第聶伯號運載火箭

第聶伯號運載火箭是烏克蘭與俄羅斯在R-36M洲際彈道飛彈（北約代號SS-18“撒旦”，START-1中稱為RS-20）基礎上改造而成的一種運載火箭。R-36M是蘇聯所研製的最大的重型陸基洲際飛彈。美國方面沒有能與之直接相比的型號（最接近的是MX“和平衛士”式洲際飛彈）。按照美蘇第一階段削減戰略武器條約（START-1），這種飛彈應被銷毀。烏克蘭與俄羅斯兩國政府決定開發這種飛彈的商業價值，對將其改裝為商用運載火箭進行了專門研究，於是產生了第聶伯號火箭。

莫斯科時間2014年6月19日23點11分，俄羅斯計畫在奧倫堡州發射基地把33顆小衛星送入太陽同步軌道。

基本介紹

• 中文名：第聶伯號運載火箭
• 烏克蘭語：Днпро
• 俄語：Днепр
• 研製單位：南方設計局

發展歷史

第聶伯號運載火箭，是俄羅斯與烏克蘭在R-36M洲際彈道飛彈（北約代號SS-18“撒但”，START-1中稱為RS-20）基礎上改造而成的一種運載火箭。R-36M是蘇聯所研製的最大的重型陸基洲際飛彈。按美蘇第一階段削減戰略武器條約（START-1），這種飛彈應被銷毀。俄羅斯與烏克蘭兩國政府決定開發這種飛彈的商業價值，對將其改裝為商用運載火箭進行了專門研究，於是產生了第聶伯號火箭。

第聶伯號發射

第聶伯號的發射服務提供商是ISCKosmotras公司，這是一家俄羅斯、烏克蘭和哈薩克斯坦的合資企業。市場開發交由美國企業ATK錫奧科爾公司進行。由於火箭的發射費用非常低廉（僅有800~1100萬美元），所以很有競爭力。第一次發射在1999年4月21日進行，將一顆名為UoSAT-12的小衛星成功送入軌道。

2013年11月21日，俄羅斯用一枚“第聶伯”運載火箭順利發射了多顆衛星。根據計畫，本次發射的一顆義大利衛星在入軌一個月後，還將釋放出其攜帶的多顆子衛星，使發射載荷總數達到32個，超過美國19日“一箭29星”的世界紀錄。

2014年6月“第聶伯”運載火箭將發射33顆衛星包括俄羅斯、哈薩克斯坦、西班牙、沙烏地阿拉伯、日本、義大利、加拿大、美國、荷蘭以及阿根廷的衛星。

火箭前身

要了解“第聶伯河”運載火箭，首先要介紹一下其前身 SS- 18戰略飛彈。SS- 18戰略飛彈是蘇聯第三代洲際彈道飛彈，俄方代號為 P- 36,飛彈編號為 PC- 20,北約稱其為“魔鬼”或“撒旦”。該飛彈是在蘇聯第二代戰略彈道飛彈 SS- 9的基礎上研製的，是當今世界上裝備的最大的洲際彈道飛彈，使用二級液體可儲推進劑火箭發動機。

該飛彈全長 36.5 m，彈體直徑 3 m，重量為210 t，採用地下井冷發射方式發射。該飛彈有 5種型號，基本結構大致相同，但在具體性能上卻有較大的差別，其最大的不同之處在於所攜帶的彈頭數量與質量。Ⅰ型為單彈頭，1975年開始裝備部隊，射程為12 000 km，當量為 2 400萬噸，命中精度為430 m，投擲重量為 6 100 kg。Ⅱ型為分導式多彈頭，1976年開始裝備部隊，射程為11 000 km ,共攜帶 8個或 10個彈頭，每個彈頭當量為 55萬噸，命中精度達 420 m,投擲重量為 6 800 kg。Ⅲ 型為單彈頭飛彈，1976年開始裝備部隊 , 射程為 16 000 km，彈頭當量為 2 000萬噸，命中精度達 350 m，投擲重量為 5 000 kg。Ⅳ型為分導式多彈飛彈 ,射程為 11 000 km，共攜帶 10個彈頭，並有誘餌和其他突防裝置，每個彈頭的當量為50萬噸，命中精度達245 m，投擲重量為7300kg。V型為試驗型飛彈，攜帶有 3個機動式子彈頭 ,但未裝備部隊。SS- 18是世界上核彈頭當量最大的洲際彈道飛彈，突防能力強，曾是蘇聯戰略核力量的主力。該飛彈的主要特點是採用冷發射方式 ,主發動機在飛彈離開發射井之後才點火，因此，這種飛彈發射井具有迅速再次裝填能力。同時，飛彈都安放在發射井中的發射容器內，這種容器可減少首次發射給發射架造成的破壞，從而也能夠給發射架再次裝彈。

