在“宮斗”中勝出的質子火箭

文 / 遲惑

▲ 早期的質子火箭家族

2019年11月2日，俄羅斯國家航天集團公司新聞處宣布，五年后將用無毒燃料的安加拉號火箭完全取代有毒燃料的質子號運載火箭。聽起來是吹響了新時代的號角，然而實際上，與2018年的消息相比，“質子”火箭退役計劃推遲了5年。

但是不管怎么說，服役了50多年的“質子”終歸是要淡出江湖的。一種火箭能做到這樣的成績，它的研制者們是完全可以引以為傲的。但是，如果我們回顧歷史，會發現“質子”火箭的誕生也并不是那么容易，總設計師切洛梅不但克服了無數的技術困難，而且經歷了一段驚心動魄的“宮斗”，踏錯一步就不會有什么“質子”火箭了。

▲ 弗拉基米爾-切洛梅

宮斗&吞并

回顧“質子”火箭的起步，有一段驚心動魄的歷史。兩位火箭巨頭為了抓住對航天事業的主導權，不但要與美國宇航局以及馮·布勞恩賽跑，彼此之間還要進行漫長而殘酷的“宮斗”，這兩個人就是科羅廖夫和切洛梅。“質子”火箭是這場大戲落幕之后的唯一幸存者。

1958年，尼基塔·赫魯曉夫正式成為蘇聯共產黨中央委員會第一書記、蘇聯部長會議主席。在武器裝備發展的問題上，赫魯曉夫幾乎毫不掩飾地偏愛導彈核武器，他為此砍掉了不計其數的常規武器，甚至把海軍叫做“浮動的棺材”。空軍裝備也未能幸免，按照他的命令，空軍只能改進現有的作戰飛機，不準發起新型號的研制。

這時的科羅廖夫已經用R-7火箭發射了第一顆人造衛星“斯普特尼克”，正在全力投入第一艘載人飛船的研制工作，春風得意，似乎沒有什么人能望其項背。然而在重大的歷史機遇面前，總會有些人站出來挑戰既成事實。

1955年，航空設計師出身的弗拉基米爾·切洛梅組建了OKB-52設計局。斯普特尼克衛星發射之后，切洛梅就在內部提出，要研發自己的航天器和火箭。1960年4月，切洛梅拿出了一系列火箭設計藍圖，起飛質量最小的有150噸，最大的達到1500噸。

OKB-276設計局總設計師尼古萊·庫茲涅佐夫提出，可以為切洛梅的構想研制一種液氧煤油發動機，OKB-300設計局的謝爾蓋·圖曼斯基也作出了同樣的表態。切洛梅最后決定，先研制一種叫做A-300的火箭，它采用10臺OKB-276設計局的NK-9發動機作為第一級，能把10～12噸的有效載荷送入近地軌道。

就在切洛梅摩拳擦掌研制A-300火箭的時候，米亞西舍夫領導的OKB-23設計局正在研制航天飛機，但隨著設計工作的推進，航天飛機的設計起飛質量越來越大，很快超過了R-7火箭的運載能力。總設計師弗拉基米爾·米亞西舍夫打算研制一種運載能力兩倍于R-7的大型三級捆綁式火箭。然而，OKB-23是一個比較年輕的飛機設計局，人力物力和設計經驗都比較薄弱。1960年初夏，米亞西舍夫找到了切洛梅，希望兩家能合作研制一種大型運載火箭。至此，“質子”火箭的頂層團隊都出場了。

作為重要單位的負責人，切洛梅有一項優勢，是科羅廖夫也無法相提并論的，那就是和赫魯曉夫的私人關系。切洛梅有渠道直接面見赫魯曉夫，呈上他對于航天技術發展的意見。這種私交成了“質子”火箭成功的必要因素之一。1960年5月10日，切洛梅給赫魯曉夫作了一場匯報。兩天之后，赫魯曉夫就做出決定，把切洛梅的想法升格為政府航天計劃。

