暴風雪太空梭計畫

**暴風雪太空梭計劃**（俄語：Бура́н，羅馬轉寫：Buran）是一個存在於前蘇聯時代的可重複使用太空載具計劃。計劃始於 1976 年，由當時蘇聯的中央空氣動力學研究所（ЦАГИ；TsAGI）負責，以回應由美國航空暨太空總署負責的太空梭計劃。本來蘇聯計算了成本後對於研製太空梭興趣缺缺，然而政治家認為既然美國國防部也有參與美國的太空梭計劃，表示這類的發展計劃並不單純只是民間的科學探索，而是一種有效的軍事武器，因此希望利用這對等的計劃製造一個潛在性的軍事威脅，以平衡在冷戰中各方的勢力。暴風雪計劃是蘇聯的太空探索史中最大型及最昂貴的計劃，但縱然暴風雪號在外型上與美國航空暨太空總署的太空梭相似，實際上的功能卻差別甚大，特別是自動化設計和發射方式的思維。

## 背景

其實蘇聯的可重複使用太空載具計劃，早於 1950 年代末的太空時代時已經埋下了伏線。縱然這些構思沒有被繼續下去，及統一統籌過，但蘇聯的可重複使用太空載具的構思相對較舊。在得知美國開始設計太空梭並推出回應的暴風雪計劃前，史上並沒有任何一個計劃到達生產階段。

太空梭的構思首次見於研發高空噴射客機風暴（Burya）。風暴的研發當時已經進入原形的階段，已知曾作出數次測試飛行，但最終被中央委員會取消這個計劃。風暴的最終目標是可以攜帶一個核彈頭，推測是前往美國後再折返基地。風暴的研發被終止是基於決定了要發展洲際彈道飛彈。另一個例子是於 60 年代研發的 Zvezda（俄語星星的意思），亦同樣進入了原形階段。無獨有偶，在幾十年後的國際太空站計劃中，服務艙被命名為「Zvenzda」。在 Zvezda 後，直至暴風雪計劃出現為止依然有零星少許的可重複使用計劃。

## 發展

暴風雪計劃的發展始於 1970 年代的早期，用以回應美國的太空梭計劃。正當蘇聯的工程師喜好一架小型而輕巧的載具之際，軍方的領導卻傾向直接而全面地複製擁有三角翼的大型太空梭，原來是因為蘇聯政客懷疑美國的太空梭能夠捕捉衛星，藉以維持兩個超級大國之間的勢力平衡。

太空梭的建造始於 1980 年，首架成型的暴風雪太空梭在 1984 年完成出廠。在 1983 年 7 月，由一架比例為實物 1:8 的模型（BOR-5）進行了一次次軌道的測試飛行。隨著計劃進行，總共作出了五次以實物模型進行的測試飛行。後期更有一架稱為 OK-GLI，或者「暴風雪號空氣動力學模擬」的試驗機，安裝上了四台噴射發動機在機尾進行測試。試驗機能以自己力量起飛，當到達測試的指定地點後，引擎熄滅讓 OK-GLI 滑翔回基地。這樣的測試為日後的暴風雪號提供了珍貴的飛行數據。而且有趣的是，這些數據與美國的企業號試驗機被噴射客機運載升空後降落的方法所得出的數據不同。另一邊廂的企業號，由於其設計是打算以可重複使用的太空載具為主，故設計上不可改裝上噴射發動機。OK-GLI 共作了 24 次測試飛行，直至試驗機被「耗盡」為止。

## 首次飛行

暴風雪號的首次及唯一一次的軌道飛行任務，於 1988 年 11 月 15 日 UTC3:00 順利發射升空。它是由經特別設計的能源號火箭推進器送上太空。由於此次任務是無人駕駛，所以機上並沒裝有生命保障系統，操控台上的顯視屏亦沒有裝上任何軟體。 任務之中，暴風雪號用了 206 分鐘圍繞地球兩周。在返回地球時，太空梭在拜科努爾太空中心的跑道上進行了自動降落程序。整體而言，蘇聯的設計評價更高，因為發射和回收方式較美國的簡單而實用得多。

## 取消的計劃

在縮減及實際終止暴風雪太空梭計劃前，截止 1989 年為止的計劃飛行任務如下： 

* 1991 年－小鳥號 首次無人飛行，任務為期 1 至 2 天。
* 1992 年－小鳥號 第二次無人飛行，任務為期 7 至 8 天。進行軌道飛行演習及太空站對接測試。
* 1993 年－暴風雪號 第二次無人飛行，任務為期 15 至 20 天。
* 1994 年－太空梭 2.01 首次載人飛行測試，任務為期 24 小時。船上裝有生命維持系統及兩張彈射座椅。機員兩名，伊格爾･沃爾克為指揮官，亞歷山大･伊萬欽科為飛航工程師。
* 第二次載人飛行測試，將包括兩名太空人。
* 第三次載人飛行測試，將包括兩名太空人。
* 第四次載人飛行測試，將包括兩名太空人。

