俄罗斯版猎鹰——联盟5火箭首飞

北京时间5月1日凌晨2点，俄罗斯全新的联盟-5号火箭于完成了首次飞行。火箭从拜科努尔航天发射场升空，执行了一次搭载模拟载荷的亚轨道演示任务，这将为它正式投入服役铺平道路。

俄罗斯目前大多数现役运载火箭都是基于成熟设计的迭代产物，但这些传统迭代设计的上升空间终究是有限的。联盟-5号火箭尽管名字里带有“联盟”，但联盟-5号与联盟系列火箭没有任何关联或相似之处。联盟系列火箭是谢尔盖·科罗廖夫在1957年设计的R-7导弹的迭代发展产品，目前的联盟-2号是俄罗斯太空计划的主力，承担着向国际空间站运送宇航员和物资的任务，同时也负责军事和科学卫星的部署。联盟（Soyuz，俄语为Союз）一词意为联合，即苏联。科罗廖夫当初设计联盟火箭时正值苏联时期。
而联盟-5号的研发始于2015年，项目代号为“凤凰”（Fenix）。这枚火箭也曾被称为“额尔齐斯”（Irtysh，以流经哈萨克斯坦和俄罗斯的一条河流命名），以及“松卡尔”（Sunkar，哈萨克语意为“猎鹰”）。从图纸到发射台，这枚火箭一路走来颇为坎坷，在设计、用途乃至命名上都经历了多次变动。“额尔齐斯”这个名字反映了一段历史，当时曾计划推出一系列以河流命名的火箭：在此构想下，“额尔齐斯”将作为两级中型运载火箭，同时也将成为更庞大、更强劲的“叶尼塞”（Yenisey）和“顿河”（Don）火箭的一级基础。（1）替代乌克兰产的天顶号联盟-5号存在的一个关键理由是，在俄乌持续的合作变得难以为继后，俄罗斯需要替代“天顶号”（Zenit）系列火箭。“天顶号”在苏联时期由米哈伊尔·杨格尔的南方设计局研发，并由南方机械制造厂生产。苏联解体后，这些企业归属乌克兰，但仍继续与俄罗斯太空计划保持合作，直到2014年俄罗斯占领克里米亚，两国关系破裂。最后一次“天顶号”的发射是在2017年，使用的是此前已完工的硬件。“天顶-2号”于1985年首飞，曾是俄罗斯火箭家族中相对较新的成员。它的运载能力介于“联盟号”和更大的“质子号”之间，填补了重要的运力空白，尽管它在商业发射市场上的成功多于政府任务。在加装了“Block-DM”第三级后，“天顶-3SL”成为了俄罗斯、乌克兰和美国商业部门合作的“海上发射”（Sea Launch）项目的核心，火箭从位于赤道海域的一座改装石油平台“奥德赛”号上发射升空。（2）沿用天顶号发射台“拜捷列克”（Baiterek）项目是俄罗斯和哈萨克斯坦的一项搁置的合资计划，旨在将安加拉火箭的发射引入拜科努尔航天发射场，这也是联盟-5号诞生的另一个前奏。由于安加拉研发成本大幅上涨且进度延误，该项目一度被搁置。但联盟-5号成本更低，且有机会复用现有的基础设施，这成为了新合作的基础。俄罗斯和哈萨克斯坦于2016年成立了一家新的合资公司，以促进包括商业载荷在内的拜科努尔发射任务。
“联盟-5号”的设计初衷是利用现有的“天顶号”发射台——拜科努尔的45/1工位和“海上发射”平台——只需进行改造而无需完全重建。哈萨克斯坦原本就拥有一座闲置的“天顶号”总装测试厂房（42号工位）以及45号工位的发射设施。在最后一次“天顶号”发射后，俄罗斯国家航天集团（Roscosmos）终止了租赁，这些设施的管理权交还给了哈萨克斯坦。“联盟-5号”的首飞正是从45/1工位进行的。这原本是拜科努尔的两个“天顶号”发射台之一：相邻的45/2工位在1990年10月被毁——当时仅从该工位进行了第二次发射，“天顶-2号”的一级发动机在升空几秒后发生故障，火箭坠回发射台并发生爆炸。除了“海上发射”任务外，45/1工位承担了所有其他的“天顶号”发射任务，而在“联盟-5号”首飞之前，该工位的上一次任务正是2017年的最后一次“天顶号”发射。（3）联盟-5号火箭介绍联盟-5号由萨马拉的进步火箭航天中心（RKTs Progress）建造，该公司也制造“联盟-2号”火箭。首枚联盟-5号的组装始于2019年，尽管当时它的一些系统仍处于测试阶段。作为一款两级火箭，高62.5米，直径约4.1米。它比直径3.9米的“天顶号”略宽，选择增加直径是为了能够复用“质子号”火箭的现有工装，从而加快研发速度。第一级由一台RD-171MV发动机提供动力，这是一款拥有四个燃烧室的单台发动机。它衍生自“天顶号”使用的RD-171发动机，但仅使用俄罗斯本土组件并配备了新的控制系统。它能提供超过7.8兆牛的推力，真空比冲为37.2秒，是有史以来最强大的火箭发动机之一。第二级使用由化学自动化设计局制造的一台RD-0124MS发动机，推力约为592千牛，真空比冲为359秒。两级火箭均使用煤油作为燃料，液氧（LOX）作为氧化剂。对于有需要的任务，联盟-5号可以搭载额外的第三级飞行。如果任务需求必要，“天顶号”曾使用过的“Block-DM”和“微风-M”（Fregat）上面级的改型都可以在联盟-5号上使用。一枚直径4米的整流罩将火箭鼻锥处的载荷包裹在内。在周六的试飞之前，除了任务将搭载模拟载荷并进行亚轨道发射外，几乎没有公布任何细节。预计第一级将在升空约三分钟后分离，五秒后整流罩分离。第二级预计在飞行约九个半分钟后关机，几秒后载荷分离。发射前发布的航行通告（NOTAMs）显示，第二级和载荷预计将在日本东海岸外的太平洋上空再入大气层。