1987年5月15日,苏联的传奇超重型运载火箭“能源”号首飞。近四十年来,人们对这枚火箭和它的搭档“暴风雪”号航天飞机充满了惋惜,以致于经常忘了“能源”号的首飞载荷。它就是苏联航天工业的骄傲与禁脔、苏维埃对美帝国主义的严厉铁拳、人类的第一艘太空战舰——“极地”号激光战斗轨道平台。

“极地”号(官方代号“Skif-DM”,产品17F19DM)是一型用于验证“Skif”轨道激光平台技术的全尺寸动态模型。虽然是模型,但该航天器已经具备了完整的动力与导航系统,具备在轨道长期飞行并展开试验的能力。该航天器全长37米,最大直径4.1米,发射质量约80吨。其结构由两大模块组成:

位于航天器前半部的功能服务舱:基于“礼炮”系列货运飞船(如“宇宙-929”“宇宙-1267”等)及“和平号”空间站模块的设计,质量约20吨。舱内集成飞行控制、遥测、热控、能源分配、指令无线电通信等系统。动力系统包括4台主发动机(每台推力417公斤)、20台用于姿态稳定与定向的推力器,以及16台用于精确稳定的小推力发动机。太阳能电池板在航天器进入工作轨道后展开。

位于航天器后半段的目标模块:这部分为全新设计,实际上也是安装激光武器的位置,也用于承载电子设备(火控雷达、火控计算机等)、实验设备和消耗品(包括燃料、靶标)。模块配备了一套“无矩排气系统”(SBM)的测试装置,以及大量气体——420公斤氙和氪的混合气体,储存于42个容量为32~36升的高压气瓶中,计划在轨道上模拟激光器排气效应,并开展电离层实验。

图注:总装中的基地号航天器
也就是说,极地航天器的射向为航天器的后方。因为航天器设计为不返回式,所以没有搭载大型火箭发动机,只搭载了用于轨道与姿态调整的推进器。苏联与俄罗斯都没有公布该航天器入轨后的详细实验计划,所以其激光武器在空间中的具体效能未知。
历史背景苏联对天基武器的探索始于1970年代中期。NPO“能源”联合NPO“天体物理”及“礼炮”设计局,以“礼炮”DOS-17K轨道舱为基础,开始研制轨道武器平台。最初提出了两个并行方案:装备激光器的“Skif”(也即“极地”号)和配备导弹的“Kaskad”,前者负责低轨道目标,后者瞄准高轨道和地球同步轨道目标。

找不到“礼炮”DOS-17K的相关资料图,放一张礼炮三号充数,这是唯一搭载过火炮进入太空的航天器
1983年3月23日,美国总统罗纳德·里根向全国发表电视演说,正式提出“战略防御倡议”——即后来世人熟知的“星球大战”计划。里根描绘了一幅用太空武器彻底消除核威胁的图景:在敌方洲际导弹起飞后的助推段,用部署在轨道上的天基激光器、粒子束武器或动能拦截弹将其摧毁,使美国的城市与人民不再生活在核恐怖的阴影之下。

美国战略防御计划中推出的天基激光平台的作战设想
这一计划在苏联领导层引发了强烈震动。苏联总参谋部意识到,如果“星球大战”得以实现,苏联耗费数十年建立起来的陆基洲际导弹威慑力量将被彻底瓦解——那些深藏在发射井中的导弹,可能在起飞后几分钟内就被太空中的激光烧穿。对于信奉“进攻是最好的防御”的苏联军方而言,这无异于战略上的釜底抽薪。

克里姆林宫迅速做出反应。苏共中央总书记安德罗波夫授权研制能够对抗美国太空防御系统的武器平台。原有的“Skif”计划骤然加速,获得了前所未有的政治支持与资源倾斜。太空,正在从观测的窗口变为厮杀的战场。
激光武器性能与作战设想“Skif”平台的核心武器是一台二氧化碳激光器。根据俄方资料,为该项目研制的气体动力二氧化碳激光器型号为GDL RD0600,功率为100千瓦,尺寸约2140×1820×680毫米。英文资料则称其设计输出功率为1兆瓦。

该激光器源自别里耶夫设计局的A-60空中激光实验室——一架基于伊尔-76运输机改装的飞行测试平台,A-60一共制造两架(1A、1A2),1A曾在苏联领空进行过多次秘密激光发射试验,1A2曾被俄罗斯用于空基激光武器实验,2025年11月25日被乌克兰无人机摧毁于塔甘罗格机场。

该激光器的作战目标被设定为摧毁美国“战略防御倡议”的太空节点。在核战争爆发的设想场景中,当美国的预警卫星发现苏联导弹升空,部署在轨道上的天基激光站将首先开火,试图在助推段摧毁那些携带核弹头的导弹。而“Skif”平台的使命,就是在战争爆发前的第一时间——甚至是在美国导弹防御系统启动之前——潜入敌方轨道,用激光撕碎那些瞄准苏联的太空哨兵。

具体而言,平台可执行两种作战任务:其一,拦截处于助推段的美国洲际弹道导弹,在其释放多弹头前将其摧毁;其二,攻击高轨道上的侦察、预警与通信卫星,打乱美军的指挥链路与目标指示体系。为验证火控系统性能,“Skif”平台还可释放专门的气球目标,供雷达与光学瞄准系统进行跟踪测试。