其後計劃中的小鳥號第二次無人飛行被更改為提前於 1991 年進行：

* 1991 年 12 月－小鳥號（太空梭 1.02）第二次無人飛行，任務為期 7 至 8 天。進行軌道飛行演習及太空站對接測試：
  * 與和平號太空站的「水晶號」艙自動對接；
  * 太空站上人員轉到太空梭上，以進行一系列的系統測試 24 小時，當中包括遙遠控制器。
  * 從太空站分離並於軌道上自動飛行
  * 與載人的聯盟號 - TM101 太空載具對接
  * 太空載具上人員轉到太空梭上，以進行一系列的系統測試 24 小時。
  * 自動分離及返回地球降落

## 終止

在首次飛行之後，蘇聯因缺乏資金及當時的政局而把計劃暫時擱置。導致其後的兩台軌道載具，預計於 1990 年完成的小鳥號及 1992 年完成的一台永遠無法完成。整個計劃最終由時任俄羅斯總統的葉爾欽正式於 1993 年 6 月 30 日宣佈終止。在終止前，整項暴風雪計劃已經花費 200 億盧布（109）

雖然坊間普遍接受了終止計劃是因為缺乏資金，但亦有傳聞指因暴風雪號的首次飛行返回地球時「嚴重損毀」，導致不可能再作第二次飛行。暴風雪與美國太空梭一樣是鋁製機身外敷隔熱瓦，如果損壞深及鋁製機身，則會如同哥倫比亞號一樣解體。而隔熱瓦的燒蝕是計劃中的，兩國太空梭在每次飛行後均需大面積更換因燒蝕消耗的隔熱瓦，尤其在機首、機腹和機翼前緣，沒有「嚴重損毀」卻能以一米內的偏差精確著陸，而又不能維修再作第二次飛行之說。後來蘇聯公布了暴風雪號從軌道回來後的照片及影片以證明可用性。

整個計劃原意是為了提升國家形象、進行研究，以及追上和美國太空梭計劃一樣同等水平的科技。當中還包括向在 1986 年發射升空，一直服務直至 2001 年的和平號太空站提供補給。但最終和平號太空站亦被一架太空梭探訪，可惜的是該架太空梭是美國的，而並非暴風雪號。其中本來用以把和平號太空站與暴風雪號太空梭對接的組件 —— 暴風雪 SO（即和平號對接艙），在執行「太空梭－和平」計劃前被重新拿出來並改裝，以便把太空站與美國的太空梭進行對接。

## 現況

除了五架正式的暴風雪號太空梭外，還有八架試驗機。試驗機用以測試數據或者作大氣飛行，亦有些僅為測試電子組件擺放、駕駛程序的模型。

2015 年國家地理頻道與俄羅斯攝影團隊一同到訪了存放於拜科努爾太空中心 112-MZK 組裝大樓內的小鳥號和 OK-MT 試驗機，披露了這兩架前蘇聯太空梭的現狀。

## 未來可能性

在美國太空梭哥倫比亞號於 2003 年發生空中解體事故後，均引起了不少人揣測把俄羅斯的能源號火箭及暴風雪號太空梭重新投入服務的可能性。但是可惜的是，包括火箭推進器及太空梭本身的所有裝備，都因為蘇聯解體後沒用而失修或被用作其他用途而不能再次重組。

## 技術數據

**質量分解**

* 總結構／降落系統的質量：42,000 公斤
* 功能系統及推進力的質量：33,000 公斤
* 太空梭主發動機：14,200 公斤
* 最大酬載：30,000 公斤
* 最大起飛重量：105,000 公斤

**尺寸**

* 長度：36.37 米
* 翼長：23.92 米
* 高度（使用著陸架時）：16.35 米
* 荷載艙長度：18.55 米
* 荷載艙直徑：4.65 米
* 機翼角度：78 度
* 機翼後掠角：45 度

**推進力**

* 軌道機動引擎總驅動力：17,600 kgf (173,000 N; 39,000 lbf)
* 軌道機動引擎比衝：362 秒
* 操縱總衝量：5 kgf-sec
* 反動力控制系統（RCS）總驅動力：14,866 kgf (145,790 N; 32,770 lbf)
* RCS 平均比衝：275-295 sec
* 正常最大推進燃料載入：14,500 公斤

## 與美國太空梭的相似之處

由於暴風雪太空梭的出現是隨哥倫比亞號太空梭之後，及由於兩個太空梭系統的外表相似性 — 令人聯想起兩款超音速客機圖 - 144 與協和號客機的相似 — 因此有很多人揣測冷戰期間的間諜在發展蘇聯的太空梭上扮演重要的角色。但除了外表的相似之外，其實還有很多重要差異存在。因此，間諜的幫助可能只有外表及早期的結構設計而已。