好不容易才搭建起蘇聯航天事業的框架，切洛梅居然就這樣走上層路線闖了進來，這讓科羅廖夫大為不滿。他在5月30日致信國防工業委員會，抗議切洛梅打壓OKB-1設計局和R-7火箭的企圖。科羅廖夫還在信后附上了自己起草的蘇聯航天事業規劃，希望能取代切洛梅的方案。在科羅廖夫的規劃中，砍掉了切洛梅提出的幾乎所有型號，只留下了A-600和航天飛機。

▲ 科羅廖夫的N-1、馮布勞恩的土星5號和切洛梅的UR700對比

▲ 科羅廖夫設計的LK-700登月飛船，可惜他本人沒有等到發射就去世了

▲ 米亞西舍夫設計的重型轟炸機如今用來運輸大型設備

然而以赫魯曉夫為首的蘇共中央還是更青睞切洛梅。6月4日，蘇聯部長會議副主席迪米特里·烏斯季諾夫召集會議，聽取了切洛梅的報告。6月16日，負責國防工業的蘇共中央委員舍賓給切洛梅回信，同意為他的航天規劃撥款50億盧布。其中包括研制一種起飛重量在600～700噸的運載火箭和25噸重的航天飛機。具體分工是：OKB-52設計局負責研制航天飛機，OKB-23設計局負責研制火箭一級和二級，著名的蘇霍伊設計局也就是OKB-51負責研制火箭第三級。主要設計工作應當在1962年第三季度之前完成。 6月23日，蘇聯政府正式下發文件，批準切洛梅的航天規劃，其中包括研制一種兩級、600噸的火箭。還要求航空工業部拿出實施方案，確保在1961年年底之前完成火箭設計工作。

還有一部分是從擬聲詞轉換而來的AA式重疊動詞，如：嘚嘚、叭叭、叨叨、吵吵、哼哼、嘎嘎、記記、咧咧、曲曲、嗡嗡、囔囔等。從感情色彩來看，動詞重疊AA式多數是表示貶義的。

為了保證火箭研制進度，切洛梅又采取了一項大動作—— 他吞并了米亞西舍夫的OKB-23設計局，把設計隊伍和未完工的大型工廠全部收入囊中。OKB-23被改編為OKB-52下屬的第一分局，由OKB-52的第一副總設計師維克多·布蓋斯基出任分局長；帕瓦爾·伊萬申被任命為火箭總設計師。切洛梅還調集了大批優秀人才充實第一分局，使之成為運載火箭和彈道導彈研制的主力單位，“質子”也是第一分局的杰作。

500噸的8K82

就在切洛梅大展身手之際，蘇聯高層已經認識到了，航天戰線拉得有點長。蘇聯部長會議決定在1960年6月的航天發展戰略基礎上進行一定的收縮。1961年5月13日，蘇聯政府發布新的文件，縮減了航天開支，其中明確指出，A-600火箭的設計工作必須在1962年完成。

有鑒于此，切洛梅在1961年修改了A-600的設計，把它縮小成一種起飛質量500噸的兩級火箭，內部編號8K82。為了爭取蘇聯軍方的支持，切洛梅給8K82設計了彈道導彈功能，把它部署在地下發射井，使之可以運送一顆超重型核彈！

8K82最初的設計方案中，打算捆綁4枚UR-200彈道導彈作為第一級（這種導彈也是OKB-52的在研型號），再加上一個第二級。不過利用縮比模型進行振動試驗后，設計師們發現此路不通。于是，OKB-52的兩位設計師提出了不同的技術路線。來自OKB-23設計局的維克多·布蓋斯基認為，應當采用串聯結構，火箭直徑不超過蘇聯鐵路允許的列車寬度，但這樣一來，火箭就會非常細長。另一名設計師拉德車諾克則力推捆綁模式，火箭芯級攜帶氧化劑儲箱，周圍捆綁6個直徑較小的推進劑儲箱。僅通過對比論證，第二種方案更加合適。這也成為“質子”火箭的最終方案。不過有趣的是，1966年頒布的“質子”成果證書上，布蓋斯基和拉德車諾克都名列其中。

