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2024年俄罗斯航天发射任务统计分析

1 2024年俄罗斯航天发射任务总体特点
2024年俄罗斯共计17次航天发射,其中“联盟”(Soyuz)系列15次,“安加拉”(Angara)系列2次,具体包括:联盟-2.1a火箭8次,联盟-2.1b火箭6次,联盟-2.1v火箭1次,安加拉-A5火箭1次,安加拉-1.2火箭1次。

卫星和空间站任务圆满完成,“联盟”系列火箭运行正常2024年,俄罗斯共计发射了8次卫星,其中民用卫星5次,军用卫星4次。其中,民用卫星包括流星-M(Meteor-M)第2-4号水文气象卫星、用于跟踪船只的自动识别系统星座(SITRO-AIS)16颗卫星、1颗锐利-2M(Sharp-2M)地球遥感卫星、1颗资源-P4(Resource-P4)地球遥感卫星、1颗资源-P5地球遥感卫星、2颗电离层-M(Ionosfera-M)太阳物理观测卫星、53颗小型卫星,以及监视北极航道的秃鹰-FKA(Kondor-FKA)卫星等。军用卫星则为宇宙-2575(Kosmos-2575)、俄罗斯空天军发射的一颗军用卫星,以及供俄罗斯国防部使用的数颗军用卫星(型号暂未明确)等。

2024年,俄罗斯共计发射了6次“进步”(Progress)系列飞船,其中货运飞船分别为进步MS-26/27/28/29,为“国际空间站”运送了很多物资,包括用于机组人员和维护“国际空间站”的物品、燃料、饮用水和氮气等。

载人飞船为联盟MS-25和联盟-26,共计飞行两次。其中,联盟-25舱组人员在“国际空间站”开展了长达180天的科研任务,联盟-26舱组人员则完成了俄罗斯2024年度最长的一次太空行走,整个过程持续7小时17分钟。

“安加拉”系列火箭时隔多年再次亮相2024年,俄罗斯共发射了两款“安加拉”系列火箭,分别为安加拉-1.2轻型火箭和安加拉-A5重型火箭。其中,安加拉-A5是苏联解体后俄罗斯研制的第一枚重型运载火箭,由赫鲁尼切夫国家航天研究与生产中心负责研制。2014年12月23日,安加拉-A5火箭首次发射,目前已从普列谢茨克航天发射场发射3次,上一次是2021年12月27日。

2024年4月11日是安加拉-A5的第四次成功发射,也是首次从东方航天发射场发射。在发射12分26秒后,“猎户座”(Orion)助推器与火箭第三级分离,火箭推送试验性有效载荷进入轨道。这是该火箭在推迟两次后的第三次飞行尝试。第一次推迟是4月9日,据俄罗斯航天国家集团(Roscosmos)负责人鲍里索夫介绍,当时因火箭中央部分氧化剂箱增压系统出现故障,自动化系统下达了“发射终止”指令,导致发射推迟1天进行。第二次推迟是4月10日,因发动机点火控制软件错误取消。安加拉-1.2轻型运载火箭则于2024年9月17日搭载俄罗斯国防部军用卫星从普列谢茨克航天发射场成功发射升空,与航天器建立了稳定的遥测通信,星载系统运行正常。

2 2024年俄罗斯航天发射详情
联盟-2.1a火箭顺利完成飞船和卫星运载任务在2024年俄罗斯的发射任务中,联盟-2.1a火箭共计发射了8次,6次用于搭载“进步”系列飞船,一次用于搭载俄罗斯军用卫星,一次用于发射俄罗斯民用卫星。

联盟-2.1a火箭的首次发射时间为2024年2月15日,搭载进步MS-26货运飞船从拜科努尔航天发射场发射升空,向空间站运送了超过2.5t的货物,其中包括:近1.5t的空间站系统硬件和装备、科学实验设备、航天员的衣物、食品、医疗和卫生用品,580kg的空间站燃料,420kg的饮用水和40kg的氮气。

