俄罗斯载人登月发展态势分析

王永生 周生东 赵东明 （中国航天员科研训练中心）

苏联时期曾把月球作为探索太空的一个重点，并取得了丰硕的科研成果。苏联解体后，俄罗斯曾一度搁置了月球探测开发计划。进入21世纪后，随着欧盟、美国以及其他一些国家重返月球计划，俄罗斯也启动了探月计划。根据俄罗斯载人航天发展战略，2026-2040年俄罗斯将实施载人登月任务和载人火星考察，将于2032年前在月球建立长期考察站，在2035年以后进行载人火星考察，同时建立防止小行星撞地球的保护系统。新修订的《2016-2025年俄罗斯联邦航天计划》明确了探月、载人登月和驻月是俄罗斯载人航天发展战略的重要方向。

苏联研制的载人登月舱

1 俄罗斯载人登月动机分析

动机之一，与美国开展太空竞赛的政治需要是苏联早期载人登月的动因

为了在国际上争夺航天超级大国地位，苏联在冷战时期一直奉行与美国争夺航天领先地位的发展战略，开展了激烈的太空争霸。它也推动了世界载人航天的发展。航天科技工业是苏联少数几个处于世界领先地位的领域之一。为了政治和军事上的需要，苏联采取了集中力量优先发展航天工业的策略，据统计，直到20世纪80年代末，苏联每年大约执行75次发射任务，其中约70%是军事任务，民用航天所占比重很小。

在早期的这场太空竞赛中苏联取得了许多个第一。为了在载人登月竞赛中再次取得领先，苏联投入了巨大人力和财力，启动了Л-3登月计划。但在美国航天员率先登月后，由于政治上的原因，苏联停止了载人登月计划。

在几十年的空间竞赛中，苏联只重军用的一手策略实际上是败给了美国航天既为国家安全服务，又为增强国家经济竞争力服务的两手策略。苏联解体后，俄罗斯继承了苏联约90%的航天工业，在改革过程中，俄罗斯航天部门出现了比其他经济部门更复杂的情况。由于防务定货锐减，导致俄罗斯航天计划经费大幅度下降，其经费折合成美元后曾一度低于巴西。俄罗斯航天工业系统面临着崩溃的危险。

动机之二，是适应世界载人航天路线的需要

从世界载人航天发展历程和发展趋势来看，世界航天大国均制定了基本相同的载人航天路线图，载人航天发展趋势具有全球化的特点，即第一步是以空间站为平台进行近地轨道载人考察；第二步是载人月球飞行、登月和驻月，建立永久性的月球基地；第三步是载人火星飞行，实现太阳系星际载人探测。

在与美国进行登月竞赛失利后，俄罗斯一度放弃载人登月计划，加强了近地轨道开发和火星的探测任务。在星际飞行方面，集中力量加强了火星探测研究，以无人探测为先导，为载人火星飞行做准备，先后启动了“火卫一-土壤”探测计划，在地面开展火星—500大型地面载人火星飞行模拟试验。俄罗斯曾一度将载人航天的战略基点定在“火星”上，因为有专家认为先实现载人火星飞行，然后利用火星考察技术可轻而易举地实现登陆月球，但后来被否定了。

随着美国重返月球计划，世界各国再次掀起了载人登月热潮。为适应世界载人航天发展路线，俄罗斯重新启动了载人月球计划，并提供了相应的资金支持，计划于2030年前后进行载人登月。

动机之三，开发月球资源，建立月球基地

“火卫一-土壤”探测器

从各个国家的载人登月计划可以看出，21世纪初的载人登月呈现出一些新特点。比如，登月的目的由冷战时期主要满足政治和军事需要，改为把科学探索和经济利益相结合，为未来月球资源开发、利用打基础。俄罗斯重新启动登月计划后，其规模更宏大，计划将陆续发射采用最新技术成果的多种先进月球探测器，实施载人登月和驻月，建立长期有人职守的月球基地，广泛研究月球矿产资源的分布与利用，进行月球特殊空间环境资源的开发。

综合世界各国的探月计划，开发月球资源是各国共同的目的。虽然人类向月球发射了许多月球探测器，美国也成功地实现了载人登月，但月球上到底蕴藏多少有益的资源，目前尚不知晓。因此，俄罗斯科学家认为，近地轨道空间开发的潜力已经不大，应当加强月球和火星探测，实现载人登月和驻月，开发出更多和更有价值的资源。