起初，設計師們打算讓8K82沿用UR-200的第一級發動機，不過要并聯15～16臺才能滿足需求，系統比較復雜。于是，設計師們改用6臺11D43發動機，單臺推力可以達到150噸。其實這是為科羅廖夫的N1登月火箭設計的，切洛梅拿來就用了。

UR-200的一級發動機用在了8k82的第二級上，并且做了一定的改進。1961年4月，8K82的設計方案得到了批準。

1962年2月，切洛梅再次面見赫魯曉夫，向他介紹了8K82的方案。但他用的是UR-500這個名稱，意思是“500噸通用火箭”。按照切洛梅的說法，8K82不但能把12～13噸的航天器送入低軌道，還能把一顆30噸的核彈扔到美國人頭上。不但如此，8K82還能用來發射軌道轟炸武器，就是把核彈發射到地球軌道上，繞著地球旋轉，什么時候想發動核打擊再降軌進入大氣層。

切洛梅在作這番匯報的時候，不小心得罪了人。當時，烏斯季諾夫也在場，但切洛梅此前并沒有把設計指標告訴他。烏斯季諾夫原本是切洛梅的支持者，但這下他不高興了，當場就表現出了明顯的不快。不過赫魯曉夫卻很高興。4月29日，蘇聯政府發布命令，批準研制8K82，用來發射核彈頭、軌道轟炸武器或者航天器。命令要求首次發射時間不晚于1963年第四季度。

1962年5月，8K82火箭總體設計基本完成，火箭芯級直徑設定在4.1米，這樣就可以通過鐵路運輸了。不過，如果有對面來車，還是可能發生碰撞。因此在火箭運往發射場的途中，蘇聯鐵路部門要進行管制，確保線路上只有載著8K82的平板車在運行。

赫魯曉夫下臺，8K82上天

這還不算完，無論OKB-52還是OKB-23，下屬的工廠原來都是造飛機的。要想改行造火箭，必須經過一番技術改造和設施重建。此外，切洛梅手下設計彈頭、導航系統、發射井的部門也忙得不可開交。

就在這樣的焦頭爛額中，8K82的首發日期推遲到了1964年。不過這也是火箭研制的常態，時至今日，世界上也沒有哪一種全新火箭可以按計劃發射的。不過，推遲得太久了就很難交代，于是切洛梅決定，先用兩級構型進行飛行試驗。7月24日，8K82運抵位于哈薩克斯坦丘拉塔姆的發射場。不過此時發動機還沒有到位，火箭上裝的是同比例模型。在準備兩級構型飛行的同時，切洛梅繼續推動三級構型的設計試驗。他在兩級構型基礎上加長了第二級，重新設計了級間段。第三級是在第二級基礎上做了縮小，只裝了一臺發動機。三級構型可以把22噸載荷送入低軌道。

▲ 切洛梅和手下的設計師們在鉆石軍事空間站艙內

9月，赫魯曉夫親自來到發射場，視察了這個蘇聯有史以來最大的航天器以及為它建造的地下發射井。赫魯曉夫為地下設施的規模所震撼，說了一句極具哲學色彩的話：“我們這是在建造啥？共產主義還是發射井？”此刻的赫魯曉夫還不知道，他的同僚們已經暗地里聯合起來要把他搞下臺。一個月之后的10月12日，赫魯曉夫被勃列日涅夫等人趕下寶座，也結束了一段歷史。

赫魯曉夫的是非功過自有后人評說，但這個變故對切洛梅來說無異于五雷轟頂。首先是他的UR-200導彈計劃被砍掉了，蘇聯軍方選擇了R-36導彈，因為它的設計單位在勃列日涅夫的家鄉，烏克蘭的第聶伯羅彼得羅夫斯克。如果切洛梅再不做點什么，UR-500就要步UR-200的后塵。