改裝初衷

俄羅斯進入航天發射市場並不容易，因為遇到了一系列的困難，如國家缺乏投資航天規劃的巨額資金，或者與西方國家的利益發生衝突，這些國家不想看到一個新的巨大競爭對手的出現並超過自己。為了打進市場，俄在現有財政條件下，認為利用退役飛彈並將其改進成運載火箭最為有利。這樣，只要投入極小的資金便可獲得更大的效益。

一方面 ,儘管俄羅斯的運載火箭與美國及歐洲的火箭在性能和級別上相近，但在只有部分發射訂貨的情況下，很難與其進行有效的競爭。而另一方面，現在各國都在積極發展信息與通信網路 ,也就需要向近地低軌道發射大量的通信衛星。可以說，衛星發射市場前景極為廣闊。

俄羅斯、烏克蘭和美國的專家對發射市場進行調查後認為，最為適宜的火箭是用SS- 18改裝成的輕型運載火箭，它保證向軌道上發射大量的衛星。根據第一階段戰略性進攻武器條約，308枚 SS- 18飛彈中的1/2應被縮減，而如果第二階段戰略性進攻武器條約被批准，那么到 2001年，所有的該型飛彈都將被銷毀。為此，俄在下戈羅德
市的蘇羅瓦季霍村建立了銷毀 SS- 18的基地，但將此種複雜的飛彈技術裝備只分解成金屬是極不合算的。因此，將其改裝並向低軌道發射衛星是其最好的出路，同時，SS-18也是世界上戰術技術性能最為出色的飛彈之一，這從其無數次成功發射便可證明。該火箭的原型SS-18飛彈成功進行了157次發射，足以證明其高度的可靠性，其
最後一次發射是在 1998年 4月進行的。

重達 210 t的 SS- 18飛彈具有較大的能量余度 , 可改裝成一次能發射4 t多重有效載荷的運載火箭。作為戰略飛彈，它可全天候使用 , 並在晝夜任何時候發射。在發射井中，SS-18飛彈可處於燃料填充的一級戰備狀態。將飛彈改裝成運載火箭，比製造新型火箭花費較少，同時也可節省下銷毀這一飛彈的費用，變廢為寶，一舉兩得。因此，相比來講 , 此種火箭發射的價格較低，這也是外國訂戶青睞俄羅斯火箭技術的原因之一。衛星的發射可在拜科努爾的發射陣地上進行，即可根據需要進行單枚火箭的發射，也可進行多枚同時發射。

型號

第聶伯號火箭包含三種型號：第聶伯-1，第聶伯-M和第聶伯-3。其中只有第聶伯-3裝備了上面級。火箭都使用蘇聯洲際飛彈常用的劇毒可貯存液體推進劑。

從火箭上看地球

基本參數

外型和質量參數

第一級

第二級

第三級

第四級

運載能力

綜合評價

第聶伯號的發射均採取地下井冷發射方式，利用原有的飛彈發射井，因此幾乎不受氣象條件的影響。由於第聶伯號運載火箭的發射費用非常低廉（僅有800~1100萬美元），所以很有競爭力。第聶伯運載火箭可將4500千克的有效負載送入近地軌道，或者將550千克的有效負載送入月球轉移軌道，而其搭載的太空飛行器可將450千克的有效負載送入火星。

發射失敗

7月26日，宇宙運輸國際航天公司經營的第聶伯1火箭在拜科驁爾發射場發射18顆小衛星時失敗。弟聶伯1火箭由退役SS-18飛彈改裝而成，該火箭從一個地下飛彈發射井起飛後不久便出現了放障。火箭第一段起飛後86礎過早關機，據預定關機時聞還差約10秒。星箭墜毀在距發射台約150千米處，但沒有人員傷亡的報導該火箭第一級採用的是一台四室RD-264發動機，此次發射曾準備在6月份進行，但因火箭準備中發現問題而推遲，並換用了備份火箭。第聶伯1火箭此前進行的6次發射均取得成功，自1999年投入商業發射以來已淺功把23顆衛星送人太空。

