流水的电影铁打的火箭——R7/联盟号运载火箭

科技   2024-07-26 18:55   上海  

2024年3月,人类首部太空实拍电影——《挑战》登陆中国电影院线。导演克里姆·斯彭科以精湛的技艺,为观众呈现了一场在零重力环境下惊心动魄的极限救援行动。而在此之前,他就已经执导过同样太空主题的《太空救援》(俄文原名《礼炮七号》)。这些电影通过唯美的太空景色、扣人心弦的剧情和丰富的科幻想象,展现了壮丽的人类太空探索历程。人类遨游太空,都离不开载人运载火箭的支持,在层出不穷的各型火箭中,有这样一款历经时代洗礼,发射近2000次的明星火箭,它就是苏联设计的R7/联盟号运载火箭。

电影《太空救援》中联盟号发射时的场景,火箭仿佛一把利剑刺破苍穹  图源:豆瓣



一、不合格的毁灭者,

            却是新时代的创造者


联盟号运载火箭的历史可以追溯到上世纪五十年代设计的R7洲际弹道导弹。这款由苏联著名设计师科罗廖夫研发的人类第一款洲际导弹,原本是为了在冷战中与美国展开军备竞赛而诞生的。然而由于发射准备周期过长,外加地面固定发射生存性太低,它并不能令人满意。但科罗廖夫及其团队意识到其强大的运载能力却可以成为将人类送入太空的理想工具。于是,R7导弹经过一系列的改进和优化,摇身一变成为了苏联的第一款运载火箭。自此,R7运载火箭及其后继者开启了人类航天时代。

R7/R7A运载火箭示意图  图源:中国航天科工集团


从外形上来看,R7运载火箭比较粗壮,最大的特征就是侧面的4个外挂式助推器。助推器从下往上逐渐收敛,变成一个倾斜尖锥,用来优化空气动力外形,在火箭发射不久后助推器脱离,形成漂亮的科罗廖夫十字。在助推器包裹的中间,就是R7运载火箭细长的芯级。芯级的工作时间比助推器要长,因此可以托举着载荷进入更高的轨道,直至摆脱地球引力的束缚进入太空。在R7运载火箭的帮助下,人类实现了第一颗人造卫星发射、第一次月球探测甚至是第一次行星探测。

R7/联盟系列运载火箭漂亮的科罗廖夫十字  图源:ESA


来到电影的世界中,R7运载火箭也成为了众多俄罗斯太空电影的“常客”。就比如2013年的影片《搏击太空》,通过银幕再现了1961年4月12日苏联宇航员加加林完成人类首次太空飞行的全过程。在这次被铭记史册的飞行任务中,托举着加加林乘坐的东方1号飞船进入太空的,就是R7运载火箭的载人改进型。而在2017年上映的俄罗斯电影《天际行者》中,电影更是对R7运载火箭的发射给予了大量镜头语言,将火箭发射时的准备甚至是火箭游机的调整都展现了出来,为重现人类打开舱门迈出太空的壮举增添了不少艺术张力。

《搏击太空》的电影宣传海报,图中加加林走向的便是R7运载火箭的改进型——东方号  图源:豆瓣


《天际行者》电影截图 远处夕阳下的R7系列运载火箭  图源:豆瓣



二、半个世纪的传奇

            ——联盟号运载火箭


随着科技的不断进步,R7运载火箭也在不断地进行改进和升级。到了上世纪六十年代,R7运载火箭已经发展出了更为先进的联盟号运载火箭。联盟号运载火箭不仅继承了R7运载火箭的强大运载能力,还在可靠性、安全性等方面进行了全面的提升。这使得联盟号运载火箭成为了人类历史上最为成功的运载火箭之一,为苏联/俄罗斯的航天计划以及国际空间站的建设和使用立下了汗马功劳。截至目前,联盟号运载火箭及其前身R7系列运载火箭已经累计发射了近2000次,是人类历史上发射次数最多的火箭系列。

联盟号运载火箭发射后的雄姿  图源:俄罗斯卫星通讯社


通常来说,前往国际空间站的飞船往往从哈萨克斯坦的拜科努尔航天发射场发射升空,这也是人类最早建设的也是规模最大的航天发射场。著名的联盟号载人飞船、进步号货运飞船都在此地通过联盟号运载火箭发射进入太空。运载火箭需要先在附近的总装厂房进行组装,再通过火车运送到发射架上。接着,火箭随发射架缓缓树起,等待发射。在临近发射前,由液氧和煤油组成的燃料才被加注到火箭之中。最后,便是点火发射了。


有意思的是,作为俄罗斯尖端技术的代表,联盟号的一级点火方式居然是用木头火把点燃的!是的,你没听错,为了解决发动机点火时间的同步问题,俄罗斯人没有采用复杂且不可靠的电子点火方式,而是直接在火箭喷口下塞上白桦木火把。当发射命令下达的时候,火把被远程点燃,接着再打开燃料供应系统,火箭就能顺利的起飞了。这样简单直接的方式颇有我们印象中的俄罗斯人的风范,不仅能够应对恶劣的环境条件,也不用在火箭上修改设计,可靠性也极高(目前只有一次发射因为火把灭了而推迟发射,结果第二天火把重新点燃就成功起飞了)。不过,虽然火把点火的方式只有联盟号火箭独有,但并不是所有的联盟号火箭都采用这样的点火方式,某些型号的联盟号火箭也是和其他火箭一样通过电子点火的方式起飞。

联盟号的底部,可以看见芯级和助推密密麻麻的火箭发动机喷口  图源:俄罗斯卫星通讯社


当然,在目前的俄罗斯太空电影中,这种点火方式并没有镜头描写。导演在描绘联盟号火箭发射的时候,往往更多的会聚焦在场面的写实和火箭发射震撼的体验。就比如电影《太空救援》中,导演精心的刻画了火箭发射时的震动,让整个画面都随着火箭发动机的轰鸣而颤动不已。而火箭穿透云层的一瞬间,更是有一种拨云见日的感觉,让观众仿佛身临其境,增加剧情的紧张感。而在人类首部太空实拍电影《挑战》中,导演同样刻画了火箭发射时的轰鸣和震动,非常真实,也让观众代入了女主人公忐忑不安的心情

《太空救援》(俄文名《礼炮七号》)片段截图,远处为联盟号飞船和礼炮七号空间站的组合体  图源:豆瓣


《挑战》的电影宣传海报,在底下俄文字母中间,联盟号火箭的火焰变成了心电图,暗示了电影的剧情走向  图源:豆瓣


未来,随着人类太空探索的步伐不断加快,R7/联盟号运载火箭或许将逐渐退出历史舞台。但它在航天史上的重要地位和在电影中所展现的震撼场面,将永远铭刻在许多人的心中,成为人类探索未知、追求梦想的一种象征。

联盟号或许会退役,但是人类探索远方的步伐永远不会停止!图源:俄罗斯卫星通讯社




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作者:王国鑫(上海天文馆展教中心)

编辑:鲸落(实习生)

审核:水仙

图源:已在文中标注


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