3月23日,搭载联盟MS-25载人飞船成功进入预定轨道。联盟MS-25飞船原定于3月21日升空飞往“国际空间站”,但发射任务在最后阶段取消,取消发射的原因是化学电源异常,俄方表示为“化学电源压力骤降”。

5月30日,载有进步MS-27货运飞船发射,成功与“国际空间站”俄罗斯“搜寻”舱完成对接,向“国际空间站”运送了超过2.5t的货物,其中包括:1.3t用于空间站系统和机组人员的干货、754kg的“国际空间站”燃料、420kg饮用水和40kg用于补充“国际空间站”空气的氮气。8月15日,进步MS-28货运飞船发射,有效载荷共2.6t,其中1.2t用于空间站系统和“国际空间站”乘组。此外,还为空间站加注了950kg燃料、420kg饮用水和50kg氮气。

9月11日,携带联盟MS-26飞船的联盟-2.1a运载火箭从拜科努尔航天发射中心发射升空,2名俄罗斯航天员和1名美国航天员奔赴“国际空间站”。本次飞行模式为两圈超短方案,飞船与“国际空间站”俄罗斯“曙光”(Zarya)舱实现对接,任务周期为202天。11月21日,联盟-2.1a火箭从拜科努尔航天发射场点火升空,将进步MS-29货运飞船送入近地轨道。

2024年10月31日,俄罗斯空天军在普列谢茨克发射场使用联盟-2.1a火箭成功发射了一枚军用卫星。

11月30日,联盟-2.1a火箭搭载“弗雷盖特”(Fregat)上面级和秃鹰-FKA2号雷达卫星,从东方航天发射场成功发射。联盟-2.1v/2.1b火箭成为俄发射军用卫星和航天器的主要手段2024年2月9日,联盟-2.1v运载火箭(图1)搭载宇宙-2575(Kosmos-2575)军事卫星从普列谢茨克航天发射中心43/4工位发射升空,在预定时间将卫星送入目标轨道。本次任务载荷宇宙-2575军事卫星为俄罗斯国防部所有。

5月17日,俄罗斯空天军从普列谢茨克发射场发射了联盟-2.1b火箭,载有数颗供俄罗斯国防部使用的航天器顺利入轨。

12月4日,联盟-2.1b运载火箭搭载了一个供俄罗斯国防部使用的航天器成功升空。
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图1 联盟 - 2.1v火箭在发射场

2024年,联盟-2.1b火箭除了发射军用卫星,还发射了民用卫星。11月5日,联盟-2.1b携载2颗电离层-M(Ionosfera-M)太阳物理观测卫星和53颗小型卫星从东方航天发射场发射升空。联盟-2型运载火箭是俄罗斯目前使用的主要运载火箭之一,于2004年首次成功试射可用于军事和商业目的发射。采用统一的数字控制系统,提高了火箭的发射准确性、稳定性和可操控性。其中,联盟-2.1b作为联盟-2系列运载火箭的一员,在俄罗斯的航天事业中占据着举足轻重的地位,定期为俄罗斯国防部进行航天器发射。该款火箭为小型两级结构,起飞质量为158t,其200km高度近地轨道运力为2.85t。相比之下,联盟-2v则为轻型火箭,通常用于输送俄罗斯国防部的航天器。俄罗斯商业遥感卫星资源-P4/P5成功发射3月31日12时36分,俄罗斯航天国家集团使用联盟-2.1b运载火箭(图2)将资源-P4地球遥感卫星从拜科努尔航天发射场升空,并将这颗卫星成功送入预定轨道。资源-P4为商业遥感卫星,由俄罗斯进步国家航天火箭科研生产中心(TsSKB-Progress)基于Yantar平台研制,主载荷为Geoton-L1高光谱成像仪,孔径0.5m,具备1.0m全色模式分辨率、3~4m彩色分辨率。整星发射质量6t,设计寿命7年,入轨后将工作于倾角97.28°、约500km太阳同步轨道(SSO)。
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图2 联盟 - 2.1b火箭发射资源 - P4卫星


