姜浩峰
当印度“曼加里安”号正在茫茫太空奔向火星的时候,得到的并不都是赞许与期待。英国《卫报》称,印度卢比汇率暴跌,经济困难重重。更有甚者,近期印度有超过6亿人受到大规模停电影响。此时为太空探索斥巨资,当然颇具争议。阿联酋《国民报》称,洋葱价格已让印度头疼,火星任务对印度实在是太艰巨了。
对于这次火星探测,就连印度空间研究组织前主席奈尔都批评道:“国家的浪费!”
然而,不管怎么说,当地时间11月5日下午,在印度东海岸的斯里赫里戈达岛(Shriharikota)航天发射场,印度火星探测器“曼加里安”号开始了印度火星之旅的处女航程。“曼加里安”在印地语中的意思是“火星飞船”。 印度空间研究组织负责人在火箭发射后当即表示,火星探测器发射第一阶段已获得成功。
漫漫长程,绝非一帆风顺。11月11日,出发近一周的“曼加里安”已经接受了轨道高度的第四次调整,但由于火箭出现故障,导致远地点高度未能达到预定的10万公里。就在“曼加里安”趔趔趄趄尚未踏上前往火星的“起跑器”之时,美国航空航天局(NASA)于美国东部时间18日下午发射了一颗名叫“火星大气与挥发物演化”(MAVEN)号的火星探测器,美方希望借此研究火星上层大气,预计探测器将于2014年9月22日进入火星轨道。如果“火星大气与挥发物演化”和“曼加里安”都能准点顺利到达火星,那么晚发射的美国探测器仍将早到。
众所周知,到目前为止,成功执行火星探测任务的只有美国、俄罗斯及欧盟,印度正力争成为第四家。特别是当中国在载人航天领域获得突破后,印度一些媒体硬将中印扯到一块儿,视为竞赛对象。本次火星探测器发射,更是使“竞赛”多了一个“项目”。发射当天印度《第一邮报》就载文:“火星探测会使印度在太空竞赛中领先中国吗?”德国《南德意志报》评价此次发射:“每一个对于中国的超越都让印度人骄傲,尤其是经济低迷的现在,少有表现国家强盛的机会。”
那么,中国的态度如何呢?
11月5日,中国外交部发言人洪磊在例行记者会上表示:“外空是全人类的共同财富,各国拥有和平探索和利用外空的权利。同时,国际社会应共同努力,维护外空的永久和平与可持续发展。”
《新民周刊》从京沪两地航天系统一些专家了解到的情况,则能让人们更精确地了解到中印在航天领域,特别是火星探测领域的发展状况。在中国专家眼里,中印之间并不是对手,中国恰恰是印度的赶超对象。
“小车”先启动,使上高速路
“印度的国力不是很强大,硬要上火星探测项目,那么就只能上‘曼加里安号这样的小项目。”一位不愿透露姓名的航天专家告诉《新民周刊》,“‘曼加里安号是个小家伙,仅重约1.35吨,大小有如一个冰箱。这样的火星探测器,我们中国也能发射。”
对比中国和印度的火箭发射能力。无论是火箭推力,还是发射的稳定性,印度都不及中国。专家此言不虚。
比如2010年12月25日,印度在本国的萨蒂什达万航天中心发射GSLV型火箭,发射质量2310公斤。发射后不久火箭即发生故障,自身断裂爆炸,最后地面控制人员发出自毁指令,火箭第二次爆炸落入孟加拉湾。这次发射是GSLV系列火箭的第7次发射。
GSLV系列火箭,最初是印度在俄罗斯帮助下设计制造的。其第一次发射在2001年4月18日,勉强把实验用通讯卫星送出大气层,但没有进入预定轨道;第二次第三次发射都成功;在2004年9月20日第四次发射时,在距离地面约70公里处出现箭体倾斜、连续翻转、空中爆炸,跌落在孟加拉湾;2006年7月10日第五次发射时,GSLV火箭携带INSAT卫星在半空解体。2010年4月15日,印度全部国产化的GSLV火箭首次发射再次遭遇失败,发射控制人员甚至丢失了失控火箭的跟踪数据,火箭坠落到印度洋上空的大气层后,不知所踪。算上2010年底的那次发射,GSLV火箭发射7次,失败5次。全国产化GSLV火箭,两次发射,两次全部失败。
本次火星之旅,印度采用的是极地轨道卫星运载火箭PSLV。其低地球轨道有效载荷能力比GSLV稍大,为 3250公斤。自1993年第一次发射以来,PSLV倒是仅发射失败过一次。
