俄罗斯东方航天发射中心建设规划与进展

张绿云 黄长梅（北京航天长征科技信息研究所）

1994年，俄罗斯与哈萨克斯坦签订了租赁拜科努尔航天发射场（Baikonur Cosmodrome）的协议，用于满足载人航天和商业发射需求，租期20年，之后按照2004年续签的协议，有效期延长至2050年。协议约定俄方每年向哈萨克斯坦支付1.15亿美元的租金，而这笔费用占俄罗斯航天局（Roskosmos，已更名为俄罗斯航天国家集团）每年预算的4.2%。另外，由于合同经费、生态保护等多方面原因，哈萨克斯坦方面一直向俄罗斯施压，要求减少有毒推进剂火箭的发射频率，这对俄罗斯航天发射计划的自主性带来了极大的影响。为了逐步摆脱对拜科努尔航天发射场的依赖性，保持本国航天发射系统的独立性，俄政府在2007年决定在远东地区修建一座发射场。

1 建设规划

地理位置

几经评定，俄罗斯选定在地理位置和天气条件适宜、能源供应充足、交通基础设施发达的阿穆尔州建立航天发射场，命名为东方航天发射中心（Vostochny Cosmodrome）。东方航天发射中心位于俄罗斯远东联邦区阿穆尔州齐奥尔科夫斯基市（原乌格列戈尔斯克镇），地理位置为128.2°（E）、51.93°（N），纬度与拜科努尔航天发射场相当，海拔274m。该地区地域辽阔，人烟稀少，年均有310个晴天，气候相对干燥，且少有大风出现。发射中心以西靠近西伯利亚大铁路和新建的阿穆尔高速公路，周边交通相对便利，辅助交通改造成本较低；以东距离太平洋600～800km，具备子级溅落条件；毗邻已关闭的斯沃博德内航天发射场，可利用其旧有设施，大幅降低任务保障所需的建设改造成本。此外，该发射中心距莫斯科5800km，离中国黑龙江省超过100km，雅库特地区的无人区可作为火箭一子级的落区，而北冰洋则可作为火箭二子级的溅落地点，可确保火箭一、二级落区位于俄境内或海上。

建设规划

2007年，俄联邦总统签署了关于建设东方航天发射中心的政策令，明确了首个从该发射中心进行发射的火箭为在研的罗斯－M（RuS－M）火箭，并要求2015年进行首飞。2011年，俄罗斯取消了罗斯－M火箭的研制计划，导致计划中的东方航天发射中心存在没有火箭可发射的现状。面临着2015年投入使用的政治压力以及当时的经济压力，俄政府不得不在新建发射中心为在役的联盟－2（Soyuz－2）火箭建设一个新的发射工位。而俄罗斯建设东方航天发射中心的主要目的是要将其载人航天发射任务转移至从俄本土进行发射。因此，俄政府规划了二期建设工程，为安加拉－A5（Angara－A5）及其后续型号火箭建造一个发射工位，在满足新一代载人飞船发射的同时，也可以通过运载能力的增加而大大提升该火箭的商业发射竞争力。

东方航天发射中心初期建设规划

按照建设规划，东方航天发射中心预计占地约1035km2，初步建设（一、二期工程）费用约4000亿卢布，计划建成一个包含400多个基础设施的大规模的现代化的航天发射中心，预计共有2万～2.5万人投入到该发射中心的建设当中。按照规划，计划建造1S、1A和PU3发射工位，分别用于联盟－2、安加拉－A5/A5V以及未来的重型火箭发射；建设各类配套发射设施，包括：发射区，通用技术区，航天员训练中心，研究与开发区，氧气、氮气和氢气生产厂，现代化测量跟踪系统，机场综合设施，公路与铁路设施，以及居住区等。初期发射中心建设工作计划分几个阶段：2008－2010年，主要进行发射中心总体设计和勘察，明确发射中心区的边界；2011－2015年，建设一期工程，修建中型运载火箭发射设施和配套科研、交通及生活保障设施，2015年前具备发射中型运载火箭的能力；2016－2018年，建设二期工程，主要是修建大型航天器发射设施及配套设施，在2018年底前具备发射载人飞船的能力，并从2020年开始将所有载人发射改在东方航天发射中心进行。

除了近期建设规划之外，俄罗斯还对东方航天发射中心的远期发展进行了规划，确保其建设和发展与俄罗斯空间活动计划及目标保持一致。首先，至2020年左右，计划建成联盟－2运载火箭的主要地面基础设施。在“安加拉”系列运载火箭研制成熟前，完成“安加拉”火箭发射工位的建设。至2025年左右，为满足一子级可重复使用的运载系统和重型火箭等未来发射需求，建设相应的地面航天发射设施；为支撑未来运载器和月球等深空探测项目，研发地面航天设施；完成发射中心试验基地的建设并引进相关高级专家，使发射中心具备试验中心的功能。至2030年左右，满足一子级可重复使用运载器系统和超重型火箭发射需要的地面航天设施投入使用，在无再入段着陆区域限定的情况下，可实现全方位入轨；完成发射先进运载器（如核推进月球及深空探测任务）的地面设施建设。