就在赫魯曉夫被趕下臺的第二天，切洛梅把一枚用于燃料加注試驗的8K82送到了發射場。12月，火箭終于豎立到了發射臺上。按照慣例，為了確保安全，要向火箭中加注清水而不是真的燃料。不過12月的哈薩克斯坦草原滴水成冰，為了保證試驗正常進行，切洛梅拿出了俄羅斯人的看家本領——他向火箭中加注的是40%酒精溶液，和伏特加的度數一模一樣。為了運送這么多伏特加，動用了整整15輛鐵路罐車。歷史記錄當中并沒有給出，這好幾百噸伏特加后來都去哪了。想來，嗜酒如命的蘇聯人寧可冒著危險把它們抽出來灌進喉嚨，也不會倒進下水道的。

1965年3月，8K82的第一枚飛行箭終于建造完成。又經過了4個月的日夜趕工，7月16日，8K82成功發射，把“質子一號”衛星送入軌道。人們因襲斯普特尼克衛星的慣例，把火箭也稱為質子，蘇聯航天史上最成功的火箭正式登上了舞臺。

貴人克爾德什

然而科羅廖夫還是不打算放過切洛梅。如果干掉了8K82，那么蘇聯政府就會集中有限的資金來支持他的N-1火箭了。科羅廖夫寫了一封信打算送往蘇聯高層。切洛梅不知道通過什么渠道聽說了這個消息，立刻派遣第一設計所所長沃羅金去面見蘇聯國防工業委員會負責人。沃羅金看到了這封信的內容，科羅廖夫不但要求立刻砍掉UR-500，而且沒有打算把UR-500已經建成的設施和設備用在N-1火箭上。更讓沃羅金肝膽俱裂的是，已經有好幾名高官在這封信上簽字同意，其中包括蘇聯部長會議副主席利昂尼德斯·米爾諾夫、蘇共中央委員會秘書長迪米特里·烏斯季諾夫（還記得切洛梅跳過他直接向赫魯曉夫匯報的事兒嗎？），以及國防工業委員會新任主席謝爾蓋·阿法納西耶夫。

▲ 切洛梅設計的鉆石軍事空間站，但只完成了一部分

▲ 切洛梅的“貴人”，蘇聯科學院院長姆斯季斯拉夫·弗謝沃洛多維奇·克爾德什

看上去切洛梅和8K82這下死定了。然而這位航天野心家再次得到貴人相助，那就是蘇聯科學院院長克爾德什。克爾德什認為，8K82用作彈道導彈實在太荒唐了，不過作為航天發射載具是有很高價值的。8月，克爾德什組織了一個委員會來研究8K82的前途。調查研究的結果支持了克爾德什的觀點。委員會還建議，用8K82火箭來發射科羅廖夫研制的LK系列環月飛行器，用國家意志來強迫這一對冤家開展合作。

▲ 1967年，質子火箭首次發射科羅廖夫設計局的 LK-1飛船，此時的飛船總師已經換成了米辛

科羅廖夫和切洛梅都是航天史上少見的天才，如果他們倆真的通力合作，沒準會搶在美國人前面實現登月。但上蒼沒有給人類提供這樣的機會，1966年1月14日，科羅廖夫因病去世，接替他的米辛既沒有把飛船搞好，也沒有把N-1火箭搞好。如果我們查看“質子K”火箭的發射記錄，會發現一件讓人無語的事情：兩級版的8K82連續四次發射都取得成功。當增加第三級、用來發射科羅廖夫設計的7K飛船時，第一次發射取得成功，此后連續失敗了4次，其中3次是火箭失敗，一次是飛船本身失敗。此后用“質子K”發射的月球任務和火星任務敗多勝少，有時候是火箭失敗，有時候是飛船或者探測器失敗。直到1970年，“質子K”火箭才穩定下來。這時候的蘇聯已經輸掉了登月競賽，再也不打算送航天員去月球了。

切洛梅的“質子K”火箭不但在殘酷的競爭中活了下來，還成為蘇聯禮炮系列空間站、和平號空間站乃至國際空間站建設的主力發射工具，冷戰結束之后，更是成為俄羅斯承攬國際商業發射的頭號主力火箭。2012年，俄羅斯甚至在它基礎上改進出了質子-M，采用更新的工藝和數字化技術，運載能力和可靠性上了一個新臺階。而此時距離切洛梅提出A-600，已經過去了50年。