能源號運載火箭:概念,研發,變型詳況,試射與計畫中止,首次發射,第二次發射,計畫中

11К25“能源”號運載火箭（俄語：11К25，Энергия）蘇聯研製的一種超重型運載火箭。能源號至今仍保持運載能力最強的世界紀錄。

基本介紹

中文名：11К25“能源”號運載火箭
外文名：11К25，Энергия
首飛：1987年5月15日
發射場：拜科努爾航天發射場

概念,研發,變型詳況,試射與計畫中止,首次發射,第二次發射,計畫中止,影響以及結局,相關設計,火神號,能源號M,能源II號,基本資料,

概念

是由能源科研生產聯合體設計的蘇聯火箭。作為重型一次性使用運載系統以及作為暴風雪號太空梭的助推器，發射緯度北緯46度，能源號近地軌道運輸能力為105噸貨物，地球靜止軌道運輸能力為20噸，美國國防部對這種火箭的代號是“SL-17”。

它是一種全新設計結構、推力大、壽命長的運載火箭，這些特點使它至少與使用得最多的聯盟號運載火箭(A4) 一樣地擴大其性能。能源號性能提高表現在能把100噸載荷送入近地軌道。這相當於目前蘇聯每年送入近地軌道的有效載荷重量的三分之一左右。一枚能源號運載火箭的近地軌道運載能力等於五枚質子號SL一13 運載能力或15枚聯盟號A4的運載能力，然而，不應構想用這樣的數字就能表明
SL一4和SL一13已經過時了，它們仍將被繼續用於它們能有效地發揮作用的各次發射任務中。很明顯，蘇聯人從 G 型運載火箭的失敗中吸取了許多有益的教訓並就直接套用於能源號運載火箭開始著手於初步設計中。基本技術要求包括：

1. 近地軌道有效載荷運載能力不少於100噸；

2.使用低溫燃料即液甲烷或液氫；

3.各級保留使用液態燃料及其可控性；

4.所有有價值的部件可回收；

5.強調機組人員的安全，即運載火箭按載人要求進行設計；

6.具有技術水平高又受過嚴格訓練的人員以保證快速發射和重新發射；

7.整個運載火箭儘可能堅固。

研發

在取消了不成功的N1火箭後，1974年，蘇聯開始了對新火箭的方案論證工作。正如NASA用太空梭取代土星5號的計畫，能源科研生產聯合體提出了祝融星計畫(Vulkan)，計畫設計一種以質子號運載火箭為基礎，使用與質子號相同燃料、比質子號更大、推力更強的、採用模組化設計的火箭。

1987年5月15日，蘇聯價值200億英鎊的“能源”號 (Energia) 重型運越火箭首次從哈薩克斯坦的丘拉坦發射場發射試飛成功，從而表明，蘇聯即將在工業開發太空方面居於領先地位。

“能源”號的研製工作可追溯到60年代。當NASA於1973年發射了天空實驗室後不得不放棄 “土星” V 時( “阿波羅一聯盟” 號的聯合飛行是在2年後用小型“土星”1B進行的)，蘇聯卻仍在繼續研究高能低溫推進技術。1981年美國防部終於宣布，蘇聯正在研究一種全新的重型運載火箭，國防部稱之謂SL一W。這種火箭既可以是用於發射大型無人有效載荷的一次性使用火箭，也可以是一種地球一軌道間的助推器，用於發射相當於美國太空梭軌道器的蘇制軌道器。有資料表明，這種軌道器是和SL一W同時研製的。

“能源” 號是一種兩級運載火箭，總長度為60m，芯級直徑約為8m。總發射質量約為19600 kN (最小估計值)，總發射推力為 29400 kN。推重比大致與美國太空梭相當。其比沖4705以上，單台推力323 kN 以上，均比美國太空梭高。 “能源” 號能將270t載荷送到低地軌道(約180km)、32t載荷送到月球或 27t載荷送到火星和金星。如經過充分改進，還能一次將270 t 載荷送入軌道，是目前世界上推力最大的運載火箭。

能源號火箭被設計用來運載暴風雪號太空梭這也是能源號的載荷位於火箭的側面而不是頂部的原因。但是能源號同樣可以執行重型衛星的發射任務，能源號的第一次發射中攜帶了“極地”號斯泰基-DM型試驗飛船。

能源號只執行過兩次發射任務，而且第一次發射中，有效載荷沒有正常工作（極地號與能源號成功分離後調整姿態失敗，重返大氣層解體）。能源－暴風雪計畫的遺產是RD-170系列發動機和天頂號運載火箭。其中天頂號火箭的芯級和能源號的助推器相同。

