印度首颗导航卫星升空 俄三颗导航卫星发射失败

谢丰奕

2013年7月1日夜间，印度极地卫星运载火箭（PSLV）从印度东海岸萨蒂什·达万航天中心发射升空，将印度首颗导航卫星IRNSS 1A成功送入预定轨道。而在印度发射IRNSS 1A卫星大约8个半小时后，俄罗斯“质子-M”（Proton-M）重型运载火箭携带3颗Glonass-M导航卫星从哈萨克斯坦拜科努尔航天发射场起飞，大约10秒钟后，火箭突然偏离飞行轨道，急转直下，爆炸解体，最终坠毁在发射场附近区域。

这是自2010年12月迄今两年半以来Proton-M火箭第5次发射失败。分析家称，Proton火箭是一种技术成熟、发射成功率高、在国际发射服务市场上颇受客户欢迎的主流运载火箭之一，缘何近年来该型火箭在发射中事故频发，接连出现多次发射失败？其中深层次的原因引起了业界的关注。

PSLV火箭成功发射

印度首颗导航卫星IRNSS 1A

格林尼治时间2013年7月1日18时11分，一枚印度研制的PSLV-XL型极地卫星运载火箭搭载印度区域导航卫星系统（IRNSS）首颗卫星IRNSS 1A，从印度东海岸斯里赫里戈达岛萨蒂什·达万航天中心顺利发射升空。火箭飞行20分钟17秒后，星箭分离，卫星进入远地点20625公里、近地点282公里。倾角17.9°的地球同步转移轨道。随后，卫星的太阳能帆板自动展开。这次发射获得成功。

据称，这次发射是PSLV火箭连续第23次成功发射。PSLV火箭是印度空间研究组织（ISRO）研制的一种可靠性较高的运载火箭，通常用于发射重量较轻的低地球轨道遥感卫星以及其它小型空间器。这次发射PSLV火箭采用XL型号的配置，此前，PSLV-XL型火箭已成功发射3次，包括2008年10月发射“月船一号”（Chuandrayaan 1）月球探测器、2011年7月发射小型通信卫星GSAT 12（83°E）和2012年4月发射雷达成像卫星RISAT 1。

IRNSS 1A卫星由ISRO基于I-1K卫星平台建造，配置一个L波段和S波段导航有效载荷以及一个用于保持时间的高精度銣 原子钟，还有一个C波段转发器和激光反射器将帮助工程师确定在轨卫星的距离。该卫星发射重量1425公斤，在轨设计寿命约10年。在完成在轨测试后，IRNSS 1A卫星将放置在55°E一个对赤道倾斜29°的倾斜地球同步轨道上运行，未来为印度及周边地区提供导航服务。

据ISRO介绍，IRNSS是一个独立的区域导航卫星系统，旨在为印度次大陆以及周边1500公里的陆地（汽车、货物运输、公共汽车等）、空中（飞机航班）和海事用户提供精确的位置信息服务，并帮助官方应急响应、车辆管理及测绘。该系统将提供两种类型的服务，即使用 L5波段为所有用户提供的标准定位服务（SPS），其地位精度在20米以下，以及为授权用户（政府机构及军方）提供的S波段加密服务（RS）。

IRNSS项目预计耗资约142亿卢比（约合2.39亿美元），不包括卫星发射费用。该项目计划在2015至2016年完成并投入使用。IRNSS空间段由7颗导航卫星组成，包括5颗工作星和2颗在轨备份星。这7颗卫星中，将有3颗卫星放置在地球同步轨道上，4颗卫星（IRNSS 1A等）放置在倾斜地球同步轨道上，4颗卫星（IRNSS 1A等）放置在倾斜地球同步轨道（倾角为29°）；除IRNSS 1A卫星已升空，其余6颗卫星（IRNSS 1B～IRNSS 1G）将分别在2014年及2015年使用PSLV-XL型火箭发射。IRNSS地面段包括已在今年6月落成的ISRO导航中心（INC）、各地21个地面测距站和卫星控制设施以及两个高度可靠的专用通信网络。其中相当数量的卫星地面站将负责导航参数的产生和传输、卫星测控、卫星测距及监测，目前印度各地已建立多达15座地面站。

