印度迈向载人航天

□ 张雪松

2003年，中国神舟五号载人飞船任务获得圆满成功，大大提升了中国的国际威望。印度和中国同为人口众多的发展中国家，也都建立了较为发达的航天工业，印度又会做出怎样的选择呢？随着印度经济的发展和航天产业技术水平的提高，尤其是以GSLV MK-3火箭发射的“ 载人舱大气再入实验”(CARE)为标志，印度的载人航天工程立项开始了倒计时。

运力的不足

2003年中国载人航天获得突破后，2001年担任印度总理科学顾问，后来成为印度总统的卡拉姆透露，印度也在筹备开展载人航天飞行计划。不过当时印度缺乏基本的技术，也没有足够的预算支持，载人航天一直停留在纸面上。虽然对类似美国“双子星”号的小型飞船而言，PSLV火箭的运力也是足够的，但对于实用的载人飞船而言，需要更大的运载能力。2003年印度堪用运载火箭只有PSLV，而运载能力更大的GSLV火箭可靠性根本没有得到验证，较真的话GSLV火箭直到2014年才真正实用化，成为一种印度国产的、可靠性得到一定验证的大型运载火箭。尽管火箭性能制约了印度载人航天的步伐，但印度仍然不断进行论证和预研，印度媒体上也不时传出发展载人航天项目的路线图。

SRE返回舱

2007年1月10日印度成功进行了名为“太空返回试验舱”（SRE）的试验飞行，这次任务中印度使用PSLV火箭将一个重约555千克的返回舱送入轨道，SRE返回舱作为这枚PSLV火箭的载荷之一进入轨道，并运行了12天之久。SRE实际上可以看作一个小型返回式卫星，它使用三轴稳定方式并进行了两项微重力实验。1月22日SRE返回舱返回地球，以7.9千米/秒的速度在100千米高度再入，再入过程中经受了9g加速度和250瓦/平方厘米热流率密度的考验，最后顺利溅落在孟加拉湾海面上。印度通过SRE试验基本掌握了再入返回所需的热防护和控制技术，值得一提的是SRE返回舱头锥部分使用了碳/酚醛防热复合材料，而迎风面更是使用了可重复使用的、与美国航天飞机类似的硅防热瓦，背风面则使用了烧蚀性的防热材料，整体技术水平很高。

预算和培训

2008年印度开始在班加罗尔郊区建造航天员培训中心，该中心由印度空间研究组织和印度空军航空医学协会共同创建，用于培养未来独立载人航天任务的航天员，该中心将建造离心机和航天器模拟器等设施。据报道航天员培训中心将在2012年左右建成，以保证2015年印度首次载人航天任务的实现。空间研究组织主席奈尔(Nair)还提出为2020年后的载人登月做好准备。不过虽然2015年载人上天的时间表得到了确认，但当时印度的载人航天任务仍是印度空间研究组织的一厢情愿，并没有得到印度政府的立项支持，根据其他媒体的报道，印度政府只是先期拨付了2000万美元的预算用于预研。

印俄合作

外界对当时印度的载人航天计划也知之甚少，只能通过印度航天的对外合作交流略知一二。2008年12月5日，印俄联合签署了核能和航天合作协定，《印度教徒报》在报道中提到，2013年印度航天员将乘坐“联盟”飞船上天，还提到印度计划2015年的第一次飞行中，使用改进后的“联盟”飞船容纳两名印度航天员飞行一周左右，最后返回溅落在印度洋上。

简评与结果

说起来2013年的这次体验飞行很有画蛇添足的味道，2003年失事的“哥伦比亚”号航天飞机上就有一个美籍印度裔航天员，如果说他还有国籍的问题，1984年印度籍航天员就曾搭乘苏联的“联盟”T11飞船登上礼炮七号空间站，看不出印度有什么必要再次花钱体验一下载人飞行，后来印俄也没有执行这样的任务。使用“联盟”号改进飞船上天的计划也有类似的问题，印度需要的是独立进入太空的能力，而使用印度改进版“联盟”飞船进行飞行，不仅扼杀了印度自行研制载人飞船的可能，也无法使用印度运载火箭进行发射，实际上除了虚名，与坐“出租车”上天没有太大区别。作为一个独立自主的大国，印度的载人航天计划实际上是使用印度的运载火箭发射印度自行研制的载人飞船，走的是自力更生为主的自主创新的道路。

