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日前，在印度測繪學(xué)會（ISG）和遙感學(xué)會（ISRS）聯(lián)合主辦的會議上，印度空間研究組織（ISRO）主席索馬納特（Somanath）披露了印度載人航天計劃的最新進(jìn)展和計劃，其中，印度未來載人空間站的發(fā)展規(guī)劃最為引人矚目。

隨著印度“天空之船”（Gaganyaan）載人飛船計劃的推進(jìn)，印度載人空間站計劃也將提上日程，計劃在2028年左右發(fā)射部署空間站的第一個驗證模塊，2035年建成印度空間站——Bharatiya Antariksha Station。那么，印度空間站水平如何？

印度公布的空間站模型。

印度載人航天：步履維艱地前行

載人航天是當(dāng)今衡量一個國家綜合實力的重要標(biāo)志，對于想成為“有聲有色大國”的印度來說，載人航天顯然是一個加分項。1984年，印度空間研究組織通過和蘇聯(lián)的國際合作，將印度第一個航天員夏爾瑪（Sharma）送入太空，他乘坐“聯(lián)盟”T-11飛船前往“禮炮七號”空間站，進(jìn)行了為期7天21小時40分的太空飛行。

借船上天只是發(fā)展自主載人航天能力的探路之舉，最終目的是靠自己的火箭和飛船將印度人送上太空。但印度很長時間里缺乏必要的航天能力，連成熟可靠的火箭在21世紀(jì)之前都沒有——印度自主研制的PSLV火箭達(dá)到成熟可靠狀態(tài)已經(jīng)是21世紀(jì)的事情了。雖然以PSLV火箭的運載能力足以發(fā)射與美國“水星”號相同級別的飛船，但印度空間研究組織早就接觸過“聯(lián)盟”號飛船，顯然不會“倒行逆施”研制類似“水星”號這樣技術(shù)水準(zhǔn)低一個檔次的飛船?！奥?lián)盟”號飛船發(fā)射質(zhì)量6.8噸，而GSLV MK II火箭近地軌道運力6噸，有傳言印度曾計劃用GSLV MK II火箭發(fā)射2人乘組的載人飛船，不過GSLV MK II火箭的表現(xiàn)也讓印度有點失望——達(dá)到成熟狀態(tài)是2010年后的事情。

雖然載人航天計劃沒有正式得到國家的立項，但為了推進(jìn)載人航天計劃，印度空間研究組織還是提前開始積累載人航天工程的技術(shù)和經(jīng)驗。2007年1月印度空間研究組織發(fā)射了名為太空艙返回試驗（SRE）的試驗艙，SRE-1只是一個簡單的返回艙，它使用PSLV火箭發(fā)射后在地球低軌道飛行了約一個星期，隨后再入返回落在孟加拉灣海面上。印度空間研究組織通過SRE-1返回艙突破了載人飛船的再入返回技術(shù)，而且熱防護(hù)系統(tǒng)的防熱瓦可以重復(fù)使用。

印度空間研究組織隨后提出啟動載人航天工程，計劃到2015年將印度人自主送上太空，但這項計劃并未得到印度政府的大力支持，印度政府只批準(zhǔn)了2000萬美元預(yù)算進(jìn)行技術(shù)預(yù)研，印度空間研究組織只能繼續(xù)先進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)。2008年，印度空間研究組織決定在班加羅爾建造航天員培訓(xùn)中心，并進(jìn)行艙內(nèi)和艙外航天服的研制工作，還籌備了建造載人航天任務(wù)控制中心，以及試圖在斯里哈里科塔發(fā)射場建造專門的載人航天發(fā)射工位。2012年，印度“十二五”計劃公布，載人航天計劃仍未得到批準(zhǔn)，這意味著印度載人航天項目正式上馬最早也是2017年后的事情了。

