印度：欲做有聲有色的航天大國

□ 張雪松

印度：欲做有聲有色的航天大國

□ 張雪松

作為一個第三世界國家，航天是印度不多的亮點(diǎn)之一。經(jīng)歷了過去多年的厚積薄發(fā)，如今印度航天在火箭和衛(wèi)星領(lǐng)域都邁上了一個新臺階，印度也在謀劃載人航天和新一代火箭，甚至設(shè)想遠(yuǎn)期的載人登月任務(wù)。

大小火箭形成系列

2017年的印度航天在運(yùn)載火箭領(lǐng)域連續(xù)取得了標(biāo)志性的成功，雖然技術(shù)水平和發(fā)達(dá)國家還有差距，但印度運(yùn)載火箭展示了旺盛發(fā)展的強(qiáng)勁勢頭，未來有望進(jìn)一步縮短技術(shù)差距，從航天大國走向航天強(qiáng)國。

▲ PSLV運(yùn)載火箭

印度運(yùn)載火箭包括久經(jīng)考驗(yàn)的極地衛(wèi)星運(yùn)載火箭（PSLV）和靜止衛(wèi)星運(yùn)載火箭（GSLV）兩大類，PSLV火箭和GSLV火箭一脈相承，都使用了大推力固體火箭發(fā)動機(jī)和Vikas液體火箭發(fā)動機(jī)，GSLV火箭第三級低溫發(fā)動機(jī)也已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化。PSLV火箭和GSLV火箭的技術(shù)水平和性能都難說出色，不過勝在價格便宜，尤其是PSLV火箭以其約2000萬美元的發(fā)射報價，成為小衛(wèi)星商業(yè)發(fā)射市場上的領(lǐng)頭羊。今年2月15日，編號C37的PSLV-XL型火箭成功發(fā)射，將104顆衛(wèi)星送入近地軌道，創(chuàng)下了衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量的世界紀(jì)錄。PSLV-C37號火箭發(fā)射的微納衛(wèi)星并非早有訂單，其中絕大多數(shù)衛(wèi)星（88顆）原定由太空探索技術(shù)公司的獵鷹9號火箭發(fā)射，但由于預(yù)定發(fā)射福衛(wèi)-5衛(wèi)星的這枚火箭不斷推遲，于是轉(zhuǎn)交給印度的PSLV火箭發(fā)射。印度火箭憑借快速穩(wěn)定的交付發(fā)射能力，力壓風(fēng)頭正勁的“鋼鐵俠”馬斯克。印度航天在小衛(wèi)星發(fā)射市場上的優(yōu)勢還在鞏固，6月23日PSLV-C38又成功完成了一次“一箭31星”的發(fā)射。

▲ GSLV-MK2運(yùn)載火箭（左上）

▲ GSLV-MK3運(yùn)載火箭（右上）

PSLV-XL也就是加強(qiáng)型火箭，近地軌道運(yùn)載能力也不過3.8噸，到600千米高度太陽同步軌道更是只有約1.8噸，而GSLV火箭雖然解決了國產(chǎn)低溫發(fā)動機(jī)的問題，但是同步轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)載能力僅有2.5噸，導(dǎo)致印度很多大型通信衛(wèi)星不得不轉(zhuǎn)交阿里安公司發(fā)射。印度空間研究組織也研制了運(yùn)載能力更大的“大火箭”，這就是GSLV-MK3火箭。印度的大火箭在2014年底進(jìn)行了無上面級的亞軌道試射，今年6月5日進(jìn)行了首次軌道發(fā)射并獲得圓滿成功。GSLV-MK3-D1火箭將3136千克的GSAT-19通信衛(wèi)星送入同步轉(zhuǎn)移軌道，標(biāo)志著印度具備了發(fā)射4噸級通信衛(wèi)星的能力，從此印度的衛(wèi)星都可以用印度的火箭發(fā)射上天了。印度計劃明年使用GSLV-MK3型火箭發(fā)射更重的GSAT-20衛(wèi)星。GSLVMK3火箭的成功，還為印度未來的載人航天奠定了基礎(chǔ)，按照設(shè)想，未來的印度載人飛船就將使用GSLVMK3型火箭發(fā)射。

▲ 制圖衛(wèi)星2號衛(wèi)星

應(yīng)用衛(wèi)星性能漸強(qiáng)

造箭為射星，衛(wèi)星為應(yīng)用。印度運(yùn)載火箭不斷取得進(jìn)步，而應(yīng)用衛(wèi)星發(fā)展更是迅速。印度長期以來就有應(yīng)用衛(wèi)星先行的發(fā)展史，買箭射星優(yōu)先發(fā)展衛(wèi)星應(yīng)用，印度在遙感和通信衛(wèi)星領(lǐng)域都有相當(dāng)出色的成績。

