势的南方局(即乌克兰部分),选择了用自己联盟的火箭发送卫星。

而为了适配运力不得不删减了许多电子设备,比如可以增加探测精度的探测天线。所以,俄罗斯的卫星发射是上一颗落一颗,几乎一夕之间,本就不富裕的俄罗斯航天技术更加雪上加霜。

和中美相比,俄罗斯航天技术究竟算不算拉胯?

当然首先得明确的是,跟谁比?要是跟非洲地区连饭都还吃不饱的苦难人民比,俄罗斯这水平叫一骑绝尘拍马难追。可要是跟航天大国美国比,俄罗斯这叫岌岌可危危在旦夕朝夕难保。跟中国比的话只能说,俄罗斯再这么下去的结果必然是被反超。

【1】俄罗斯VS美国,“星球大战”中分道扬镳的两个超级大国

其实追根究底来说,俄罗斯和美国的航天技术源头在二战时的德国。二战的纳粹德国研发并建立了操作性弹道导弹,德国研发出的V-2火箭正是美苏早期火箭设计的基础。

二战结束后,德国科学家被同盟国各自要走,美国因为“回纹针行动”秘密带走了德国的一大批工程师与科学家,奠定了美国的航天计划。

冷战局面下,美苏开始了太空竞赛。这一期间的美苏两方属于是谁也不服气谁。你往月球发一颗人造卫星,我就往金星发一颗,你要是搞一个无人驾驶空间探测器,那我就朝近地轨道来一个载人飞船……可以说,这一时期,美苏两方虽然斗得不可开交,但总体来说实力还是不相上下的,苏联甚至隐隐透露出居上风之势。

苏联在这段时间内研制出了保持世界最强运载能力记录的11K25“能源”号运载火箭,这架火箭之上从推力最大的液体发动机RD170、到堪比美国航天飞机的主发动机SSME的芯级氢氧机RD0120,每一样都是当时最顶尖的技术与呈现。而只可惜,这最终也成为了苏联的余辉。

一切的转折点是冷战结束,苏联解体。解体后的俄罗斯面临着极其困难的局面:金融崩溃、航天产品几乎全都被废弃、人才也被美国挖走。

俄罗斯至今仍在解决火箭上的氢氧上面级(火箭的一部分)实用化问题,加上它是一个高纬度国家,导致了它的高轨道性能较差,轨道精准性难以把握。所以俄罗斯当然是航天强国,但很明显它在火箭等方面有着还需突破的困境。

此时的美国失去了苏联这个劲敌,走的是优哉游哉发展的路子。不再憋着气较着劲搞载人登月这种“不争馒头争口气”的面子工程,而是选择了慢慢悠悠地发展商业遥感卫星产业和军用航天技术。当然,凭着技术的预研水平和累积下来的实际经验,美国哪怕没有了进取心也稳稳站着第一的位置。

【2】有俄罗斯在前做榜样,中国的航天之路会走得稳扎稳打

与美苏两国争霸式地发展航天技术是为了较劲争第一不同,中国发展航天的目标十分明确:首先是研发弹道导弹,配合核武器使用;其次才是其他的航天创新力。

至今为止,中国在运载火箭技术,载人飞船技术,导弹预警卫星、遥感卫星、近地观测卫星、高分辨率侦察卫星等卫星上都取得了极大的进步。从“天问一号”登陆火星,“嫦娥五号”月球取土返回地球,到天宫号空间站(天和号核心舱+问天号核心舱)的建立……

更别提,在“十二五”期间,中国航天科技集团公司共成功发射了86箭138星,发射成功率达97.7%,创造了世界最高航天发射成功率。其中值得骄傲的是,2015年共发射19箭45星,全部成功,成功率100%。

这是值得我们所高兴,甚至引以为豪的事情。但同样值得警醒我们的是,中国在航天的路上还有很长一截路要走。这截路,俄罗斯已经走在了我们前面,为我们打好了样。

仅火箭一个方面而言,中国航天还处在最基础的起步阶段,因为我们没有大功率的液氧液氢发动机和煤油发动机,而这一点上,上文中提到的俄罗斯的RD170和RD0120发动机永远是值得学习的榜样。

此外,在载人飞船和空间站方面,中国先后成功发射了多艘载人飞船进入到太空,现在已经是“神州十五号”了;也发射了“天宫”系列载人空间站,建设了中国的空间站基本构型。

只是,相比起美国与俄罗斯在国际空间站和各自航天站上长期驻扎的积累出的经验,中国要下苦功夫的确还多得多。毕竟,俄罗斯的第三代空间站“和平号”是直接碾压了美国存在的黑科技!

虽然俄罗斯在苏联解体后没有什么全球瞩目的航天成就,但它的航天技术至今仍然是不可小觑的。但是,航天技术并不是一个先发者必胜的领域,也从不阻挡后来居上的脚步。

美国与俄罗斯的航天技术是在冷战的特殊时局下爆发性发展,而中国也一定能在和平年代一步一个脚印地追赶上来。只是,看到作为昔日霸主的俄罗斯航天工业,如今吃着老本不掩颓势地研究为何每颗卫星都坠落,对中国也必然是个痛心的警惕。

来源:科普启示录

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