為解決與運載火箭多次重複使用有關的結構、回收等問題創造了必要的試驗與研究條件。“能源號”迄今仍是二次使用的運載火箭，費用昂貴。為了大幅度地降低使用成本，蘇聯正在進行火箭助推級和芯級回收與重複使用的可行性研究。在“能源號”火箭每個助推器外側的上、下兩端增設了回收設備艙，在底部還可以安裝一個獨特的摺疊式槳葉狀減速機構。在“能源號”發射後可以藉助回收系統來回收助推級乃至芯級，此可回收重複利用火箭技術亦用於安加拉號火箭。蘇聯能源號和安加拉的火箭回收技術方案比SpaceX早好多年，然而因為缺少資金研發只造了一次性的。

變型詳況

蘇聯巨型運載火箭能源號的一些方案預計會得到發展，其中最大一種方案可把215 噸的載荷送入近地軌道。第一種能源號 (1987 年5月15號發射) 是由捆綁有四台助推器的芯級和在其一側連線的帶有單台“遠地點發動機” 的上面級組成，在今年5月15號發射的能源號運載火箭中，這台 “遠地點發動機”不能正確點火。這種能源號運載火箭全長60米，能把重達130噸的有效載荷送入近地軌道。

這種能源號運載火箭改型預計用來發射蘇聯大型太空梭。在明年內可能對這種大型太空梭(可能採用一種加固型太空梭試驗模型) 進行一次不載人試驗飛行，但是載人任務飛行預計到九十年代初期以後才能實現。蘇聯的這種大型空間站 (預計1991年後蘇聯將用大型空間站來代替當前使用的和平號空間站) 能用捆綁有六台或八台助推器且備有高能上面級的能源號改進型送入軌道，能源號運載火箭最大改進型高達110米，幾乎和美國的阿波羅—土星5一樣高，但具有更大的推力。

有經驗的太空人格赫曼·泰托夫在莫斯科電台發表講話說，能源號火箭能實現建立載人的月球研究站和載人飛行到火星以及其他星球等空間計畫。能源號運載火箭可把重達32噸的有效載荷送至月球。

同時，蘇聯報紙已經透露了在普列謝茨克的北部發射場的詳細情況 , 雖然蘇聯人在1966年首次使用過這個發射場，但是他們在1984年才第一次承認它的存在。

在普列謝茨克發射場發射的衛星有閃電、流星、宇宙和國際宇宙，還包括傳送到極軌道的 “科學空間勘察”衛星。普列謝茨克發射場實質上是用來發射大部分蘇聯照像偵察衛星的發射場。宇宙號1875 (於1987年9月3號發射) 正是這種衛星。它被發射到3公里至208公里之間的軌道上，軌道傾角為73°。9月8號在普列謝茨克發射場用一枚SL一8運載火箭發射了六顆宇審號軍事通訊衛星。

閃電和流星衛星是在聯盟號運載火箭發射台上發射的，而小型和中型的宇宙號和國際宇宙衛星卻是在稱為虹號和上升號的發射台上發射。

試射與計畫中止

“能源號”只執行過兩次發射任務就因為蘇聯解體、資金不足等原因不再使用。

首次發射

能源號在1987年5月15日20時30分第一次發射，攜帶了“極地”號斯泰基-DM型試驗飛船。

發射後期，箭載RD-0120發動機提前停止燃燒，載荷未能進入預定軌道。

第二次發射

1988年11月15日進行第二次發射，能源號順利將暴風雪號太空梭送入預定軌道。

計畫中止

伴隨著蘇聯解體，能源號火箭停止生產。雖然能源號不再生產，由其助推器發展的天頂號火箭仍在服役，其主發動機RD-170衍生的RD-171仍使用於天頂號火箭。

影響以及結局

能源號運載火箭所使用的氫氧發動機RD-0120，它的真空推力為190噸，真空比沖為454.5秒（僅次於美國338噸的RS-68、213噸的SSME、優於法國136噸的Vulcain 2，日本111噸的LE-7A）。美國的宇宙神五號運載火箭使用RD-170系列火箭發動機的衍生型號RD-180，美國的安塔瑞斯號運載火箭使用衍生型號RD-181。韓國羅老號火箭以及俄羅斯安加拉火箭使用另一衍生型號RD-191。天頂號運載火箭則與美國、俄羅斯、烏克蘭、挪威四國成立海上發射平台，這家公司擁有能源號全自動發射技術，這項技術目前是世界上最先進的，而且是獨家的。能源號大體和N-1運載火箭、TOPAZ-2型空間核反應堆電源以及雅克141結局一樣被美國人購買用做航空航天技術儲備。

由於政治和經濟原因，僅存的能源號M火箭只能存放在庫房中，任灰塵飛揚，儀器老化。2002年，暴風雪號太空梭中可以飛行的一架連同能源號火箭一道，因拜科努爾的廠房坍塌而被摧毀。至此暴風雪計畫在淒涼慘澹中徹底終結。