印度航天的雄心和能力

10月23日,印度用GSLV Mark III火箭,将英国OneWeb公司的36枚卫星送入轨道,这是这种印度最强的火箭第四次发射,都取得了成功。

最近这些年,印度航天屡屡有惊人之举,比如早在2013年就发射了火星探测器,成为全球第四、亚洲第一个成功向火星发射探测器的国家,2018年一箭104星打破世界纪录,接连发射两艘月球探测器,虽然都未成功,但也显示了印度的雄心,此外还准备发射载人飞船,建设空间站。

那么,印度运载火箭水平如何?它拥有几种运载火箭?又具有怎样的实力呢?

印度从上世纪70年代起研发运载火箭,起步不算晚,到目前为止,一共研发成功四种主要型号,分别是SLV3、加大推力型ASLV、极地轨道、地球同步轨道型PSLV、地球同步轨道运载火箭GSLV,还有一种今年8月7日首次发射未获得成功的小型卫星运载火箭SSLV。

SLV3是印度最早的运载火箭,该火箭的设计基础是美国侦察兵系列运载火箭,据信美国NASA应印度政府的要求,向印度提供了侦察兵火箭的一些设计资料,SLV3火箭一共发射了4次,1979年8月10日首次发射失败,1980年7月18日第二次发射获得成功,1981年5月31日的第三次发射获得部分成功,最后一次是1983年4月17日,发射获得成功,现在SLV3火箭已经退役。

不过就是SLV火箭的第二次发射,成功地将一颗35公斤重的罗西尼-1B实验技术卫星送入轨道,使印度成为继苏、美、法、日、中、英之后,世界上第七个具备独立发射人造卫星的国家。

这颗印度卫星也留下了一个有趣的画面,那就是用一头牛拉的车将罗西尼1B卫星运到发射场,高科技的太空卫星和原始运输手段结合在一起,是反差非常大的画面。

SLV3火箭运载能力实在有限,低轨道运载能力仅42公斤,印度随后开发了增强推力型的ASLV火箭,实际上是将两个SLV3火箭的一级当做助推器捆绑在SLV3火箭芯级上,这样起飞重量增加到39吨,运载能力提升到150公斤。

ASLV火箭1987年首次试射,1992年和1994年分别成功发射两颗卫星。但实际上ASLV更多的是一个实验项目,目的是掌握固体燃料等关键技术,为更大型的PSLV提供技术支持。所以ASLV火箭数量被限制在4枚以内。

PSLV火箭才是到目前为止发展得比较成功,发射次数也最多的印度运载火箭。这种火箭起飞重量在295吨-320吨之间,采用了4级固液混合推进,它可以最多捆绑6个助推器,有意思的是,它可以采用不同的助推器进行搭配,以实现不同载荷和轨道高度的发射任务。

这型火箭到目前为止,一共发射了54次,大部分都获得了成功,仅失败了3次,成功记录保持了24年之久,直到2017年8月被打破,这是印度火箭相当好的成绩,2008年10月22日发射月船一号,2013年11月5日发射曼加里安号火星探测器,2017年2月15日发射一箭104颗卫星等都是由这型火箭担纲的。

PSLV火箭近地轨道运载能力3.25吨,地球同步转移轨道运载能力1.42吨。这个成绩不算好,但不妨碍它为印度带来外汇创收,它已经发射了319颗外国卫星,当然是以微小卫星居多,也赚了好几十亿卢比。

GSLV是印度目前最重型的运载火箭,MKI、MKII型起飞重量400吨级,MKIII型起飞重量达640吨级,这次发射36枚英国卫星的就是MKIII型火箭。

GSLV MKI型发射2次,分别是2001年和2003年,都获得了成功。

MKII型到目前为止发射8次,成功4次,另外3次失败,还有1次部分失败。这几次失败都损失了比较贵的地球同步轨道卫星,比如INSAT气象卫星、GSAT-4通信卫星、GSAT-5 P通信和气象监测卫星、EOS-03地球观测卫星等,最大的问题出在低温上面级发动机上,不但印度引进技术苦心研究30多年自产低温上面级不可靠,就是从俄罗斯购买的成品也同样出问题。