2 建设进展

总体情况

东方航天发射中心自建设伊始，资金缺乏、管理不当、腐败现象及经费、自然灾害、天气、人力缺乏等原因导致的进度滞后问题，就一直备受世界航天界的关注。

联盟－2火箭综合发射设施

2016年初，一期项目已经接近尾声，总耗资接近1600亿卢布，联盟－2火箭发射工位、“联盟”火箭装配厂房、卫星处理厂房、气象通信设施、测控监测设施、燃料储库、住宅生活区、公路铁路等工程已经建设完成。2016年3月下旬，一枚联盟－2.1a火箭成功竖立在东方航天发射中心的发射台上，并在当月底完成了与发射台装置的合练试验，以及发射装置自身机械、电气系统的相关试验工作，这标志着历时5年的东方航天发射中心工程建设已基本完成，初步具备开展航天发射任务的条件。

联盟－2火箭综合发射设施的总建筑面积为23358m2。综合发射设施由发射工位、氧气与氮气生产厂以及通用技术区组成，可用于进行联盟－2系列火箭（包括联盟－2.1a、联盟－2.1b和联盟－2.1v）的射前准备和发射操作，包括星/箭组合体的水平转运和起竖、电气测试、推进剂加注、火箭发射等操作。东方航天发射中心联盟－2火箭综合发射技术区与发射工位之间的距离为4.4km。

（1）技术区

东方航天发射中心技术区位于第2号发射场区，将由121栋大楼组成，可容纳1800名工作人员。依据传统的建设方案，俄发射场通常会为不同的火箭发射任务建设独立的处理和装配设施以及其他辅助设施，而东方航天发射中心采用集中建设方案，建成一个通用技术区，各厂房通过转运通道进行连接，主要用于完成所有运载火箭和航天器的测试、检查、存储和装配工作。新的设计方案大大缩小了各独立厂房的占地面积，避免了基础设施的重复建设，并可确保各组件的准备工作能在同一个区域的专用厂房内完成，可大大节省发射准备时间。

通用技术区分两期建成，一期已于2012年开工建设，目前完成建设的工程包括联盟－2火箭装配、集成与试验大楼（AITB），航天器、上面级及其他系统的装配、集成，以及试验大楼、转运通道、电力与燃料供给站、运载火箭级段处理与存储大楼。根据技术区的建设规划，东方航天发射中心第二期工程将在技术区的西侧为“安加拉”系列火箭建造一个全新的装配厂房。该厂房的建设工作将与新型载人航天器处理设施建设同时进行，为“安加拉”火箭首飞做准备。待其全部投入使用后，技术区的总面积将达到39000m2。

火箭装配、集成与试验大楼用于完成火箭的处理和装配，原计划用于运载能力更大的罗斯－M火箭，在其研制项目取消之后，基于对后续联盟－5火箭的使用考虑，仍计划沿用原设计方案，为联盟－2火箭的处理提供支持。联盟－2火箭主装配大厅面积为9000m2，可同时进行2枚联盟－2火箭的处理与装配。大厅内配备了一对双吊车，每台吊车的吊重为100t，距离地面27m，横跨40m。装配大厅内设置了通风系统和自动化监视系统，对危害物质的浓度进行监测，空气洁净度为R9级，环境温度为18～25℃，湿度为80%。大厅内配备了4条总长为510m的线路。共计7层的行政管理、支持办公室以及测试间位于大楼两侧，大楼南侧分别与转运通道和火箭级段处理与存储大楼连接。

联盟－2火箭装配大厅

火箭各级段从存储大楼运至装配大厅之后，将首先在位于中心位置的装配区完成芯级组装，之后通过吊车转移至1号或2号装配区，完成芯级和助推级的组装，并在完成相关试验之后将组装件转移至停泊在大厅西侧的运输车上。与此同时，在中心装配区完成载荷段和二子级的集成。之后，完成整枚火箭的集成与试验。之后，通过运输/起竖车水平转运至发射工位。

航天器处理与准备厂房面积为8640m2，设有5个专门的工作间，用于卫星、“弗雷盖特”（Fregat）和“伏尔加”（Volga）上面级以及上升段的处理与测试。厂房内安装有高端温控和过滤系统，其环境洁净度为R8级，温度为18～24℃，相对湿度为20%～80%。此外，还安装有2台吊车，吊重为50t，距离地面34m，横跨42m。750个行政管理与支持办公室（共7层）位于主装配厅两侧。