隨著GSLV MK II火箭的成熟以及新一代GSLV MK III/LVM3火箭的順利研制，2014年12月18日，印度空間研究組織執(zhí)行了LVM3的亞軌道試飛任務(wù)，發(fā)射了大氣層再入實驗載人艙（CARE）。重約3.7噸的CARE載人艙是未來載人飛船的全尺寸試驗艙，它被加速到5.3千米/秒的速度并再入，對導(dǎo)航制導(dǎo)控制以及熱防護(hù)等多項關(guān)鍵子系統(tǒng)進(jìn)行了檢驗。當(dāng)然，這么大的返回艙也意味著GSLV MK II火箭只能“望船興嘆”，需要使用運力更大的LVM3火箭發(fā)射載人飛船。此外，印度還進(jìn)行了載人返回艙的空投和水面濺落試驗，而飛船的服務(wù)艙研制也有進(jìn)展，印度空間研究組織直接在PSLV火箭第四級的基礎(chǔ)上，衍生研制了載人飛船的服務(wù)艙。

2017年，印度空間研究組織開始實施載人航天計劃，2018年順利完成了發(fā)射臺逃逸試驗。2018年8月15日，在印度國慶節(jié)上，印度總理莫迪正式宣布了名為“天空之船”（Gaganyaan）的載人航天計劃，當(dāng)時計劃在未來7年工程預(yù)算合計1000億盧比（約合13.5億美元）。印度空間研究組織還公開載人飛船是典型的兩艙式飛船，總重量約7噸，他們計劃2021年運送3名成員進(jìn)行5-7天的飛行。印度空間研究組織還派出航天員去俄羅斯進(jìn)行訓(xùn)練，并通過國際合作在澳大利亞建立了一個地面站，用于支持未來的載人飛行。

然而，隨著飛船研制工作的深入，計劃沒有變化快，載人返回艙變成一個5.3噸重的大型載人艙，而服務(wù)艙重量也有2.9噸，飛船總重量增加到8.2噸，Gaganyaan飛船將由通過載人認(rèn)證的LVM3火箭送入400千米高度的圓軌道。印度空間研究組織顯然低估了載人航天的工程難度，再加上疫情的沖擊，2021年7月才進(jìn)行了載人版火箭Vikas的首次熱試車，2022年進(jìn)行主降落傘空投試驗，2023年8月完成了降落傘試驗，同年10月21日進(jìn)行了飛船高空逃逸試驗。和印度大多數(shù)航天計劃一樣，載人航天計劃也深受“拖延癥”的困擾，印度載人飛船首次無人發(fā)射已經(jīng)推遲到2024年，首次載人飛行計劃在2025年實現(xiàn)。

載人空間站：充滿變數(shù)的遠(yuǎn)景

在航天領(lǐng)域有一句話：造船為建站，建站為應(yīng)用。載人飛船只是載人航天工程的第一步，載人航天終究是要服務(wù)于空間應(yīng)用的，而要大規(guī)模開展空間科學(xué)和應(yīng)用，空間站是必不可少的基礎(chǔ)設(shè)施。印度雖然載人飛船尚未上天，但早已開展了載人空間站的預(yù)研工作。

2018年，印度載人航天工程得到正式批準(zhǔn)，2019年6月，印度空間研究組織主席斯萬（Sivan）就透露印度準(zhǔn)備在下一階段研制和發(fā)射空間站，據(jù)稱印度空間研究組織將在2030年前后發(fā)射一個“禮炮七號”級別的20噸級單艙空間站，支持15-20天的中短期空間駐留，并開展空間微重力科學(xué)實驗。載人航天工程技術(shù)涉獵范圍很廣，其中交會對接是必不可少的關(guān)鍵技術(shù)，印度版的“禮炮七號”空間站也要突破掌握空間交會對接。2019年，印度媒體報道稱，印度空間研究組織早在2017年就開始空間在軌對接技術(shù)研究，未來將發(fā)射兩顆小衛(wèi)星，開展空間對接實驗（SPADEX）。