动机之四，为载人火星飞行做准备

在建立永久性的月球基地后，俄罗斯将利用登月技术进一步研究核动力飞船和运载器，以月球基地为平台，实施载人火星飞行。2015年3月27日，在拜科努尔航天发射场访问的美国航空航天局局长博尔登与俄罗斯联邦航天局负责人科马罗夫磋商，双方拟共同制定火星和月球飞行计划的“路线图”，在太空探索全球性的路线图中，火星探索是各国努力的共同方向。目前，美俄专家已达成共识，为了准备载人火星任务，需要完成月球登陆任务，载人登月是载人火星飞行的技术前提，月球基地是火星探测的战略后方。

事实上，载人航天是一项系统工程，其动因十分复杂，既包括战略层面也包括技术层面。同样，俄罗斯载人登月的发展也蕴含十分复杂的动机，其中既体现了历史发展的延续性，也体现了新时期发展的需要，更能体现大国形象和综合国力，它与政治、经济、科学、技术、军事、航天商业发展等都密切相关。

2 俄罗斯载人登月规划

2040年前载人航天计划

早些时候俄罗斯公布了2040年前载人航天发展计划，其中包括研制自己的空间站、载人登月和飞向火星，具体规划如下：

第一阶段（至2015年）；着力完成3项任务，完成“国际空间站”俄罗斯舱段的建设；提高航天运输系统的效率；为以后的航天计划奠定科研和技术开发基础。

第二阶段（2016-2025年）：将“国际空间站”的退役年份延后到2024年，努力研制出新一代航天运输系统，进行载人绕月飞行，在环绕地球的近地轨道建成有人照料的俄罗斯空间站，在2025年以前实施载人登月。在2015年前建成可多次重复使用的新型载人飞船。

第三阶段（2026-2040年）：俄罗斯将最晚于2032年前在月球建立长期考察站，在2035年以后进行载人火星考察，同时建立防止小行星撞地球的保护系统。

根据新修订的《2016-2025年俄罗斯联邦航天计划》，俄罗斯计划于2022-2023年开始建造拥有完全主权的国家空间站，并从2023年起开始在轨运行，也可以用于登月探索。

2014年，俄罗斯联邦航天局科技委起草了长期深空开发计划并呈交政府批准，其中明确，计划于2024年在近地轨道对新一代载人运输系统进行试验飞行，于2028年进行首次载人月球飞行。此前，将进行月球计划准备，利用“国际空间站”在近地轨道对载人和自动航天器进行联合测试。

半地下式月球基地设想示意图

俄罗斯月球基地概念图

载人登月计划的三个阶段

俄罗斯在其长期深空开发计划中明确提出，对月球的研究始于空间探测器的自动着陆，结束于月球基础设施的建设。至2040年，俄罗斯月球开发任务分为三个阶段，关键任务是运载器及载人航天器的研制。

第一阶段：使用自动探测器对月球进行研究。其月球-25、27月球探测器预计在月球南极周围着陆。俄罗斯将利用月球-26月球探测器对极地地区的月表土壤及物理条件进行研究，并利用月球-28月球探测器将月球土壤送回地面。科学家打算以此来确定月球极地土壤的成份和物化特性，并在月球南极地区选择最有前景的地区来建设月球试验场和月球基地。

第二阶段：包括进行近月空间的载人飞行。此外，航天员乘组将与在轨的和月表上的自动航天器进行互动。

第三阶段：在2030年后开始进行月球开发，计划在月球上进行载人考察，并着手建设首批月球基础设施，其中包括建设俄罗斯月球试验场。

目前，月球-25已经通过草图设计阶段，所有仪器已经研制，正在准备科学探测仪器，2016年将送往拉瓦奇金公司组装生产。月球-26、27上的科学探测仪器也正在进行开发。如果这3个月球探测器成功着陆月球并度过所谓的“月夜”（持续2个星期），就可以认为载人登月任务就有了良好的开端。

负责制定俄罗斯月球研究和开发计划的科学家提出建议，根据长期深空探测规划，应当在2050年前拨款12.5万亿卢布用于月球开发。长期深空探测规划已提交政府批准。

专家们透露，基于扩大化的分析和评价，2014-2025年的探月计划将耗资约2万亿卢布，每年的开支为160亿～3200亿卢布。

政府拟加大对载人登月计划的资金支持

专家们建议2026-2035年每年用于月球开发的投资额为2900亿～6900亿卢布，总的投资额为4.5万亿卢布，投资最高时期是2030-2032年，因为这一时期航天员开始登陆月球表面，并开始组建月球轨道站。