12月25日,联盟-2.1b运载火箭成功将资源-P5遥感卫星送入太阳同步轨道。资源-P5为大型光学遥感卫星,是资源-P系列卫星的第5号星,分辨率1m。资源-P系列定位为商业遥感卫星,但同时被俄罗斯农业和渔业部、气象部、运输部、紧急情况部、自然资源部和国防部使用,对地表进行高精度观测,主要用于研究自然资源、监测环境退化和污染、探测矿产分布等。该系列卫星用以取代资源-DK卫星,由俄罗斯航天国家集团运营。资源-P1卫星于2013年6月25日发射,资源-P2于2014年12月26日发射,资源-P3于2016年3月13日发射,但有一面太阳翼未能打开,供电受到限制。

资源-P4卫星原定于2018年发射,因原件齐套性问题而多次推迟。新一代运载火箭燃料安全环保,重型载荷功能丰富“安加拉”系列火箭的设计理念为安全环保,与用肼类燃料的上一代“质子”(Proton)系列火箭不同,它不使用任何有毒腐蚀性燃料成分,只用液氧和煤油,因此发射场附近和各级分离体坠落地点更加安全。根据俄罗斯航天国家集团的数据,除却火箭头部,安加拉-A5火箭高32.8m,发射质量为761t,总质量为773t。其往基准轨道(200km)运送载荷的能力约为24~24.5t。

“安加拉”火箭家族是俄罗斯不同运载能力的模块化火箭系列,可以在一个基础上组装部件数量不同的火箭,有轻型、中型、重型多级火箭。此次发射场地东方航天发射场是多功能场地,可发射从超轻型到超重型的整个“安加拉”系列运载火箭。发射场进行了改进,包括可以发射用于载人飞行的火箭。该场地的“阿穆尔”发射台每年可进行最多10次发射。此次安加拉-A5火箭(图3)测试了一系列全新的研究成果,其中一项重要工作是测试新款“猎户座”助推器,它用于将货物运送到约3.6万千米外的地球静止轨道。当前版本运载火箭中,助推器能将质量2.4t的货物送到这一高度。它可以5次启动发动机,将货物机动运送到太空中的准确位置。作为有效载荷的一部分,除质量体积模拟器外,安加拉-5A还运送了一颗“加加林”(Gagarin)小卫星,质量只有3.8kg。2024年4月11日的成功发射证明了俄罗斯研制重型火箭并用其发射有效载荷的能力。
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图3 安加拉 - A5火箭在东方航天发射场
安加拉-A5重型火箭的成功意义重大,与其他俄罗斯卫星项目关系紧密,比如用于落实建立“球体”(Sphere)通信系统并发展电信服务。它可以将约25t的载荷送入近地轨道,相当于俄罗斯未来轨道站的一个模块质量。此外,该火箭还有助于发射深空探测新卫星,比如用来发射光谱-紫外线空间天文台。此外,将探测器发送到金星,或者取回月壤,也需要重型运载工具。俄罗斯航天国家集团计划将本国的卫星群扩大一倍,急需新一代运载火箭与发射服务市场形势相适应。在卫星发射和载人航天领域积极开展国际合作2月29日,联盟-2.1b火箭(图4)搭载卫星进入近地轨道,将俄罗斯流星-M第2-4号水文气象卫星、用于跟踪船只的SITRO-AIS自动识别系统星座卫星(16颗)、锐利-2M地球遥感卫星(1颗)送入轨道,同时还有1颗伊朗帕尔斯-1科研传感卫星(PARS-1)。
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图4 联盟 - 2.1b火箭在发射台


