俄羅斯施行太空技術制裁,影響了哪些科學任務與合作?

作者 | 發布日期 2022 年 03 月 10 日 17:30 | 分類 天文 , 航太科技 Telegram share ! follow us in feedly


身為太空科技發展主力國,俄羅斯正與西方國家展開各種牽制,比如召回俄羅斯技術人員、拒絕用俄羅斯火箭與發射場發射已排程的太空任務、拒絕販售火箭發動機給美國等。在這場太空拔河賽中,歐洲許多任務皆因此受到延誤,包括對歐洲太空總署而言相當重要的 ExoMars 火星車。

俄羅斯是全球航太工業主要參與國,其聯盟號運載火箭於 1960 年代問世,是少數能夠將重型有效載荷與太空人送至地球軌道的火箭之一。過去 10 年,NASA 都是依靠聯盟號飛船定期將太空人送往國際太空站(ISS),直到 2020 年才開始改用 SpaceX 的載人龍飛船,而歐洲太空總署也經常使用聯盟號火箭執行科學與商業任務。

國際太空站

國際太空站由 15 個國家共同營運,主由美國和俄羅斯領導,兩國彼此高度依賴,比如俄羅斯航太(Roscosmos)負責提供燃料與推進器,以定期將漂移的太空站機動推至正確工作軌道;NASA 則提供陀螺儀與太陽能電池板以維持太空站穩定、生產大部分電力。

然而 3 月上旬,俄羅斯航太 Roscosmos 為抵制西方國家經濟制裁,宣布不再販售火箭發動機給美國,同時指責美國政府試圖阻止 NASA 與 Roscosmos 合作,「恐嚇」若兩方失去信任,不會飛越俄羅斯領土的國際太空站屆時脫軌可能墜向美國、歐洲、印度、中國等地。

面對這些評論,NASA 已做出慎重回應表達立場,稱會繼續與俄羅斯維持合作關係,任何進行中的任務都不會改變──除非情況因政治因素被迫改變,尤其是來自美國國會的壓力,比如眾議院議員 Dan Crenshaw 在 Twitter 表示 NASA 應放棄與俄羅斯的夥伴關係、將俄羅斯人們踢出太空站,改訓練烏克蘭太空人,還 tag 馬斯克支援可取代俄羅斯太空站模組的東西。

假如 NASA 與 Roscosmos 最終關係破裂,或許 NASA 會考慮使用諾斯洛普·格魯曼公司的天鵝座飛船(Cygnus)或 SpaceX 龍飛船與太空站對接,但臨時解決備案至少也需數月時間準備。

火箭發動機

在 SpaceX 崛起之前,事實上本世紀帶著許多著名科學載荷升空的擎天神 5 號運載火箭(Atlas V),便仰賴俄羅斯製造的 RD-180 火箭發動機提供推力,如火星偵察軌道器、新視野號、朱諾號、月球勘測軌道飛行器、太陽動力學天文台等,美國於 21 世紀自己開發的火箭引擎,目前僅用於三角洲 4 號運載火箭的 RS-68 發動機、以及 SpaceX 用於獵鷹火箭的梅林火箭發動機。

幸運的是,擎天神 5 號運載火箭即將在 10 年內退役,且已為所有已排程任務購入 RD-180 火箭發動機,而聯合發射聯盟(ULA)準備開發取代擎天神 5 號運載火箭、三角洲4號運載火箭的火神運載火箭,將搭載藍色起源開發的 BE-4 火箭發動機(備用方案為洛克達因公司開發的 AR-1 發動機),因此未來應不受俄羅斯反制裁影響。

但由諾斯洛普·格魯曼公司組裝、未來主搭載天鵝座飛船執行國際太空站物資運送的安塔瑞斯運載火箭(Antares),因第一節由烏克蘭製造且使用俄羅斯 RD-181 發動機,原本還預計在 2022~2024 年購入 12 台 RD-181,此外,NASA 表示可能在本世紀中採購更多天鵝座飛船,諾斯洛普·格魯曼公司可能不得不尋找替代用火箭。

目前最可能解決方案是採用聯合發射聯盟(ULA)的火神運載火箭,或自主研發安塔瑞斯火箭第一級。

歐洲太空總署的織女星運載火箭(Vega)上級則使用 RD-843 引擎,由烏克蘭 Yuzhmash 製造,尚不清楚織女星運載火箭事先庫存多少 RD-843 發動機。

歐洲伽利略定位系統

類似於美國全球定位系統(GPS)、俄羅斯格洛納斯系統(GLONASS)、中國北斗衛星導航系統,歐盟正在建造自衛星定位系統 Galileo,於 2016 年投入使用,目前有 22 顆衛星在軌運作,並預計今年 4 月 6 日自蓋亞那太空中心由俄羅斯聯盟號火箭發射另外 2 顆。

但歐盟或許會選擇推遲發射日程,並改用自家亞利安 6 號運載火箭發射伽利略衛星,自吞已為聯盟號座位付出的成本。

歐洲數個重要探索任務

隨著美國與中國都已將火星車送到火星地表展開探勘任務,歐洲也在努力迎頭追趕,經過多次延誤,歐洲太空總署與 Roscosmos 合作開發的 ExoMars 系列任務中,ExoMars 火星車原本終於排定今年 9 月自拜科努爾太空發射場以俄羅斯質子火箭發射升空、2023 年抵達火星。

俄羅斯還提供了著陸器以幫助歐洲太空總署火星車降落,原預計這 1、2 月歐洲技術人員就要前往哈薩克展開探測器與火箭最終整合工作。

但隨著俄烏局勢惡化,歐洲太空總署已聲明 ExoMars 拒絕搭乘俄羅斯火箭,發射任務再次無限期推延,還得另外花數億歐元開發或購買新的火星著陸器。

除了 ExoMars,法軍的 CSO 3 光學間諜衛星、歐洲太空總署的 EarthCARE 氣候科學任務、目標研究暗能量與暗物質的歐幾里得太空望遠鏡(Euclid)等,原本也都準備搭乘俄羅斯聯盟號火箭自圭亞那太空中心升空,目前歐洲太空總署尚未回應這些任務後續發射問題。

(首圖來源:歐洲太空總署

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