2036-2050年月球开发投资额应为约6万亿卢布，每年2500亿～5700亿卢布。成本费用的评估以2013年价格为基础，并考虑了通货膨胀物价变动因素的指数。

据专家介绍，开发月球计划所必须的航天技术仅占经费的10%，其余资金将用于航天技术的使用及工作能力的维护。

俄罗斯科学院空间研究所专家米特罗法诺夫在近期召开的国际空间研究委员会科学大会上声称，载人登月计划将使俄罗斯耗资1000亿卢布（约合28亿美元）。米特罗法诺夫指出，在进行载人月球飞行前必须学习月球着陆技术，需要开发自动月球站，仅此一个项目就将耗资100亿卢布，该项目将持续5～6年。根据《2016-2025年俄罗斯联邦航天计划》，俄罗斯联邦航天局计划得到的预算拨款为1.8万亿～2.1万亿卢布，并将采取延续项目方案或创新项目方案进行拨款。

国际合作

俄罗斯根据本国国情和深空探测的实际，认为实现载人登月和火星飞行应当依靠国际合作，实现技术与资金的完美结合。因此，从探月到登月，俄罗斯向航天国家抛出橄榄枝，希望实现“强强”联合。俄罗斯正积极与欧盟、中国、印度等国家合作，联合探测和开发月球。目前，俄罗斯与欧洲航天局正联合研发下一代载人飞行器，并与印度在战略层面上开展载人航天合作，在联合探月方面都有很明确的合作意向。

乌克兰危机后，由于受到美国等西方国家的制裁，俄罗斯表现出了在航天领域与中国的合作意向。俄罗斯副总理德米特里·罗戈津在首届俄中国际博览会框架下举行的圆桌会议上表示，俄罗斯准备与中国一同开发火星和月球。如果要进行载人航天和深空探测，尤其是月球和火星开发，俄罗斯准备与中国在这一方向上携手前进。

3 俄罗斯载人登月技术的研制进展

运载火箭有所突破

载人登月需要大推力火箭，这是技术突破的关键问题之一。早在2009年，经官方批准，俄罗斯开始研发罗斯-M新型运载火箭，新一代火箭将用于执行近地轨道和月球任务，近地轨道运载能力可达130～150t。初步设计方案已经提交俄罗斯联邦航天局，2015年开始试射并于2018年执行首次载人任务。2010年，进步中央专业设计局国家火箭航天科研生产中心与俄罗斯有关企业一起，开始绘制罗斯—M火箭系统设计草图。不过，2011年10月，俄罗斯联邦航天局停止了罗斯—M载人运载火箭的研制工作，开始集中力量进行“安加拉”载人运载火箭的设计和研制。

2014年7月初，俄罗斯首次成功试射了“安加拉”轻型运载火箭。2014年12月23日，俄罗斯首次成功试射了“安加拉”重型运载火箭。其微风－M上面级携带质量约2t的模拟负载与第三级火箭成功分离。在投入使用前，“安加拉”重型火箭将试射10次，其中前两次试射模拟负载，之后将试射真正的航天器。

“安加拉”系列运载火箭

俄罗斯航天领域对“安加拉”重型火箭试射寄予了很高的希望，认为它具有战略意义。“安加拉”系列运载火箭投入使用后，可使俄罗斯能够从本土发射所有类型的航天器，为国家提供独立进入太空的保障。“安加拉”火箭是苏联解体后，俄罗斯研制的首个运载火箭系列，自1994年起由赫鲁尼切夫国家航天研究和生产中心负责研制。它包括轻、中、重型3个级别，可将2～40t的有效负载送入近地轨道，将最多约7t有效载荷送入地球同步轨道。

俄罗斯航天部门计划让“安加拉”运载火箭逐步替代目前俄商业发射的主力—“质子”运载火箭，后者预计在2020年后将被淘汰。

俄罗斯专家认为，“安加拉”运载火箭完全可以用于载人发射，经过进一步改进后完全可以用于载人登月发射，“安加拉”火箭承载着俄罗斯重振航天大国地位的梦想。根据《2016-2025年联邦航天计划》，俄罗斯将使用安加拉-A5B火箭实施月球飞船的发射。