迷雾散去

印俄航天协定签署后，使用“联盟”号飞船借船出海似乎成了最合适的选择。根据小道消息，印度将根据SRE返回舱验证的技术改进返回舱，据称返回舱将增加到“神舟”飞船的级别，并使用SRE上的防热技术和“联盟”号的服务舱。

2009年2月，根据《印度时报》等媒体的报道，印度的载人飞船首次揭开了神秘的面纱，这是一种典型的两舱式飞船，返回舱质量重约3吨，它与“联盟”号的钟形返回舱截然不同，是可载3人的锥形设计，而服务舱也与“联盟”号飞船有很大的区别，这也说明外界认为印度直接使用“联盟”号飞船的想法，实在小觑了印度的雄心。

印度的两舱式载人飞船将使用GSLV MK-2火箭发射，3吨多的返回舱可支持3人自主飞行7天。虽然锥形返回舱和可复用防热瓦的设计赶上了以“龙”、PPTS和“猎户座”等飞船为代表的设计潮流，但一个不大的返回舱恐怕无法支持进行有价值的科学试验，印度的载人航天计划肯定会倾向于参与国际合作，利用国际空间站的设施进行科研。

积极准备

作为印度载人航天的支柱，GSLV MK-2火箭可以说是重中之重。GSLV MK-2火箭设计和GSLV MK-1火箭基本一致，主要改进是用印度研制生产的CE-7.5低温发动机取代了进口的俄罗斯RD-56M发动机。俄罗斯曾向印度出口7台RD-56M发动机，但受美国阻碍无法进一步供货，GSLV火箭必须用新的发动机取而代之。不过GSLV火箭的表现不佳，不时出现发射失败，GSLV MK-2火箭的首次发射国产低温发动机故障导致发射失败，火箭的成功率一直不高，可靠性长期没有得到证明。

2009年5月《印度教徒报》刊登文章，声称印度载人飞船返回舱的模型已经完成，从图片上看它就是日后CARE的缩比模型，这说明印度空间研究组织对载人飞船的设计早有定案，返回舱的论证研制恐怕在SRE试验前后就开始了。《印度教徒报》的文章还提到飞船上设计了乘员逃离系统（CES），根据作者的描述它应该就是我们通常提到的逃逸塔/发射中止系统。文中还提到了印度计划建造载人航天任务控制中心（MCC），它将使用班加罗尔现有的印度测控指令中心（ISTRAC）进行测控任务。印度还将为载人航天项目新建一个也是斯里哈里科塔发射场的第三个发射工位，专门用于执行载人发射任务。印度还为未来载人航天工程研制航天服，据称舱内航天服为7层设计，质量20千克，而舱外航天服采用17层的设计，质量高达120千克，与俄罗斯的“海鹰”和我国的“飞天”航天服较为接近。

印度空间研究组织还在积极探讨验证和建立载人航天中关键的生命维持和环境控制系统、回收和救援系统等关键环节的建设，综合当时的各方报道，印度将使用海上降落方式，降落区域最大的可能是孟加拉湾，这片海域足够广阔，又处于印度次大陆和安达曼群岛之间，属于印度绝对控制的区域，方便印度的海上回收和搜救工作。

晴天霹雳

2010年1月，印度空间研究组织宣布，首次载人飞行的时间将推迟到2016年。2011年印度还宣布就载人航天项目向其他国家寻求帮助，但当年10月放弃了搭乘“联盟”飞船的计划，看起来印度的载人航天计划要推迟了。根据印度空间研究组织和印度空军签订的谅解备忘录，印度载人航天任务将推迟到2020年后，其中印度航天员选拔时间不早于2020年。