8 月 9 日，俄羅斯航天局新聞秘書伊格爾·巴納林對媒體宣布，在“第聶伯”火箭墜毀地區，有 7%的居民健康狀況出現了輕度異常。7 月 26 日，攜帶 18 顆衛星的俄羅斯“第聶伯”火箭因第一節發動機出現故障，升空 74 秒後
在距離哈薩克斯坦拜科努爾發射場西南 150 公里處墜毀。由於升空時間很短，火箭墜地時有大量燃料外泄。由“白楊－20”洲際飛彈改造而成的“第聶伯”火箭，燃料總量為 150 噸，且主要成分為劇毒的庚基物質等。有關研究顯示， 1 升水中如含有 10 微克庚基就能致人死亡。俄羅斯科學家估計，火箭墜毀後泄出的燃料會超過 60 噸。因此，墜毀地區的生態安全與居民健康成為世界關注的焦點。

事發後，俄哈兩國迅速組成專家組，對附近地區生態安全及居民健康狀況展開了調查。 9 日，俄羅斯航天局新聞秘書伊格爾·巴納林宣布，俄羅斯與哈薩克族的聯合專家小組對墜毀地區 2000多名居民進行體檢後發現，其中 7%的人健康狀況出現輕度異常，具體表現為在膽紅素正常情況下轉氨酶指標高於正常值。巴納林強調，雖然指標高於正常值，但目前還沒有出現任何臨床症狀。巴納林同時透露，截止到 8 月 20 日，所有的火箭與衛星碎片都將被收集後運送到拜科努爾發射場的專門修理庫，專家將在那裡對它們進行深入研究。

一箭37星

台北時間6月20日3時11分，“第聶伯"火箭從俄羅斯境內杜巴羅夫斯基發射基地的發射井發射，採用“冷發射”方式，在火箭第一級出井後發動機點火，成功將37顆衛星送入高630千米、傾角98度的目標軌道。其中，33顆衛星以精確的30秒時間間隔在軌相繼部署，從而避免了碰撞；另有1個裝載了4顆衛星的母體太空飛行器也被部署，並在隨後不久釋放了4顆衛星。

37顆衛星分別來自4大洲17個國家，大部分是用於環境和安全目的的地球成像衛星。其中，最大的2顆衛星分別是西班牙Elecnor Deimos公司的Deimos 2衛星（重300千克，分別率0.75米）和哈薩克斯坦的KazEOSat2衛星（重180千克，解析度6.5米）。

“一箭多星”發射受到廣泛關注的一個重要原因是能在其基礎上完善分導式多彈頭技術，這在軍事方面有著極其重要的戰略意義。多彈頭技術促進了20世紀70年代美國與蘇聯兩個軍事大國“相互確保摧毀”威懾格局的形成，成為雙方飛彈技術先進與否的主要標誌，也是美蘇維持大國地位和稱雄世界的籌碼。近年來，美國與俄羅斯在“一箭多星”上競爭，有專家認為“實際上是在展現各自的分導式多彈頭技術”。

特別是隨著美國加緊部署飛彈防禦系統，俄羅斯越來越重視發展多彈頭技術。俄羅斯在“一箭多星”上一再超越美國，保持世界第一，無疑將增強其對以美國為首的西方國家的戰略威懾。

此次“第聶伯”火箭以精確的30秒時間間隔部署衛星，展示了俄羅斯衛星釋放技術的先進性。從技術上看，“多星分時釋放技術’’是衛星分離技術的一大突破，完成這一技術的關鍵設備在於時間程式機構的套用，即通過時間程式控制爆炸螺栓按照預訂的程式釋放衛星。這一時間間隔是經過嚴格計算的，因此“一箭多星”的難點是如何精確控制爆炸螺栓準時工作。俄羅斯能夠一再打破衛星發射數量的紀錄，表明其‘‘多星分時釋放技術”巳達到非常成熟的水平。

除上述影響外，“一箭多星”還具備降低衛星發射成本的巨大優勢。當前，不斷攀升的發射成本巳經成為制約大規模利用太空的關鍵因素，同時技術進步以及"分離模組”概念的提出，使得衛星小型化成為一個重要方向，而且用於試驗和技術測試的低成本微小衛星也需要更多的發射機會。在此背景下，“一箭多星”的優勢將愈發明顯。“一箭多星”可以充分利用運載火箭有限的負載量，非常適合以搭載方式發射小型衛星，增加了發射載荷的數量，從而降低單顆衛星的發射成本。