载人飞船计划完成概念设计

重启登月计划后，俄罗斯致力于对载人飞船的改进，努力研发新一代能够实现月球和火星飞行的载人飞船。2009年初，俄罗斯着手研制新型航天运输系统代替“联盟”系列飞船。2010年，俄罗斯能源火箭航天集团公司完成了草图设计，呈交俄罗斯航天局科学技术协调委员会进行鉴定，2013年7月下旬，俄罗斯联邦航天局批准了新型载人飞船的设计方案。根据其科技委的决定，俄罗斯联邦航天局准备与俄罗斯能源火箭航天集团公司就下一阶段载人飞船的研制签订国家合同。预计于2015-2016年进行新型飞船的无人发射试验，于2018年前进行新型载人飞船的载人飞行试验。

2014年出台的俄罗斯长期深空开发计划已进一步明确，计划于2024年前在近地轨道对新一代载人运输系统完成试验飞行，于2028年进行首次载人登月飞行。

新一代载人飞船主要用于登月任务，并能够完成近地轨道空间站的技术维护，能够自主开展空间实验和研究。飞船的发射质量为20t，可容纳4名乘员，自主飞行时间为10天，与近月轨道站组合飞行可达180天。在短期向月飞行时，飞船可重复使用10次，在与近月轨道站对接进行长期飞行时，飞船可重复使用不少于3次。

飞船将进行5次试验发射，其中3次无人飞行，2次载人飞行。前3次无人飞行将由“质子”火箭从拜科努尔发射场发射，而后2次载人飞行可能使用新型火箭从东方发射场发射。新一代飞船由俄罗斯独立研制和发射，并独立完成载人飞行。

俄罗斯新一代载人飞船的设计方案得到航天局的批准后，飞船的全比模型在2013年莫斯科航展上展出，引起了广泛的关注。俄罗斯专家向观众介绍了新一代载人飞船的一些特性。

（1）新型飞船性能先进

新一代飞船依靠反推火箭和垂直“软”着陆的起落架系统来保障飞船能够重复使用，使用两级火箭应急抢险系统来保障乘组人员在整个入轨阶段的安全。新型飞船将使用新型结构材料和热防护材料来改善飞船的性能（合金材料的强度将增加1.2～1.5倍，热防护材料的比密度是联盟-TMA飞船所用材料比密度的1/3，使用碳纤维材料和三层设计）。飞船的通信、导航和定位通过卫星实时完成。

（2）新型飞船将装配创新性卫生系统

新一代载人飞船将配备舒适的卫生间，而在美国的“猎户座”飞船上航天员在飞行中只能使用一次性纸尿布。

专家介绍，俄罗斯新型载人飞船能储备大量的食物和水，可用于绕月飞行。它的一个突出的特点是配备了卫生污水装置，不言而喻，这比美国“猎户座”飞船上航天员使用的一次性尿布要舒适一些。此外，由于“国际空间站”俄罗斯舱段的卫生间数量有限，所以很有必要在飞船内配备补充的“太空卫生间”。

（3）新一代飞船空间较大，航天员能全身站立

俄罗斯能源火箭航天集团公司研制的新一代载人飞船空间较大，在长期飞行中航天员可以完全伸直双腿并能在失重中全身站立。这也是它与美国洛马公司研制的“猎户座”载人飞船不同的地方以及重要的竞争优势。在“猎户座”载人飞船内航天员只能采取半弯曲的姿势，工作时极不舒适。俄罗斯新一代载人飞船与“猎户座”载人飞船都为截锥形，但“猎户座”载人飞船高度较低，航天员在其中只能半躺着飞行。

在俄罗斯飞船内还配备了全新的座椅，用复合材料制作，可重复使用。该座椅是由俄罗斯星星公司研制，该公司为著名的航天服研制企业。得益于使用了复合材料，预计每个座椅可以节约15～20kg的质量，因此飞船可以增加其他的有效载荷。