“能源-极地”组合体发射任务计划图示
然而,激光器工作时排出的高温废气会产生反作用力矩,扰乱姿态稳定。对于需要精密瞄准的激光武器而言,任何姿态扰动都将导致脱靶。为此,工程师研制了“无矩排气系统”(SBM),旨在使气体排放不产生净力矩,防止干扰航天器轨道。“极地”号携带的氙-氪混合气体正是为了在地球物理实验的掩护下,测试这一系统的在轨性能。一旦测试成功,真正的“Skif”战斗平台将使用二氧化碳激光器,在敌人毫无察觉的轨道上,以光速击穿数千公里外的目标。
发射过程与失败原因发射原定于1986年9月,因航天器制造和地面系统调试延误,最终推迟至1987年5月。1987年2月3日,“极地”号与“能源”号火箭在总装厂房完成对接,次日转运至拜科努尔第250号发射台。此后三个月,这枚承载着苏联太空武装梦想的组合体一直矗立在发射台上,经受着从-27℃严寒到30℃酷热的极端气候考验,风沙、湿雪、浓雾轮番侵袭,但“极地”号挺了过来。

5月15日莫斯科时间21时30分,火箭点火升空。起飞后的几秒钟内,地下指挥中心一度出现短暂慌乱——火箭在俯仰方向剧烈摆动,这是控制系统算法所致,后续“暴风雪”号的发射中这一现象已被修正。但此刻,所有人的目光都紧盯着屏幕上跳动的轨迹参数。

前460秒飞行正常。在约110公里高度,“极地”号与火箭二级分离。由于发射时航天器倒置安装在火箭上,分离后需执行180度滚转机动,使主发动机指向飞行方向以实施加速入轨。这一机动由16台姿控推力器执行。
故障发生在飞行第568秒。按照时序指令,“极地”号执行抛离侧部整流罩和防护盖的程序。但控制系统中一个源自早期型号的逻辑模块(11M831-22M)在接收到抛罩指令时,同时发出了切断姿控推力器电源的信号。该指令原本用于在太阳能电池板展开后锁定姿控系统,此次任务中指令被重新分配用于抛罩,但其电路逻辑关联未被修正。因此,抛罩指令执行后,姿控推力器在航天器尚未完成180度转向时提前关闭,导致飞行器失控旋转。
当主发动机按程序点火时,“极地”号正在太空中翻滚。384秒的加速不仅未能将航天器送入预定轨道,反而抵消了原有的速度增量。飞行器沿弹道再入大气层,坠毁于太平洋预定落区,与“能源”号火箭二级残骸一同沉入2.5至6公里深的海底。
事故调查结论指出,这一错误在地面综合测试中未被发现,原因包括:控制系统开发单位(NPO“电控仪器”)未在哈尔科夫的综合测试台上按实际飞行时序进行全流程仿真;工厂综合测试与发射场准备并行,时间紧迫;遥测系统中未设置姿控发动机电源状态的监测通道。当自记仪在地面测试中记录到异常时,所有人都忙着赶工期,无人有时间去解读那些被尘封的纸带。
戈尔巴乔夫的禁令发射前夕,一个意外因素介入。苏共中央总书记戈尔巴乔夫于5月11日抵达拜科努尔,这是他首次视察这座苏联最重要的航天港。5月12日,戈尔巴乔夫参观了“能源”号与“极地”号组合体,并详细了解了航天器的功能。据“礼炮”设计局首席设计师尤里·科尔尼洛夫后来回忆,戈尔巴乔夫当场下达指令:禁止在轨道上测试任何武器功能。

戈尔巴乔夫视察“极地”号
戈尔巴乔夫的顾虑是政治的,而非技术的。他担心如果“极地”号在轨道上释放激光或进行目标跟踪测试,西方情报机构将立刻捕捉到这些信号,并将其解读为苏联发展太空武器的证据。这将严重破坏他在国际舞台上塑造的和平形象,尤其是他即将于5月15日前往纽约联合国总部发表演讲——那场演讲的主题之一正是和平利用太空。

1985年11月19日,戈尔巴乔夫与里根在日内瓦峰会中探讨空间军事化问题
发射委员会深知“首长效应”——越是重要人物在场,设备越容易出故障。5月8日的国家委员会会议上,委员会已决定将发射从5月12日推迟至15日,借口是技术问题需要解决。他们知道戈尔巴乔夫不可能为此多等三天。5月13日,戈尔巴乔夫离开拜科努尔。两天后,“极地”号在一片政治与技术交织的阴影中起飞。
实验结果与技术遗产尽管未能入轨,但此次飞行仍获取了大量数据。火箭与航天器在主动段及分离前的工作均表现正常,验证了“能源”号火箭运载非对称大型载荷的能力,为“暴风雪”航天飞机的首飞打下了坚实的基础。“极地”号的10项实验(4项应用技术实验,6项地球物理实验)中,超过80%在亚轨道阶段获得了部分或全部数据,包括对大型航天器分离动力学的研究,以及主动飞行段发动机排气对电离层影响的观测。

更大的遗产或许在于战略层面。“极地”号虽沉入太平洋,但它所代表的苏联太空武装努力并非徒劳。五年后,当美国正式终止“星球大战”计划时,苏联在这条赛道上的追赶可能正是美国决定转向的原因之一——当对手展现出足以威胁太空节点的能力时,继续沿着既定路线前进就变得不再明智。人类共同和平开发太空的梦想是美好的,但实现这一美好愿景的途径却并没有铺满鲜花。
“极地”号的部分硬件后续被重新利用:其头锥设计用于“量子-2”“晶体”“光谱”“自然”号空间站舱段,功能服务舱的技术经验为国际空间站“曙光”号功能货舱的建造提供了基础。

1998年,美国“团结”舱正在对接俄罗斯“曙光”舱,国际空间站的第一次组合
今天,“极地”号的技术遗产,正安静地运行在国际空间站的“曙光”号上。来自十五个国家的宇航员在这个轨道实验室里共同生活、工作,进行着真正意义上的科学实验。那些曾经被设计用于相互瞄准的技术,如今成为了人类合作和平开发太空的见证。