意义重大，安加拉-A5火箭首担大任

　　6月19日，俄罗斯现役最大火箭安加拉-A5完成第五次飞行，将一颗军用卫星送入轨道。这是该火箭首飞11年以来首次部署主载荷。那么，安加拉-A5火箭有哪些技术亮点?对俄罗斯火箭梯队完善、俄罗斯航天工程建设具有哪些重大意义?未来，安加拉系列乃至俄罗斯火箭家族有可能怎样发展呢?

　　模块构造 克服挑战

　　安加拉-A5火箭的基本构型颇有特色。第一级和助推器并联5个2.8米直径的URM-1通用火箭模块。每个模块配备一台RD-191液氧煤油发动机，拥有完整的推进剂贮箱、发动机舱段和配套管路，可获取超过950吨起飞推力。第二级采用URM-2通用火箭模块，配置一台和联盟-2.1b火箭第二级相同的RD-0124A液氧煤油发动机。这个构型设计可将24.5吨载荷送入近地轨道。

　　安加拉-A5火箭第一级与助推器的发动机特写

　　如果想执行高轨发射任务，安加拉-A5火箭还需加装上面级，包括为质子-M火箭开发的“微风-M”，配备8.5吨推力发动机和轻型电子设备舱的“英仙座”，以及特意为俄罗斯东方发射场准备的、配备5吨推力高比冲发动机的“猎户座”。

　　外界认为，不同的上面级可能体现了俄罗斯航天任务规划：安加拉-A5火箭未来主要在普列谢茨克发射场执行重载中低轨任务，需要更大推力;东方发射场主要执行高速载荷发射任务，需要效率更好的上面级。

　　此外，安加拉-A5火箭有可能配备KVTK氢氧发动机上面级，使用一台比冲470秒的发动机，尝试将地球静止轨道运力从使用“猎户座”时的3.9吨提高至5吨。

　　性能不俗的安加拉-A5火箭为什么长期发射模拟载荷呢?这要从其技术状态和载荷供给两方面来分析。

　　一方面，自2014年底首飞以来，安加拉-A5火箭受到第一级共振、超重等技术问题困扰，还要克服生产线更换等不利因素，迫使第二次飞行拖到2020年底。2021年底，安加拉-A5火箭配备“英仙座”进行第三次飞行，不料制导系统参数设置错误，入轨偏差过大，上面级又因制造缺陷而未点火，任务失败。直到2024年4月安加拉-A5火箭第四次试飞，也是首次在东方发射场升空，“猎户座”成功完成任务，部署了模拟载荷和一颗立方星。

　　另一方面，俄罗斯迟迟无法为安加拉-A5火箭提供合适的大型载荷。外界认为，2014年克里米亚事件后，西方对俄罗斯发起制裁，包括禁售高性能航天电子元器件，阻碍了俄罗斯先进航天载荷研发工作，大量采用进口元器件的高轨卫星陷入生产停滞，大型火箭的“用武之地”一度大幅减少。

　　而且，受限于材料、工艺、资金投入等，性能相近的俄制航天元器件相比西方同类产品，往往更大更重，导致安加拉-A5火箭初期型的运力指标似乎“捉襟见肘”，一度令俄罗斯军方对该火箭怀有疑虑。所幸本次安加拉-A5火箭成功将军用卫星送入轨道，证明了自身的实用性。

　　雄心勃勃 担当重任

　　作为苏联解体后俄罗斯自研的新一代运载火箭，安加拉系列火箭的最初发展规划很有魄力：

　　第一，不依赖哈萨克斯坦拜科努尔发射场，计划在俄罗斯普列谢茨克发射场和东方发射场高效运作，确保俄罗斯航天拥有独立自主的高轨载荷投送能力。

　　第二，选用无毒无污染推进剂，尽快替代采用剧毒燃料、进入21世纪后逐渐不太可靠的质子-M火箭等老旧型号。

　　第三，将不同数量和配置的模块高效组合为不同构型的火箭，包括单个模块作为第一级的小型火箭、第一级由3个模块并联的中型火箭、第一级和助推器共5个模块并联的大型火箭以及采用7个模块的超大型火箭，规划为“安加拉-A1/A3/A5/A7”。再搭配通用的第二级模块和不同的上面级，安加拉-A1/A3/A5火箭将具备3～24吨级近地轨道运力以及2～8吨级地球同步转移轨道运力。这意味着，安加拉系列火箭有望取代联盟-2、天顶-2/3、质子-M等一系列火箭。