### 與美國太空梭的主要不同處

* 最大的區別是暴風雪在設計之初即沒有打算回收主引擎。主引擎隨能源火箭，在燃料耗盡後重返大氣被丟棄，不需要隨太空梭，再加速超過第一宇宙速度進入環地軌道，因此在入軌的載重能力上超過美國太空梭。兩國發展太空梭的初衷都是儘量回收太空載具材部件，在石油危機後的能源上漲中均因能效比低被一次性火箭淘汰。
* 暴風雪並不是能量號火箭推進器不可或缺的部份，它只是能量號可酬載的其中一種。任何質量達 80 公噸的組件均可以被能量號發射升空。
* 能量號打從設計階段開始就是為了配合不同用途，而非只作暴風雪太空梭的發射器。最重一次配裝（雖未曾建造）可以把重達 200 公噸的組件送上軌道。
* 能量號亦適合把組件送到月球，但這種改裝從未經測試過。
* 由於暴風雪太空梭即可載人飛行亦可無人飛行任務，故它擁有自動降落能力。而暴風雪人手操控未嘗試運作過。美國的太空梭後來亦被翻新以擁用自動降落能力，經改裝後的太空梭任務首次見於 STS-121 任務之上。
* 由於太空梭上沒裝有主要火箭引擎，因此空出了空間及重量負載額外組件。機上的最大圓筒狀結構是能量號運載火箭，主引擎在火箭上，而並非燃料缸。
* 能量號運載火箭推進器使用煤油 - 氧氣液態燃料
* 能量號的運載器及主引擎本來設計成可重複使用，但最終因經費被削減而沒有被製造。美國的太空梭亦有三具可重複使用的主引擎及固體火箭推進器。但燃料缸會因在大氣層裡燃盡而不可找回，所以每次發射均需裝上一個新的外置燃料缸。
* 暴風雪太空梭在標準設定上可以搭載 30 公噸到軌道上，而美國的太空梭只有 25 公噸。
* 暴風雪太空梭擁有高的升阻比（6.5），對比美國的太空梭只有 5.5 的升阻比。
* 暴風雪太空梭的設計可以從軌道載 20 公噸組件回地球，對比美國的太空梭只能載回 15 公噸的組件。
* 暴風雪太空梭與美國的太空梭上的隔熱瓦片放置方法不同。蘇聯工程師們相信他們的放置方法在熱度力學上較為優勝。暴風雪太空梭上的隔熱瓦片沒有灰色的加強碳化物嵌板及在機頭蓋帽之上。當中，前者的損毀被視為 2003 年美國太空梭哥倫比亞號解體事件的主因。
* 暴風雪太空梭的軌道機動系統使用較為安全一點的 GOX - 煤油推進燃料，這種燃料低毒性、高性能。
* 暴風雪太空梭被設計成可以平放在發射台以便被特製的火車軌道運送，到達發射場地後才垂直擺放。這使暴風雪太空梭的移動比美國太空梭要快，因為美國的太空梭只能作垂直移動因此移動非常緩慢。

## 在科學小說裡出現的暴風雪號

暴風雪太空梭及另一個前蘇聯的另一個圍繞軌道計劃螺旋太空飛機，曾被提謝爾蓋・庫加能科在其雙部曲小說《星星是冷戰玩具》（The Stars Are Cold toys）中出現。當中暴風雪號被描寫為配有虛構的「跳躍引擎」，是與外星人作星際交易的首選貨物。在西方的科學小說中，太空梭常以類似的鋪排出現。

暴風雪太空梭則出現在 Payne Harrison 的太空梭探索小說《暴風無懼》（Storming Intrepid）。

暴風雪太空梭則出現於視像遊戲《彩虹六號－鷹眼行動》的外加包裝之中。

在克萊格・湯瑪斯的小說《冬鷹》（Winter Hawk）中曾出現一架虛構的太空梭「Kutuzov」，用以取代蘇聯的雷射衛星。

## 請參閱

### 俄羅斯太空相關條目

* 能量號 - 火箭推進器，「暴風雪－能量」太空系統的第二部份。本火箭系統亦可單獨作為運載火箭使用，亦是迄今為止起飛推力和各項酬載的世界紀錄保持者。
* An-225 運輸機 - 用以運載暴風雪號的世界最大型運輸機（以最大起飛重量計算）
* 和平號太空站
* 拜科努爾太空中心

### 太空相關條目

* 太空梭
* 載人航太
* 太空載具
* 太空探索

## 參考

## 外部連結

* buran.ru （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） - 暴風雪太空梭製造商「NPO Molniya」官方網站
  * 未完成的暴風雪太空梭 2.01 內部照片集 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* 航太百科全書的暴風雪太空梭入門 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* 載有暴風雪太空梭詳細內容的網站 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* 俄羅斯航行網頁
* 俄羅斯的太空梭：暴風雪－Gizmohighway Technology Guide （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* 德國航行博物館收購了「暴風雪太空梭」試驗機來展放（德語） （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* 暴風雪號首次飛行及升空影片
* Aerospaceweb.org：蘇聯暴風雪號太空梭 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* 高爾基公園的衛星圖片，當中可清楚看到 OK-TVA
* 存放了 OK-GLI 的巴林衛星圖片 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* 暴風雪家族一覽 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* RussianSpaceWeb.com （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* 俄羅斯聯邦空間局－暴風雪太空梭
* English Russia 網站的暴風雪，第一架俄羅斯太空梭 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）（照片、影片）
* 蘇聯的 VKK（Vosdushno Kosmicheskiy Korabl）太空梭計劃 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）