俄罗斯新一代载人飞船舱内概念图

地面模拟项目陆续启动

（1）建设地面生物医学研究中心

在举世瞩目的火星-500地面模拟试验中，俄罗斯生物医学问题研究所成功开发和使用了大型模拟综合设备，为试验的顺利开展奠定了基础。为有效地开展月球载人飞行的地面模拟，2014年年底，俄罗斯生物医学问题研究所着手建造“星际飞行生物医学国际研究中心”。该中心建成后，可以实现月球、火星地面模拟飞行试验以及在这些星球上模拟建造人类居住地等试验项目。它是俄罗斯科学院的投资项目，其模拟试验大楼楼内将安放新型现代化试验研究设备和综合性试验台，在这里可以进行月球及火星飞行模拟试验和“人造失重”模拟试验以及完成各种“深空探测”飞行模拟试验。模拟试验大楼建成后将会吸引更多的国际合作伙伴。

（2）构建地面月球模拟基地

根据俄罗斯联邦航天计划，在完成登月任务后，将于2030年后建造月球基地。为加强驻月任务的模拟，俄罗斯准备先在地面建造月球基地模型。第一阶段月球基地模型将由生活舱、实验舱、动力舱和节点舱四部分组成，在月球基地模型上将验证研制月球基地的所有建筑方案和技术方案。俄罗斯联邦航天局计划将月球基地的建设和装备研制划分为不同阶段和部分开展，其测试工作也将在地面进行。目前该计划已提交政府审批。

火星-500项目所使用的模拟火星飞船实验舱

本土发射场建设进行当中

2010年，俄罗斯政府正式启动东方发射场建设工作。新的航天发射场将能够保障俄罗斯自主发射本国制造的各种飞船，它们将用于完成研究月球及火星的长远规划。按照计划，2018-2020年将从东方航天发射场首次发射载人飞船。

俄罗斯政府对东方发射场建设高度重视，多次将发射场建设计划列入俄罗斯航天计划当中，认为这是实现本土载人发射，振兴航天工业，加强深空探测的关键，是实现载人探索月球等国家战略目标的需要。俄罗斯总统普京等领导人先后对发射场建设进行实地考察，并加大对发射建设的投资力度。但是，由于资金等原因，东方发射场建设进展缓慢。2014年俄政府在对东方发射场建设的检查中发现了腐败问题，为此副总理罗戈津要求坚决查处决不姑息。

4 结论与启示

在太空开发的历史中，苏联/俄罗斯创造了无数个辉煌业绩，从第一颗人造卫星发射到深空探测计划，从实现首次载人飞行到空间站建设。苏联/俄罗斯航天工业也是引以为豪的产业，其载人飞船经过几十年的实践检验，被誉为“最可靠”和“最安全”的航天器，在美国航天飞机退役后，俄罗斯载人飞船更是独自承担了往返天地之间的重任。

俄罗斯也是最早启动载人登月和火星探测的国家，在几十年的探月历程中积累了较为丰富的经验。但是在深空探测的道路上也充满了坎坷，经历了多次失败。俄罗斯重启登月计划后，反对的声音也一直不断。特别是近几年频繁发生的航天事故，使其航天工业遭受挫折，充分暴露了其航天领域体制和管理上的诸多问题，载人登月计划也受到了较大的影响。由于受到诸多因素的制约，其中的有些计划进展缓慢，缺少连续性，有的计划只是为了宣传和争取资金，很可能是有头无尾无法实现。有的专家对载人登月计划持悲观态度，认为月球基地的建设可能不早于2040年，而飞往火星则要在2050年以后。

俄罗斯总统普京对发射场建设进行实地考察

为了振兴航天工业，为了在新一轮的太空竞争中取得领先地位，近年来，俄罗斯政府采取了多项改革措施，力图摆脱旧体制的影响，优化航天工业结构，下决心重振航天大国的地位。俄罗斯加强空间探索的决心不会改变，进行载人深空探测的脚步不会停止。我们也相信俄罗斯作为航天大国，在载人星际探索上一定会做出惊人之举。

从俄罗斯月球和火星考察的历程及雄心勃勃的深空探测计划中我们可以得到如下启示：一是人类的载人航天，特别是星际探索不会一帆风顺，在前进道路上很可能荆棘密布、坎坷丛生，很可能为此要付出昂贵的代价，只有不畏艰难、执着追求，方能到达成功的彼岸；二是在未来火星考察中实现技术突破相对容易，而挑战人的生理和心理极限却是非常艰难，因而在载人星际探索中，人是决定性因素；三是载人星际考察必须突破国家的界限，加强合作，只有使资金和技术达到最佳结合，人类才能尽早登陆火星，相反仅靠一国之力，在载人深空探索的道路上很难走得更远。