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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。

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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。
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“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。