印度的月船 3 號登月成功，在網(wǎng)絡(luò)上也引起了不少爭論，很多人都想知道，印度的航天技術(shù)到底怎么樣？和我們都有哪些差距呢？  (資料圖)
其實，所謂外行看熱鬧內(nèi)行看門道，單從一個項目的成敗來討論一個國家的航天技術(shù)是不夠全面的，所以今天咱們就來看看印度運載火箭的發(fā)展歷史，對印度的航天技術(shù)有個管中窺豹的認識。 印度航天，起點高，進度慢 1947 年，印度獨立，因為并非二戰(zhàn)的主要戰(zhàn)場，獨立的過程也并沒有經(jīng)過鏖戰(zhàn)，英國在印度經(jīng)營這么多年剩下的工業(yè)和教育基礎(chǔ)都還在，所以相比咱們新中國剛成立那會兒來說，印度的起點要比咱們多多少少高一點。 不僅起點高一點，他們的國際環(huán)境也比咱們強，與咱們不同，并沒有一個像美國那樣的超級大國想要把它扼殺在搖籃里?？瓷先ミ@樣的起點和環(huán)境應該更有利于航天技術(shù)發(fā)展，但實則恰恰相反，正是因為國際環(huán)境的松弛，使他們并不需要盡快擁有核技術(shù)和彈道導彈技術(shù)。而各國的航天都是從彈道導彈開始的，這倆本質(zhì)上是一回事兒。 到 60 年代，印度都沒有正經(jīng)搞過航天，甚至沒有專門搞航天的國家部門。1962 年，到了中印邊境自衛(wèi)反擊戰(zhàn)，咱們獲得了勝利，印度這才開始全力追趕。 衛(wèi)星上天，用的是別人家的火箭 這個時候，咱們的東風一型彈道導彈已經(jīng)成功試射了，東風二已經(jīng)在研制了，但印度這邊還啥都沒有呢。咱們的東風一號是從蘇聯(lián)提供的 P2 導彈仿制來的，相當于是蘇聯(lián)給了技術(shù)。 印度能不能這么做呢？不能，因為他們當時正在搞不結(jié)盟運動，就是不管是美是蘇，我都既不跟你結(jié)盟，也不跟你敵對，主打一個若即若離、若隱若現(xiàn)，那自然就不可能拿到彈道導彈這么重要的技術(shù)。 沒有盟友也就沒有敵對陣營，所以他們可以從各國買探空火箭回來研究研究，就那種碗口粗幾米長的那種小玩意兒，美國的、蘇聯(lián)的、法國的都有。 1967 年，印度終于成功發(fā)射了他們的第一枚探空火箭 " 魯西尼 "，它全長足足有 150 厘米，能飛足足 10000 米高，到今天也就是個防雹火箭的水平。 三年之后，中國的長征一號火箭帶著東方紅一號衛(wèi)星進入了地球軌道，這回印度徹底坐不住了，咋辦？ 那時候中蘇關(guān)系已經(jīng)破裂了，蘇聯(lián)一直積極拉攏印度，順水推舟的事情不干白不干。于是印度跟蘇聯(lián)簽訂了協(xié)議，用印度一些重要港口的使用權(quán)，交換航天技術(shù)的合作。讓蘇聯(lián)手把手教印度造火箭這時候是來不及了，所以印度就先自己造了一顆人造地球衛(wèi)星，讓蘇聯(lián)用他們的火箭給打上去。 早期的幾款印度火箭，性能不佳火箭發(fā)展坎坷路 后來，在經(jīng)歷了一次發(fā)射失敗之后，1980 年，印度自主研制的 SLV-3 火箭將他們的魯西尼 -1 衛(wèi)星，送上了太空?？雌饋?，印度人終于掌握了航天技術(shù)。 SLV-3 火箭，圖片來源：作者提供但是如果我們來看一下這個 SLV-3 的話就會發(fā)現(xiàn)，它其實有一些奇葩，這是用四級的純固體火箭。固體火箭相對液體火箭來說簡單一些，但是效率也比較低，所以為了能夠入軌，印度只好分了 4 級，才能將 35 公斤的魯西尼 -1 送上太空，而且軌道高度比較低，運行了 20 個月就墜入大氣層了。 而咱們的東方紅一號重量是 173 公斤，而且軌道高度更高，1970 年發(fā)射到現(xiàn)在還在運行呢。 SLV-3 火箭，圖片來源：作者提供印度也知道，這個 SLV 火箭能力太弱，只能解決一個有沒有的問題，但絕對不實用，不到 40 公斤的運載能力啥也干不成。于是他們又在 SLV 的基礎(chǔ)上弄出了 ASLV，事實上就是在原來的基礎(chǔ)上又在一級加了助推器，所有的這些還都是固體火箭發(fā)動機。 ASLV 也確實把運載能力提升了，提升到多少呢？近地軌道 150 公斤，還是不如咱們長征一號。ASLV 首次發(fā)射的時候時間已經(jīng)來到了 1987 年，還有一年多筆者就要出生了。但直到筆者上了學前班，1994 年，它才在第四次試射當中取得了徹底的成功。 ASLV 火箭，圖片來源：作者提供成功了之后就會廣泛應用？ 錯，印度立馬就毅然決然地把這個火箭給拋棄了，因為固體火箭的硬傷就是效率低，所以很難用它造出大運載能力的火箭。 