印度火箭技术远超中美俄?

2017-02-24 11:18:51 来源:江苏科技报 编辑:风云

神搭车!印度创下单次发射卫星数新纪录

  印度空间研究组织宣布,当地时间2月15日上午9点28分,印度成功在安得拉邦的萨蒂什·达万航天中心发射了一枚极地卫星运载火箭,上面携带了104颗卫星,并在飞行大约28分钟后将所有卫星送入太阳同步轨道。这次发射成功,同时刷新了印度和人类单次发射卫星数量的纪录。2014年6月,俄罗斯火箭单次运载37颗卫星升空,为之前的纪录保持者。

  此前,印度“一箭多星”的最高纪录于去年6月22日创造。当时,代号为“PSLV-C34”的极地卫星运载火箭把搭载的20颗卫星成功送入预定轨道。

  资料显示,全球掌握“一箭多星”技术的国家和组织并不多,目前只有美国、俄罗斯、中国、印度、日本等国以及欧洲航天局。而美国目前的最高纪录也只有“一箭29星”。

  对于印度此次“开挂”般地一下子将世界纪录大幅提高,印度总理莫迪称赞说,“这次非凡壮举是国家的又一骄傲时刻”。很快,“世界纪录”成了印度推特上最热的流行词。

  “一箭多星”难在哪?不怕挤不下,就怕相撞

  一次性在太空投放一百多颗卫星,会是什么样子呢?浙大微小卫星研究中心主任、浙大航空航天学院副院长金仲和教授说,大概像太空放烟花一样。

  至于火箭上一次性要挤下那么多颗卫星,会不会没地方放?会不会不堪重负?金仲和说,这是多虑了。因为印度发射的这104颗卫星中,只有一颗地球观测卫星Cartosat-2的重量达到714公斤,其余的都是很小的“纳米卫星”,一般重量在10公斤上下,最小只有1.1公斤,总重不过664公斤。

  金教授说,对于航天发射来讲,发射卫星的数量并不是核心问题,此次任务总体难度不是很大。最大的问题是,那么多卫星都挤在火箭里,并且投放到同一轨道,会有比较大的碰撞风险。只要一颗卫星出一点情况,很有可能影响火箭的整体发射。

  中国空间技术研究院研究员、《国际太空》杂志社执行总编庞之浩介绍,一箭多星发射有多种方式。印度此次采用的是直接发射、逐次释放方式,适用于对轨道高度、相位的精确性要求不很高的任务。俄罗斯曾在2013年和2014年,用第聂伯火箭分别发射32颗和37颗卫星,采用的正是这种发射方式。

  印度此次发射分三批进行释放:首先释放主星,然后按照4颗一组,释放88颗“鸽群”卫星,最后释放其他卫星。尤其是103颗纳米卫星,释放过程不到10分钟。庞之浩表示,这对火箭点火时序的控制、分配器的设计要求都很高,要在很短的时间间隔内,把卫星以一定倾斜角度推出去,以保证其不会相互碰撞。

  庞之浩提出,印度此次采用的发射方式,除了卫星数量太多容易相互碰撞的风险,还存在一个隐患:这么小的卫星功能有限,寿命也比较短,失效后将产生大量太空垃圾。对此,国际上也在研究微小卫星发射、运行的相关规则。

  96颗美国卫星为啥不自己放?印度价优

  此次“群发”的104颗卫星中,只有3颗属于印度,其余101颗卫星均来自其他国家。值得注意的是,有96颗来自美国,而且其中88颗属于总部位于加州旧金山的地球图像公司——星球实验室。问题是,美国的商业发射技术非常发达,既有国营的NASA(美国国家航空航天局),也有私营的SpaceX(太空技术探索公司),星球实验室为啥要选择去更远的印度发射?

  答案很简单:在印度的发射成本更低。

  近年来各国纷纷加入“一箭多星”竞争中,目的并非完全是为炫耀火箭技术,更多是争夺市场这块“大蛋糕”。目前,卫星研制小型化、模块化、集成化是国际卫星研制的基本趋势之一,同时面临单独发射成本过高的难题。各国都在想方设法压缩发射成本,除了回收火箭,另一个主要途径就是“一箭多星”,通过分摊发射成本,为小卫星的高速发展扫平最后一道障碍。

  尽管目前尚不清楚星球实验室付了多少发射费,但据美国CNN报道,印度防务分析师巴斯卡表示,印度能以低于其他国家60%至70%的价格把卫星送入太空。印度空间研究组织主席库马尔曾在今年初公开表示,希望通过发射“1箭104星”实现运载火箭运力最大化,从而实现投资回报最大化。

  印度近年在航天事业上发展迅速,更以成本低廉著称。2013年,印度发射一枚无人火箭至火星轨道,仅花费7300万美元(约合5亿元人民币);相比之下,美国国家航空航天局类似的火星任务却要花费6.71亿美元(46亿元人民币)。

  轰动归轰动,这项新纪录含金量并不高

  美国早在上世纪60年代就最早掌握了“一箭多星”技术。2015年,中国曾用长征六号火箭一次送20颗卫星上天,创下当时的亚洲航天纪录。那么,现在印度的“一箭104星”,意义到底有多大?

  庞之浩分析认为,此次成功发射,说明印度在“一箭多星”的发射技术上确实取得了比较大的进步,但还算不上重大航天突破。因为印度火箭的太阳同步轨道运载能力只有1.75吨,而中国的长征-4C达到3吨多。而且,印度这次发射对轨道高度相对要求并不高,基本都在距地面500公里左右。如果对火箭运载能力和轨道高度要求更高,则需要采取“先进上面级”技术——别称太空摆渡车。就像机场的摆渡车,会把乘客按照目的地送到不同的飞机舱门旁边。这种技术中国已掌握,去年远征一号和二号卫星已经采用。而目前印度还没有掌握。

  一位参与过中国长征系列火箭设计的航天专家说,“一箭104星”更多是一种形式上的东西,并不真正反映水平有多高。发射卫星的关键是有没有控制能力、重量是多少。发射小卫星可以做到很简单,几公斤一个,就相当于一个无线电发射机。如果是质量很小且不是多轨道的话,那就像打子弹一样,发出去没太大难度。但若变成不同轨道,多个卫星重量达到两三百公斤,那就厉害了。他认为,“中国的运载火箭水平比印度要高很多,从控制能力和可行性方面看,目前中国只落后于美俄。”南 文

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