低温上面级可谓是高轨道卫星必备的运输工具,以使卫星从低轨道转移到高轨道,俗称“太空摆渡车”,它虽然推力不大,工作时间总共也只有200多秒,但需要重复启动2-3次,它使用液氧液氢为燃料,制造难度比常温发动机困难得多,液态氢氧温度极低,普通金属会变脆,使用的特殊合金材料需要新的焊接等技术,所以到目前为止全球掌握这一技术的国家只有美俄中日欧,印度从俄罗斯得到苏联技术后,2010年才首次进行国产低温发动机的地面点火测试,但点火1秒即出现故障。后在俄罗斯帮助下,2015年完成了800秒地面耐久性测试,但在2021年8月12日的首次发射中,仍以失败告终,显然,印度工业实力对制造高精尖设备还有很大不足。

GSLV MKIII构型和MKII有很大不同,从外观看MKII类似长征3号,MKIII则更像长征5号或阿丽亚娜5火箭。

不过跟这两种火箭相比,GSLV MKIII近地轨道运输能力LEO 8吨,地球同步转移轨道运输能力GTO 4吨这样的指标差得太多。长征5号 LEO能力达25吨,GTO能力14吨,欧洲阿丽亚娜5火箭LEO能力20吨,GTO能力10.7吨。实际上看上去粗壮的印度GSLV MKIII的运载能力还不如苗条得多的长征3号乙火箭。

不过,近地轨道运载能力8吨可以算是入门级载人航天火箭了,和中国长征2号F火箭、俄罗斯联盟号火箭类似。

到目前为止,MKIII型2014年开始到目前一共发射4次,都取得了成功。

印度给GSLV MKIII设定的角色可不只是发射卫星,还打算用它来发射载人飞船,甚至进行星际探索。

印度载人航天计划有些火急火燎,最早计划2016年进行首次载人飞行,但显然2014年才首飞的GSLV MKIII根本赶不上进度。为载人航天所做的准备,一是掌握返回技术,二是载人飞船。印度2007年发射了其首枚返回式卫星,运行数天后溅落在印度洋孟加拉湾,标志着印度初步掌握了返回技术,但返回技术需要多次发射才能成熟,掌握这一技术的美苏中都经历了数十次、上百次的发射,其中早期的失败例证也不鲜见,直到返回技术掌握得炉火纯青,在载人航天中才保持了很高的成功率,印度的经验显然太少。

载人飞船方面,2014年,印度发射了一个缩小版的载人飞船,进行了一次亚轨道飞行试验,这似乎就是印度载人航天的前期准备。

印度2018年8月宣布了“加甘杨”载人航天计划,列出2021年2月前进行首次无人飞行,2021年8月进行第二次无人飞行,2021年12月进行首次载人飞行。当然现在看这已经落空了。

印度最新的计划是今年进行首次无人发射,随后进行搭载机器人宇航员的第二次发射,之后第三次发射将搭载三名印度空军军官身份的宇航员。

相比之下,中国神舟飞船进行了4次无人发射之后才进行载人发射,而且第一次只有一名航天员,印度将无人飞行试验次数减半,且首次载人飞行就要满员满载,然后在2030年就要建成印度航天站,看起来追赶得有些迫不及待。

但对于印度来说,计划是计划,变化是变化,现在回过头看,其2016年就要进行载人发射的计划,简直是从宏大无比到令人恍惚,但这风格确实很熟悉,就像原计划90年代中期就服役的LCA,阿琼......推迟再推迟再再推迟,没什么奇怪。

无论如何,印度确实也掌握了相当强的航天技术,PSLV和GSLV火箭技术上不先进,效率也比较低,但至少可用,外购的技术和设备比重大,美俄西方都帮忙,这也没什么,倒真是印度独有的优势,至于好大喜功,这是性格,改不了,只能外人慢慢适应。

《联合滴范斯》出品



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页面更新:2024-05-12

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