印度第一顆遙感衛(wèi)星是1988年3月17日用蘇聯(lián)東方-2M火箭發(fā)射的IRS-1A衛(wèi)星，這顆衛(wèi)星是印度空間研究組織研制的第一顆遙感衛(wèi)星，驗(yàn)證了印度研制遙感衛(wèi)星的能力。此后印度遙感衛(wèi)星迅速發(fā)展，以IRS系列衛(wèi)星成為國際商業(yè)衛(wèi)片市場的主要提供商之一。2001年10月印度發(fā)射了TES試驗(yàn)衛(wèi)星，其全色分辨率可達(dá)1米，驗(yàn)證了高分辨率遙感技術(shù)。印度2005年發(fā)射的制圖衛(wèi)星1號衛(wèi)星全色分辨率2.5米，成為法國斯波特5衛(wèi)星衛(wèi)片市場的強(qiáng)勁競爭對手。2007年的制圖衛(wèi)星2號全色分辨率0.8米，在當(dāng)時比中國最好的遙感衛(wèi)星還要出色。印度遙感衛(wèi)星換代較慢，2017年先后發(fā)射的制圖衛(wèi)星-2D和2E衛(wèi)星將全色分辨率提高到0.65米，而且這些衛(wèi)星設(shè)計壽命和實(shí)際壽命都相當(dāng)出色，目前從海洋衛(wèi)星1號到制圖衛(wèi)星-2E總計有14顆遙感衛(wèi)星服役。印度計劃明年發(fā)射的制圖衛(wèi)星3號衛(wèi)星分辨率將提高到0.3米，再次躍居世界領(lǐng)先水平。

① 采用I-3K平臺的GSAT-19衛(wèi)星

② INSAT-1B衛(wèi)星

③ GSAT-14通訊衛(wèi)星

④ INSAT-3D衛(wèi)星

印度第一顆通信衛(wèi)星是1983年發(fā)射的INSAT-1B衛(wèi)星，是由美國福特宇航公司制造的通信衛(wèi)星，1983年8月30日美國挑戰(zhàn)者號航天飛機(jī)在STS-8任務(wù)中釋放這顆衛(wèi)星，它在工作7年后退役。印度國家衛(wèi)星系統(tǒng)（INSAT）總計發(fā)射了24顆衛(wèi)星，星箭外購早已是昨日往事，現(xiàn)在的通信衛(wèi)星都由印度空間研究組織研制。印度還在研制最新的I-6K平臺衛(wèi)星，它將達(dá)到世界主流通信衛(wèi)星的水平。目前印度國家衛(wèi)星系統(tǒng)擁有11顆服役的通信衛(wèi)星，這些衛(wèi)星包括從I-1k到I-4K多種平臺，為印度提供衛(wèi)星轉(zhuǎn)播和衛(wèi)星通信服務(wù)。

印度也有聲有色地開展了衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的部署，先是利用通信衛(wèi)星攜帶載荷建成了印度GPS信號增強(qiáng)系統(tǒng)，為南亞地區(qū)提供精度更好的導(dǎo)航信號，隨后開展自主區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的研制部署。印度I-1K通信衛(wèi)星平臺成為印度區(qū)域?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的基礎(chǔ)，所有的IRNSS-1衛(wèi)星都使用I-1K平臺，目前印度區(qū)域?qū)Ш叫l(wèi)星已經(jīng)組網(wǎng)完成開始提供區(qū)域?qū)Ш椒?wù)，備份星發(fā)射也有條不紊地進(jìn)行。

▲ 月船1號月球探測器

▲ 曼加里安火星探測器

深空探測亞洲爭先

印度在空間科學(xué)尤其是深空探測領(lǐng)域也有不俗的表現(xiàn)。印度的月船1號月球探測器于2008年10月發(fā)射前往月球，它雖小但攜帶了印度和歐美的多種載荷，尤其是美國的M3雷達(dá)繪圖儀發(fā)現(xiàn)了月球極地存在水，帶來了多方面的關(guān)注。2013年印度還發(fā)射了火星船1號（曼加里安）火星探測器，它同樣使用I-1K或者說“月船1號”平臺，從地球軌道自主變軌進(jìn)入火星軌道，搶在預(yù)算更雄厚、技術(shù)更先進(jìn)的中日兩國之前，成為亞洲第一個成功的火星探測器。2015年印度還使用PSLV-XL火箭發(fā)射了第一顆天文衛(wèi)星Astrosat，這顆衛(wèi)星也是X射線觀測衛(wèi)星，是我國硬X射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡衛(wèi)星的強(qiáng)勁競爭對手。

印度后續(xù)的深空探測計劃中，月船2號月球探測器將于明年發(fā)射。雖然受到GSLV火箭運(yùn)力的限制，“月船2號”也要自行變軌飛向月球，但它十分復(fù)雜，包括軌道器、著陸器和巡視器，將在科研價值極大的月球南極著陸，在人類歷史上首次獲得珍貴的月球極區(qū)地質(zhì)數(shù)據(jù)。印度還在規(guī)劃火星船2號探測器，攜帶更豐富載荷開展更具科學(xué)價值的火星探測；還在研制基于I-1K平臺的金星探測器，預(yù)計2020年發(fā)射，屆時它將和日本的拂曉號探測器成為金星周圍僅有的兩顆探測器。

印度航天現(xiàn)在昂首闊步快速向前發(fā)展，迅速拉近了和中國之間的技術(shù)差距。印度空間研究組織在有限的預(yù)算支持下，已經(jīng)取得顯著的成就，并正在強(qiáng)有力的政治支持下取得越來越大的成就。★

責(zé)任編輯：薛滔