资料显示,印度PSLV火箭实际上的商业用途技术仍是从俄罗斯取得的。该火箭高达44米,略矮于日本的H-2B和中国的长征3B火箭。而走完了载人航天“三步走”计划前两步,下一步将实现自主空间站的中国,目前拥有的长征二号火箭的运载能力是8.5吨,而更大推力的长征五号,运载能力接近20吨,预计2014年发射。
《新民周刊》还从一位在北京的火箭专家处了解到,印度此次火星探测器之所以采用PSLV这样的载荷较大的火箭,来发射“曼加里安”这样的小玩意儿,还是由于火箭推力不够。“从地球直接发射航天器到火星,2011年11月是最佳发射窗口期,下一个最佳发射窗口期应该是2014年初。可印度选择在2013年11月发射,玄机何在?你看,它使用4级火箭,只能先将探测器送入地球轨道,探测器绕地飞行20多天后,逐渐加速达到第二宇宙速度,再择机进入地火转移轨道,那时候,恰恰是最佳发射窗口期。从印度进行提前发射也可以看出,‘曼加里安乘坐的不是‘直达电梯。”
“飞到火星并不稀奇,比如美国1977年发射的‘旅行者1号,曾到访过木星和土星,目前已经经过长达36年的长途跋涉,飞行约合180亿公里之后,已经接近太阳系边缘。”上海航天局一位专家说,“中国的‘嫦娥二号,也可以飞得很远。关键要看飞出去后的安全、可控。”
从中印航天领域的两相对照可以看出,印度的火星之旅,属于“小车”快跑型,先启动上了“高速公路”再说。而中国谋求的是更大载荷、更安全可控的火星之旅。眼下,中国正在为年底的向月球进发的“嫦娥二号”奔忙。
软着陆,还是硬着陆
在“曼加里安”升空后,印度大大小小媒体,不少都在鼓噪,称印度将成为亚洲第一个探测火星的国家。然而,这一火星探测器如果一路顺利的话,也要大约在10个月之后,于2014年9月24日抵达火星轨道。
而最凶险的一刻,很有可能发生在明秋。到时候,携带有5台印度本国研制的科学探测仪器的“曼加里安”号是否能顺利着陆,着实让人担心。
先来看看“曼加里安”所携何物——测量火星大气中的氢原子量的莱曼·阿尔法光度计、用于探测火星甲烷的火星甲烷探测仪(这项探测的意义在于甲烷可能隐藏着火星生命的线索)、研究火星外大气层成分的探测器分析仪、拍摄火星表面的火星彩色相机以及测绘火星表面成分和矿物特征的火星红外光谱探测仪。
在处女航程中,这些科研设备大多处于静默状态。而到达火星轨道后,它们是否有机会启用呢?上海航天局一位专家不无担心:“我很担心印度的远程控制力不行,到达火星轨道后,航天器刹车是否刹得住。刹得住,软着陆,成功。要是刹不住,硬着陆,撞到火星上,就前功尽弃,粉身碎骨了。这一点,其实中国的‘嫦娥二号也要注意。但‘嫦娥二号即将前往的是距离地球38万公里的月球,而‘曼加里安号的旅途终点站将是4亿公里外的火星。中国目前依靠佘山的大型射电望远镜,来保证去往月球的航天器安全。美国依靠哈勃太空望远镜,来照拂去往火星的,比如‘好奇号。而佘山的这种大型射电望远镜,无法控制飞行器到往火星的安全。我们知道,印度没有哈勃,那它如何来保证‘曼加里安的安全?如果它有这个保障,目前来看,唯一的可能是借力于美国的哈勃望远镜。”
北京方面的专家也强调:“向探测器发送控制信号需要更大的测控设备,而接收其严重噪声背景下的微弱信号也需要测控设备更为灵敏。这样的设备通常是通过增大天线直径和功率来获得的,显然,‘曼加里安只是个小玩意儿,想要在火星之旅上一路顺利通信,真的很难。”
更难的是进入火星轨道,可谓 “从巴黎一杆把一个高尔夫球打入日本东京的某个球洞里”。这就必须选择适当的切入高度。如果探测器离火星过远,则探测器不能被火星的引力捕获,只能掠过火星;如果切入点离火星太近,则可能坠毁于火星大气层。轨道修正相比探月会更多也更复杂,如果发射时速度误差在万分之一秒,不修正的话,到达火星轨道时,误差将达到10万公里。
迄今为止,世界各国先后向火星发射了40多个各类探测器,但其中的一半都以失败告终,因此火星被称为“探测器的坟场”。在此之前,世界上仅有美俄欧成功探测过火星,中日两国的火星探测器也曾先后升空,但都没有进入火星轨道。到目前为止,只有欧洲首个火星探测器“火星快车”是首次发射便获得成功,但其携带的“小猎犬2号”着陆器释放后失踪。印度火星之旅的处女航程假若成功,应该算作一个奇迹。