2012年印度空间研究组织主席拉达克里希南更是公开确认，印度“十二五”计划（2012-2017年）中并没有规划载人航天项目，也就是说2017年前印度不会立项开展载人航天工程。其实这并不意外，虽然印度载人航天工程的消息起起落落，但主要都是印度空间研究组织的极力推动，印度政府并不积极，无论是搭乘俄罗斯“联盟”飞船还是自行研制飞船，都没有得到印度政府的批准，“十二五”计划中也只为载人航天项目拨付了15亿卢比（2900万美元）进行预研工作而已。

柳暗花明

从印度官方的消息看，印度载人航天项目进入了蛰伏期，不过印度空间研究组织并不甘心，而印度政治形势的变化，也为载人航天项目的立项提供了可能。虽然载人航天没有得到印度政府的批准，但斯里哈里科塔发射场的第三个发射工位已经在2013年开始建造，返回舱的研制也有条不紊的进行。根据印度网友公开的照片，2013年飞船返回舱还进行了降落伞空投和水上溅落试验。与此同时，飞船的服务舱也揭开了神秘的面纱，从非官方途径透露的信息看，服务舱很大程度上借鉴和移植了印度PSLV火箭第四级（PS4），尤其是推进系统和姿控系统的成熟设计和部件，这种取巧虽然意味着飞船服务舱性能不够强，但大大降低了服务舱的设计难度和制造成本。

与此同时，印度的GSLV系列火箭也在沉寂将近3年后于2014年1月5日发射成功，这次发射还是GSLV MK-2型火箭的首次成功发射，显著提高了印度对GSLV火箭可靠性的信心。2014年12月18日，印度还进行了GSLV MK-3火箭的试验发射，LVM3-X/CARE任务中印度使用携带上面级配重的LVM3-X火箭发射了“ 载人舱大气再入实验”(CARE)，CARE就是未来载人飞船的返回舱，它已经具备了导航制导控制等功能，并以5千米/秒的速度再入最后溅落于孟加拉湾的海面上。对比美国正式立项的“猎户座”飞船，无论是返回舱水上溅落试验还是再入大气层试验，印度的载人飞船进度都不算慢。可见，虽然印度载人航天工程尚未正式立项，但印度空间研究组织仍然做了大量准备工作，只需正式立项投资，载人飞船的研制就可以迅速完成。LVM3-X/CARE任务的成功，也鼓舞了印度空间研究组织，并对印度载人航天工程的立项起到了积极的推动作用，加上印度新总理穆迪也热衷航天等领域，除非发生大的意外，印度的载人航天工程在“十三五”期间立项是十拿九稳的。

未来展望

印度的载人航天工程即将立项，他们未来的实际计划还不确定，但已经有脉络可循。根据LVM3-X/CARE任务的官方资料，印度研制的返回舱直径3.1米、高度2.68米，质量约3735千克，无论是尺寸还是质量都大于“联盟”飞船2.9吨的返回舱。为了保证3人和运行7天的基本设计指标，印度载人飞船（OV）的服务舱恐怕也不小，据传它的服务舱借鉴了PSLV火箭的PS4级的设计，而PS4光是推进剂质量就有2.5吨，即使是“联盟”飞船的服务舱也有2.6吨，其中主发动机推进剂900千克。印度3人制载人飞船总质量多半超过6吨，印度空间研究组织的官方网站上，GSLV MK -2火箭运载能力5吨，而GSLV MK -3型火箭的运载能力是600千米圆轨道8吨，这显然超出了现有GSLV MK -2火箭的运载能力。

印度媒体早期曾报道，印度将使用GSLV MK-2火箭发射2人飞船，使用GSLV MK-3火箭发射3人飞船，搭乘3人的飞船还将升级安装交会对接系统，毫无疑问GSLV MK-3/LVM3火箭将是印度载人飞船更好的选择，GSLV MK-2火箭可以用于发射试验型飞船。2014年底印度空间研究组织主席拉达克里希南接受印度NDTV采访时声称，希望在2021年前实施首次自主载人太空飞行。

可以预见，印度未来必将通过自己的努力建立起独立的载人航天体系，具备自主地将航天员送入太空的能力，印度还可能在自力更生为主的基础上进行国际合作，如参加国际空间站甚至和中国联合建设空间站，进一步增强自身的载人航天实力。