据悉，IRSO的下次发射预计在今年8月进行，其任务是使用安装印度最新研制的低温上面级发动机的同步卫星运载火箭（GSLV）发射印度实验通信卫星GSAT 14。专家指出，这次发射将是GSLV火箭因2010年连续两次发射GSAT 4和GSAT 5P卫星失败而停飞31个月后恢复发射服务的首次飞行，也是该型火箭自2001年首次发射以来的第8次发射。如果发射能获得成功，将有助于印度在不久的将来将GSLV火箭的地球同步转移轨道（GTO）运载能力从目前2～2.5吨提升到4吨以上，从而具有发射大中型空间器的能力。届时，印度将有望实现其进入国际商业发射市场的目标以及航天大国梦。

Proton-M火箭发射

俄三颗Glonass-M导航卫星失败

格林尼治时间2013年7月2日2时38分，一枚俄罗斯Proton-M火箭搭载3颗Glonass-M导航卫星从哈萨克斯坦拜科努尔航天发射场起飞。火箭飞行约10秒后突然偏离飞行轨道，返回地球。电视直播画面显示，火箭失去控制，急转直下，沿着一条摇摇晃晃的弧线滚动飞行，接着解体爆炸，形成一个巨大的火球撞击地面，随后发射场附近区域出现一大团火焰及黑烟。据俄罗斯联邦空间局称，这枚Proton-M火箭从起飞到坠毁，整个飞行持续了17秒。火箭坠地处离发射台约2.5公里，没有人员伤亡的报告，但附近的建筑物有轻微损失。另外，火箭上600吨庚基、戊基和煤油燃料爆燃产生的有毒烟雾，不仅造成发射场的污染，也可能会漂移到离发射场约60公里的一个城镇。

俄罗斯联邦政府已成立一个特别委员会，调查这次“质子-M”火箭发射失败的原因。虽然政府调查委员会目前还没有确定这次航天事故的准确原因，但业内专家指出，火箭刚升空就坠毁在发射台附近，应该是与发射设备、火箭控制系统或火箭第一级发动机出现故障有关。据7月5日俄空间局发布的消息，7月2日Proton-M火箭比原计划时间提前4秒钟发射升空，当时火箭第一级燃烧室的压力为90个大气压，而不是150个大气压，说明发动机还没有进入状态。有专家称，火箭提前发射，其发射控制系统可能会作为紧急情况进行应急处理。

这次发射，是Proton火箭自1965年7月首次发射以来第388次发射，也是2013年第5次发射。此前，从今年3月底恢复发射至6月底，Proton-M火箭连续实施了4次商业发射，将Satmex 8、Anik G1、Eutelsat 3D和SES 6四颗商用同步通信卫星成功送入预定轨道。这次发射失败，是Proton-M火箭自2010年12月以来第5次发射失败，也是该型火箭三年来第2次发射3颗Glomass-M导航卫星失败。这5次发射失败，包括2010年12月5日及2013年7月2日发射Glomass-M导航卫星，2011年8月17日发射俄罗斯首颗多波段大型通信卫星Express AM4，2012年8月6日发射Express MD2和Telkom 3卫星以及2012年12月8日发射Yamal 402卫星。5次发射失败共损失了6颗导航卫星和3颗商用同步卫星，只有俄罗斯通信卫星Yamal 402以缩短使用寿命的代价利用星上推进系统使卫星从暂泊轨道提升到预定的同步轨道，并投入运行。