其中伊朗帕尔斯-1科研传感卫星是由伊朗设计、建造的科研卫星。帕尔斯-1科研传感卫星质量约134kg,其设计和生产目的是功能成像、开发伊朗国内测量数据市场等。该卫星具有3个成像相机,从地面接收3个光谱范围的信息:可见光、短波红外和热红外。这颗卫星的色谱和短波红外相机在不到100天内可捕获伊朗95%的土地。此外,该卫星具有夜间成像能力的热红外光谱相机能在不到45天内对伊朗全境进行成像。

这并非伊朗和俄罗斯的首次航天合作,早在2022年8月,伊朗就通过俄罗斯“联盟”运载火箭,成功发送了“海亚姆”(Khayyam)卫星。俄罗斯计划在2024年之前为朝鲜和伊朗发射至少10颗卫星,其中包括科学卫星、通信卫星、遥感卫星等。俄罗斯还将为朝鲜和伊朗提供航天技术的培训和咨询服务。3月23日发射的联盟MS-25载人飞船上搭载了俄罗斯航天员奥列格·诺维茨基、白俄罗斯航天员玛丽娜·华西列夫斯卡娅以及美国航天员特雷西·戴森。

2022年,俄罗斯曾表示要与白俄罗斯加强国际太空合作,共同建设航天领域的基础设施,白俄罗斯航天员共乘载人飞船入轨便是合作的一项内容。采用快速对接模式,货运飞船和空间站的对接时间大大缩短2024年2月15日6时25分,进步MS-26货运飞船成功入轨。在采用快速对接模式飞行约6小时后,与“国际空间站”成功对接。在此次任务中,进步MS-26货运飞船与“国际空间站”俄罗斯对接舱自动对接。驻站航天员在随后几小时内确认对接舱气密性完好后,打开货运飞船的舱门,将补给物资搬入空间站内。在2012年8月前,俄罗斯的货运飞船通常要绕地球飞行30多圈,耗时2~3天才能飞抵“国际空间站”。在采用“快飞”模式后,货运飞船可在绕飞地球4圈后抵达目的地,并在太空中“工作”180天。在本次输送的货物中,有用于新的科学实验“富勒烯”的消耗品,该实验是在“科学”(Science)服务舱中培育富勒烯晶体——代表新型半导体的第三种碳晶体形式。

进步MS-26货运飞船还为新的科学实验Orbitra-MG带来了仪器,该实验旨在建立一个监测系统,以发现“国际空间站”外壳中的裂缝和其他密封泄漏处。至于生活物资,本次为航天员提供的饮食配餐具有明显的季节性特点,比如秋季番茄会很受欢迎,而此次食品补给中苹果、橙子、葡萄柚等新鲜水果与洋葱所占比重最大。

3 结语
2024年对于俄罗斯航天来说意义非凡。在过去的一年里,俄罗斯航天展示出了以下三个非常关键的发展特点。新一代俄产清洁型重型火箭成功发射安加拉-A5火箭终于成功发射,标志着俄罗斯航天开启新一代火箭的新篇章。至此,“质子”系列火箭已经停止发射,俄罗斯航天完成了由“质子”系列向“安加拉”系列火箭的顺利过渡。尽管东方航天发射场并未如期竣工,但是专为安加拉-A5火箭打造的发射台已经顺利运行。“联盟”系列火箭在俄罗斯航天领域的作用越来越大“联盟”系列火箭在俄罗斯航天领域扮演着十分重要的角色,圆满完成了2024年的空间站任务。俄罗斯籍航天员更是突破了在空间站停留的时间纪录,为俄罗斯空间发展作出了巨大的贡献。国家合作将成为俄罗斯航天发展的重要方向2024年,俄罗斯与伊朗在卫星领域开展了合作项目,并与白俄罗斯和美国在载人飞船领域展开了合作,可见,俄罗斯正在积极推动与世界上其他国家的航天合作,未来还将会在航天领域的其他方向进行深耕。

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