你別看印度火箭不太行，衛(wèi)星卻造得風生水起，各種通訊衛(wèi)星、科學衛(wèi)星啊一個接一個，但這些衛(wèi)星要么太大，要么需要送到極地軌道，ASLV 都做不到，所以那段時間印度是嘗遍了有星無箭的苦。 終于有了款好用的 于是印度人痛定思痛，跟液體火箭發(fā)動機開始死磕。借助蘇聯(lián)的部分經(jīng)驗，他們終于造出了 PSLV，它的芯級有四級，一三級是固體，二四級是液體，還綁了六枚固體火箭助推器，近地軌道運載能力 3.8 噸，還能把 1.2 噸的載荷送到地球同步軌道。 別看設(shè)計依然劍走偏鋒與美蘇都有所不同，但結(jié)果非常好，從 90 年代初開始，一直使用到了現(xiàn)在，可靠性非常高，不僅承擔了很多次的商業(yè)衛(wèi)星發(fā)射任務，上次那個一箭 104 星天女散花也是它后來的改進型干的。 PSLV 火箭，圖片來源：作者提供PSLV 的意義不僅在于印度從此終于有了一款能用好用的火箭，更重要的是，讓印度搞出了一種勞苦功高的液體火箭發(fā)動機 Vikas。這臺發(fā)動機是印度在法國的維京 -2 型發(fā)動機，也就是阿麗亞娜火箭的那個發(fā)動機的基礎(chǔ)上搞出來的。 它在印度的地位有點類似于 YF-20 在中國的地位，它是常規(guī)推進劑，也就是肼燃料，推力級別也差不多，七八十噸。在 PSLV 上，它只是在第二級上小試牛刀，沒有當主角，而當印度發(fā)現(xiàn)它很可靠，并且他們需要運載能力更強的火箭時，Vikas 扛起了印度航天大旗。 他們研制出了 GSLV 系列火箭，一共有三個型號 MK1、MK2 和 MK3。一二代 GSLV 的其它配置基本相同，一級還是固體火箭發(fā)動機，綁四個由剛才說的印度神機 Vikas 推動的助推器，二級還是 Vikas 發(fā)動機。 圖片來源：作者提供值得一提的是，到了這個系列的火箭，印度終于開始玩高級發(fā)動機——氫氧發(fā)動機了。 氫氧發(fā)動機雖然搞大推力很難，但是它的效率非常高，特別適合火箭上面級使用，這時候因為剩下的重量已經(jīng)很輕了，不需要起飛時那么大的推力了，但主打一個省 " 油 " 持久。GSLV 第一代上的氫氧發(fā)動機是從蘇聯(lián)買的 RD-56M，這臺發(fā)動機本來是蘇聯(lián)為載人登月設(shè)計的，但后來項目黃了，就改吧改吧賣出來掙外快了。 后來印度自己也開發(fā)了氫氧發(fā)動機，于是到 GSLV 第二代上，這個上面級就換成了印度自己產(chǎn)的。GSLV 的第三代跟前兩代長得完全不同了，芯一級換成了剛才說的 Vikas 發(fā)動機，終于讓它當了主角，而兩邊的助推器則還是固體火箭發(fā)動機，而第三級厲害了，他們用了一臺 20 噸推力的 CE-20 氫氧發(fā)動機，這是一種開式循環(huán)的氫氧發(fā)動機。這在目前全世界的上面級氫氧發(fā)動機里面，推力都是數(shù)一數(shù)二的，要知道，咱們長征五號上用的 YF-75D，推力只有 9 噸級別。 印度的運載火箭族譜，圖片來源：作者提供最近把月船送到月球的，就是這個 GSLV- 第三代。它的近地軌道運載能力大約 10 噸，地球同步軌道運載能力大約 4 噸，基本上就跟咱們成熟之后的長征二號和三號這個系列差不多。 可以說，到了現(xiàn)在，印度的運載火箭基本運載能力，基本達到了咱們 90 年代的水平。就是說咱們 90 年代能發(fā)射什么他們現(xiàn)在基本也能發(fā)射了。其實咱們能看出來，至少在運載火箭這個方面，印度和咱們之間的差距一直以來，可以說既沒有明顯縮小，也沒有明顯擴大，基本上是緊追不舍，甚至印度還有一些技術(shù)不亞于咱們。 比如大推力固體火箭發(fā)動機技術(shù)，因為他們一直在用，而我們航天上基本用的都是液發(fā)，所以就可能比我們成熟。 再比如剛才說的 20 噸級的氫氧上面級，咱們是已經(jīng)試車過 25 噸級的了，而且是閉式膨脹循環(huán)的，比印度高級，但至少人家已經(jīng)實際應用飛向月球了，咱們的還沒有真的飛過。 印度的氫氧機第三級，圖片來源：作者提供所以，在向科學技術(shù)巔峰攀登的路上，各國科研人員都在你追我趕，不進則退。這是一個沒有硝煙的戰(zhàn)場，不管是國外還是咱們中國，專業(yè)的人大多都正在埋頭苦干，咱們要做的就是關(guān)注，了解并正確看待，這才是對我們航天事業(yè)最大的支持。 本文為科普中國 · 星空計劃扶持作品 出品 | 中國科協(xié)科普部 監(jiān)制丨中國科學技術(shù)出版社有限公司、北京中科星河文化傳媒有限公司 |