分析家称，这一连串的发射失败，不仅造成严重的经济损失（如7月2日星箭俱毁的航天悲剧造成的经济损失将不少于60亿卢布，约合2亿美元），同时也使俄联邦空间计划受挫，并损坏了俄罗斯航天产业及Proton火箭的声誉。引起业界关注的是，上述5次发射失败的事故中，仅有的1次商业发射（由俄美合资的国际发射服务公司提供Yamal 402卫星的发射服务）只是部分失败，其余4次执行俄联邦政府指派的发射任务的发射都是全部失败。另外，从已公布的前4次发射失败的原因中可以看出，人为因素已成为引发Proton火箭发射失败的重要原因。例如，2010年12月发射3颗导航卫星失败，是基于火箭第一级多装了1.5吨氧化剂，致使火箭升空后不久坠入太平洋；2011年8月发射大型通信卫星Express AM4失败，是基于火箭上面级计算机程序的问题。由此可见，缺乏严格的工程管理和质量控制是导致Proton火箭屡次发射失败的主要原因之一。

正如业内专家所指出，Proton火箭一连串的发射失败不应归咎于火箭制造的缺陷以及工程的错误，问题是来源于俄航天工业现代化陷入停滞，导致人才流失，不断侵蚀工程和质量标准。很清楚，不称职的管理，丢失制造业文化和技术落后，人员和设备老化，缺乏质量控制和能理解的航天教育，正是俄航天产业的危机所在。

俄航天产业的危机已引起联邦政府的重视。在7月2日航天事故发生后，俄罗斯副总理罗戈津在讲话中表示，俄罗斯的火箭事业及相关企业，拟建立一个联合太空火箭公司来负责所有的太空火箭技术产业。该公司将是开放的股份制公司，而不是国家公司。

根据俄联邦空间局原先的计划，Proton-M火箭今年下半年还有Astra 2E、Sirius FM6、Inmarsat 5F1、Turksat 4A 四颗通信卫星的商业发射任务以及政府安排的多颗卫星发射任务，包括发射Express AM5/AM6/AT2/AT1和Yamal 401以及1颗军事卫星。目前Proton-M火箭已暂停发射，直到政府委员会完成对7月2日航天事故的调查工作之后。届时，将制定Proton-M火箭一个新的发射时间表。由于火箭停飞时间将长达二、三个月，上述卫星的发射预计将推迟到今年9月以后，而且有的卫星的发射可能推迟到2014年。

Proton火箭由俄罗斯赫鲁尼切夫国家空间研究和生产中心（Khsc）建造，其上面级由俄罗斯RSC能源公司研制。除了“质子”火箭（Proton-M），俄“联盟号”火箭（Soyuz 20）也为Glonass系列卫星提供发射任务。

Glonass系列卫星由俄罗斯卫星制造商ISS Reshetnev公司建造。自1982年以来，该公司迄今研制了Glonass、Glomass-M和Glomass-K多个系列导航卫星，其在轨设计寿命分别为3年、7年和10年。每颗卫星发射重量1415公斤，携带L波段有效载荷（分为25个频道）和一个高精度绝时钟（时间精度为1000纳秒）。卫星发射升空后在19100公里X19100公里的中轨道运行，轨道倾角为64.8°。

俄罗斯全球导航卫星系统（Glonass）是前苏联及俄罗斯对美国全球定位系统（GPS）的回应。该系统于1976年开发，1993年正式推出，2011年完成了卫星组合，信号可以达到全面覆盖。Glonass系统为普通用户提供100米的定位精度，军事用户的定位精度为10～20米。据介绍，该系统为俄罗斯全境提供连续导航服务至少需要18颗工作星，要为全球提供导航服务需要24颗工作星。据俄联邦空间局称，Glonass系统现有29颗卫星在三个轨道平面运行，其中24颗工作星，3颗备份星，1颗在轨维修以及1颗在试飞阶段。到2020年，该系统将拥有30颗Glonass-M和新一代Glonass-K在轨卫星，包括6颗备份星。

为弥补7月2日发射3颗Glonsaa-M卫星爆炸带来的损失，ISS Reshetnev公司一位高级官员日前表示，今年9月初及10月底俄罗斯将用Soyuz 2火箭从普列谢茨克航天中心发射两颗Glonass系列卫星，以补充Glonass卫星轨道分组。