　　安加拉系列火箭曾被赋予“补短板”的使命。由于俄罗斯发射场纬度较高，火箭前往地球静止轨道需要更大的速度增量，造成俄罗斯同等规模火箭的高轨运力相对较低。例如，美国大力神-4火箭的近地轨道运力稍低于“质子-M”，但配备半人马座上面级后，理论上地球同步转移轨道运力达12.5吨，几乎是“质子-M”的2倍。

　　按计划，安加拉-A7火箭搭配KVTK-A7上面级后，有望具备12吨以上的地球同步转移轨道运力，促使俄罗斯高轨投送能力首次接近美欧。

　　然而，安加拉系列火箭的模块化发展并不顺利。随着任务需求和科研生产形势变化，安加拉-A1.1/A3/A7火箭均被取消，目前仅有安加拉-A1.2/A5火箭服役。而且，KVTK氢氧上面级研发进度缓慢。

　　即便如此，安加拉-A5火箭的运力也超过了质子M火箭与“微风-M”的组合，支持俄罗斯独立发射更大的高价值载荷，包括被外界称为“俄罗斯锁眼”的新一代光学遥感卫星、多轨道多用途互联网星座、月球探测器、火卫一采样返回航天器等。

　　随着国际空间站加剧老化，俄罗斯正在积极筹建极地太阳同步轨道空间站，其舱段和新一代载人飞船将由安加拉-A5火箭及其改进型发射。未来，俄罗斯载人月球计划也将由该系列大型火箭担当主力。可以说，安加拉系列大型火箭将“接班”联盟-2火箭，成为俄罗斯载人航天新一代核心。

　　谋划未来 多路推进

　　安加拉-A5火箭初步解决了长期困扰稳定状态的问题，但还需通过持续投入，更多优化生产流程，提高性价比和可靠性，争取全面超越“质子-M”等老旧型号。整体进度拖延和多个构型取消，导致安加拉系列火箭的通用化、模块化优势难以充分发挥，俄罗斯科研人员有必要继续拓展该系列型号和应用范围。

　　例如，俄方提出了一种名为“安加拉-A5M”的改进型，第一级和助推器采用推力超过200吨的RD-191M发动机，换用轻量化复合材料，以便将近地轨道运力提高至27吨以上，同时实现控制系统全面国产化。

　　根据俄罗斯厂商估算，“安加拉-A5M”的单位成本有望比“安加拉-A5”降低20%。目前，2枚“安加拉-A5M”正在组装，计划于2027年首飞。未来，第三枚“安加拉-A5M”很可能用于发射俄罗斯空间站首个模块。

　　更进一步，俄方正在设计一种更强大的改进型“安加拉-A5V”，继承了“安加拉-A5M”的第一级和助推器，同时将第二级的URM-2通用火箭模块和半低温上面级更换为采用2台RD-0150氢氧发动机的URM-2V通用火箭模块(V在俄语里代表氢)，将近地轨道运力提高至37吨以上，执行高速载荷发射任务。

　　不过，如果俄罗斯筹划载人登月任务，安加拉-A5V火箭恐怕仍不能满足需求。方案论证表明，载人登月火箭有必要将安加拉-A5V火箭的第一级和助推器继续升级，换用推力更大且带有可展开喷管的RD-195发动机，近地轨道运力将不低于40吨。

　　据公开资料显示，除了安加拉系列火箭外，俄罗斯航天还在重点推进两款新型火箭研制工作，努力完善航天运输梯队。

　　其中，联盟-5中型火箭被外界戏称为“俄罗斯天顶”，有望于2026年首飞。完成替代从乌克兰进口的部件后，联盟-5火箭将在号称“史上最强液体火箭发动机”的RD-171MV液氧煤油发动机驱动下，利用哈萨克斯坦拜科努尔发射场的原天顶火箭工位，在国际航天发射市场上积极争取订单。此外，俄罗斯还有使用RD-180发动机的“联盟-6”方案。

　　另一个重点型号则是使用RD-0169A液氧甲烷发动机的“阿穆尔”(又称“联盟-7”)可回收复用火箭，设计近地轨道运力在回收第一级模式下为10.5吨，在不回收模式下超过13吨，太阳同步轨道运力超过10吨，将承担高频次发射不同种类卫星、快速组网“球体”星座等任务。但配套发动机进展缓慢，迫使“阿穆尔”首飞很难早于2028年。

　　总体来看，俄罗斯新一代火箭发展路线清晰，但经济形势和空间任务需求将决定有关计划能否尽快全面收获成果。

文章转载于：中国航天报·飞天科普周刊