燃料供给站和供电站与转运通道相连，位于航天器处理与准备厂房的南边。前者主要用于为航天器、上面级提供推进剂、压缩气体等；后者主要用于为整个技术区设施提供电力。整个技术区的水/气供应控制、加热系统、空调系统、通风与污水管理系统的主要控制系统也设置在供电站内部。

转运通道是技术区主要的运输通道，满足火箭、航天器、上面级等产品在技术区主要大楼以及各辅助设施之间的运输。通道长500m，总面积为10000m2，安装了2个大型可移动平台。可移动平台质量为200t，宽6m、长28m，运载能力为120t，可依靠4个双向转向机构实现前后移动。平台上配备了一套传感器和驱动器，可帮助维持产品精准的垂直和水平位置。

（2）发射工位

联盟－2火箭发射工位位于128°20″（E）、51°53″（N）、海拔274m的位置。

主装配大厅的组装区设置

联盟－2火箭发射工位采用传统的设计方案，包括83个结构件，由52个系统组成，包括发射台、移动勤务塔、运输/起竖车、电缆与加注系统、电源供应系统、电气与液压传动遥控系统、温度和湿度控制系统、消防系统、压气站和可移动通道等。按照官方的技术要求，该发射工位的年发射服务能力为20次，可全年、全天候进行发射。

发射台为固定的大型钢筋混凝土平台，悬于大型导流槽之上，导流槽一侧采用大型开口设计方案，为火焰以一定角度向斜上方排出创造条件。平台中心位置为传统的圆形开口设计方案，下部安装可移动服务舱，为射前火箭的固定以及下部箭体结构操作提供了一个平台。在发射台开口的四周设置了4个支撑架和电缆与加注塔架，用于保证发射前火箭的稳定以及射前燃料加注。

可移动勤务塔位于发射台另一侧80～100m的停泊位置。在建设过程中，原计划利用14个月的时间完成大型组件的装配，之后通过在地面进行焊接的方式将装配时间缩短至6个月。可移动勤务塔为金属结构，由376个部件组成，塔高52m，共7层，宽24.1m、深度24.8m，结构质量580t，适用于联盟－2.1a、联盟－2.1b和联盟－2.1v火箭。塔内安装了吊车和升降机，还设置了通风设施、温控设备、排水系统、电气、通信、控制和电视监控、应急系统等。

勤务塔通过铁轨与技术区和发射台连接，在火箭发射前2天从技术区水平转运至发射台进行垂直起竖之后，勤务塔将从其停泊位置以12m/min的速度和不低于5mm的精度转移至发射台。在发射前24h，勤务塔通过塔内的吊车和升降机为运载火箭和卫星操作提供一个防护空间和工作平台。而在发射前几个小时，勤务塔将为工作人员完成火箭推进剂加注提供辅助支持，完成加注之前1h，勤务塔返回停泊区。此外，勤务塔还可用于中止发射情况下火箭的处理。

与拜科努尔和普列谢茨克航天发射场的地下掩体设计不同，东方航天发射中心的“联盟”发射控制站为距离发射工位450m的2层无窗地上建筑，可抗8级地震和火箭爆炸，墙体厚度为60cm，楼顶厚度为40cm，安装了质量为1t的10级防弹门。控制站由发射控制系统、发射管理员信息系统（9个监视器）、地面支持设备、工作间和供应系统组成，可为发射倒计时提供指令，为倒计时以及发射各阶段的火箭飞行情况进行监测并提供支持。此外，还可为地面人员和设备在火箭发射故障的情况下提供保护。

推进剂设施系统包括3个主要部分：压缩气体设施、氧气和氮气设施以及储量为200m3的煤油站，与传统的可移动储罐不同，该系统采用了固定的煤油站设计方案。推进剂设施设置在离发射台几百米远的地方，通过管道和导管与发射台连接，并通过发射台上的电缆与加注塔架实现推进剂的加注。在发射前几秒，加注塔架脱离火箭。

3 小结

2007年，俄政府决定在远东地区兴建东方航天发射中心，并在建设之初对发射中心的初期和远期发展进行了详细规划，在实现俄罗斯独立自主进入空间能力的同时，满足其未来重型、可重复使用火箭等长远发射需求。

在东方航天发射中心的建设过程中，因资金缺乏、管理不当、腐败现象、自然灾害以及人力缺乏等原因，初期建设进度严重滞后，一期工程完工时间从2015年推迟至2016年，而原计划2016年开始的二期建设工程目前仍处于主承包商选择阶段。尽管建设进度不理想，2016年联盟－2.1a/“伏尔加”火箭在东方航天发射中心的首次成功发射，拉开了该航天发射中心为俄运载火箭提供发射支持的序幕。未来，依靠东方航天发射中心，俄罗斯将逐渐摆脱拜科努尔航天发射场的高度依赖，维持其在包括载人航天飞行、商业航天发射以及深空探测等任务在内的主要空间活动领域的自主性，保持俄罗斯在航天发射领域的领先地位。