2021年，全球航天探索大會（GLEX 2021）上，印度空間研究組織主席斯萬提到，印度未來將研制載人空間站，實現(xiàn)長期軌道駐留能力，他展示的幻燈片中空間站核心艙對接了兩艘Gaganyaan飛船，另外還有兩個疑似實驗艙，核心艙上還有機(jī)械臂和氣閘艙，性能指標(biāo)比最初的“禮炮”系列空間站仿制版有了很大提高。根據(jù)公開消息，曾計劃在2021年底進(jìn)行首飛的Gaganyaan飛船推遲到2023年，但2022年斯萬主席還繼續(xù)表示，這個更大更復(fù)雜的空間站要在2030年左右建成。

2022年印度空間研究組織又展示了新的空間站模型，這個名為微重力實驗載人軌道空間站（HOME）的空間站由服務(wù)艙、居住艙和推進(jìn)艙以及充氣艙段組成，夸張的是HOME模型上不僅有三個常規(guī)艙段，還有兩個充氣展開艙段，并對接了4艘Gaganyaan飛船！然而，考慮到印度載人飛船尚未發(fā)射升空，印度空間研究組織主要精力還是集中在載人飛船上，展出的各種載人空間站構(gòu)型并沒有多大參考價值。未來隨著印度載人航天工程的實施，以及印度經(jīng)濟(jì)發(fā)展和政府支持的變化，空間站設(shè)計方案隨時會進(jìn)行修改。2023年新上任的印度空間研究組織主席索馬納特接受采訪時表示，Gaganyaan計劃旨在實現(xiàn)獨立自主的太空飛行能力，一旦突破載人航天飛行能力，后續(xù)將在未來20到25年內(nèi)實施空間站計劃，空間站已經(jīng)被確定為印度空間研究組織未來十年的主要目標(biāo)。從現(xiàn)有信息看，印度空間站不再是“禮炮七號”的仿制品，而是典型的多艙式空間站。

印度空間站的設(shè)計也在不斷變化，印度空間研究組織主席索馬納特2023年11月在會議上展示的幻燈片，計劃在2026-2028年先使用Gaganyaan飛船攜帶小型充氣艙，在軌測試充氣太空艙展開技術(shù)，然后進(jìn)行在軌交會對接試驗。他還提到印度空間站包括生活艙、指令和推進(jìn)艙以及充氣艙等三個艙段，空間站總質(zhì)量約25噸，最終在2035年左右完成空間站的建造。印度載人空間站尚未正式立項，無論是2035年的建成時間，還是25噸的總質(zhì)量，或是三艙的設(shè)計構(gòu)型，顯然并未確定，印度空間站方案仍會繼續(xù)變動。

綜合印度空間研究組織公開的消息，Gaganyaan飛船使用LVM3火箭發(fā)射，現(xiàn)有方案中空間站艙段也將使用LVM3火箭發(fā)射，而LVM3火箭的近地軌道運力只有約10噸，這可能是三艙空間站總質(zhì)量只有25噸的關(guān)鍵。

2017年首飛的LVM3火箭并非印度運載火箭發(fā)展的終點，印度空間研究組織正在改進(jìn)升級LVM3火箭，計劃將火箭同步轉(zhuǎn)移軌道運力從4噸增加到6-6.5噸，相應(yīng)的近地軌道運力也能達(dá)到15噸左右。另外，印度還在研制新一代火箭NGLV，它將取代現(xiàn)有的PSLV、GSLV和LVM3等運載火箭，NGLV火箭具有20噸級的近地軌道運力，計劃在2030年左右進(jìn)行首飛。

印度空間研究組織主席索馬納特還表示，NGLV火箭將用于支持未來的商業(yè)發(fā)射、深空探索和載人航天任務(wù)，現(xiàn)在的25噸級的空間站可能是權(quán)宜之計，隨著NGLV火箭的研制，印度空間研究組織很可能會研發(fā)20噸級艙段，建造3艙或是更多艙段的大型永久性空間站。印度空間站計劃看起來雄心勃勃，但還有很多關(guān)鍵技術(shù)亟待突破，很可能像大多數(shù)印度航天計劃一樣，無法按時完成。而且不少印度航天計劃好高騖遠(yuǎn)，脫離印度航天工業(yè)和技術(shù)水平，實際結(jié)果與PPT有很大的出入。