从印度空天飞机那些事儿说起

ISRO主席向总理莫迪介绍空天飞机项目(Credit: ISRO)

2024年6月23日印度成功进行了空天飞机第 3 次着陆试验（RLV-LEX-03），部分网友在评论区对这次试验以及印度航天能力表达了较大质疑。

这种反馈可以可能源于：①中印两国在有争议边界的交恶，造成的敌意；②没有整体展示印度航天发展，即使是空天飞机也只是局部介绍。

希望各位读者在面对科学、技术和工程问题时，能够客观理性的看待和分析。在“全球航天事件”不需要情绪输出。

事实上，印度正按照一个大国的要求发展其航天，该国在Dr S Somnath先生（ISRO主席）的带领下，近年航天发展迅速，潜力不容小嘘。

印度的航天发展一方面得益于其自身实力提升，也和该国与美、俄两国都有较深入的合作有关。本号认为，印度航天经过近些年的发展，综合实力已经超越欧洲位列全球第四。

不过这里也先给大家吃一颗定心丸，目前印度在航天领域与中国的差距仍然是全方位的。

01

印度航天总体情况

以2023年8月月船3号（Chandrayaan-3）成功软着陆月球为代表，印度正全方位推进其太空计划。这次登陆使该国成为全球第4个，也是新世纪第2个成功登陆月球的国家（第一名是中国）。

月船3号普拉扬（Pragyan）小型月球车拍摄的维克拉姆（Vikram）着陆器（Credit: ISRO）

印度正在开展和规划的航天计划包括：

① 载人航天计划 - 加甘扬（Gaganyaan）；

② 探月计划-月船（Chandrayaan）；

③ 导航卫星计划 - 印度导航星座（NavIC）；

④ 太阳探测任务 - 阿迪亚L1（Aditya-L1）；

⑤ 可复用发射飞行器技术验证（RLV-TD）计划。

运载火箭方面

虽然仍缺乏重型火箭，但已经形成了一定梯度的型普。目前在役的3种运载火箭包括：极轨卫星运载火箭（PSLV）、地球同步轨道卫星运载火箭（GSLV）、地球同步轨道卫星运载火箭Mk-III(LVM3)。

印度在役及退役火箭型普（Credit: ISRO）

得益于适中的价格和地缘优势，除了供给印度国内发射，也积极服务于新加坡等国家载荷和一网（Oneweb）公司等商业载荷发射任务。

载人航天方面

除了正在进行的载人飞船研制和宇航员训练外，印度正在开展该国第一个空间站－印度人民空间站（Bharatiya Antariksh Station, BAS）的研制，目前已完成了第一个模块设计，计划2035年投入运行。

ISRO表示，BAS将成为其他空间站的补充，并且有能力与其他空间站交换乘员和货物。

印度航天的远期目标，计划在未来25年内发展“月球经济”，计划建立月球基地，用于科学研究、采矿和战略目的，并将其用作推进剂仓库。

02

可复用发射飞行器技术示范计划

印度空间研究组织（ISRO）的可复用发射飞行器-技术示范计划（Reusable Launch Vehicle–Technology Demonstration Programme, RLV-TDP）目标是实现一种基于吸气式推进（air-breathing propulsion）技术的低成本太空运输系统，最终实现全复用的两级入轨（Two Stages To Orbit, TSTO）天地往返系统。

按照计划，其一级为可复用火箭，采用垂直发射垂直返回（VTVL）复用模式，这一部分尚未看到近期去实现的计划；二级为空天飞机，采用垂直发射水平返回（VTHL）复用模式。

目标是将有效载荷运送到近地轨道的成本，从现在的20,000美元/公斤降低到4,000美元/公斤。ISRO主席近日表示，空天飞机将不会用于载人飞行。

① 立项前的工作

2006年，印度空间研究组织（ISRO）进行了一系列地面测试，实现了在进气6马赫的情况下，稳定的超音速燃烧近7秒。

2010年3月3日，ISRO对其新型探空火箭进行了飞行测试。该火箭被命名为先进技术飞行器（Advanced Technology Vehicle, ATV-D01），发射时重3吨，直径为0.56米，长度约为10米。

它搭载了一个被动式超燃冲压发动机燃烧室模块，作为示范吸气推进技术的试验台。超燃冲压发动机意味着飞行器在大气层内不需要使用其自带的氧化剂，从而将其节约的质量用于有效载荷。

② RLV-TD 立项

2012年1月，ISRO的可重复使用发射飞行系统的设计获得国家审查委员会的批准，并获得建造该航天器的许可。

这个被批准的航天器即“可重复使用的运载火箭技术演示器（RLV-TD）”同时被命名为普什帕克(Pushpaka），梵文“花”之意。它是最终两级入轨（TSTO）可重复使用配置超燃发动机的空天飞机的缩小原型机。

RLV-TD的开发目标是测试高超音速飞行，自动着陆，动力巡航飞行，以及使用空气呼吸发动机推进的高超音速飞行和高超音速试验。ISRO为此策划了4类飞行试验：

• 高超音速飞行试验（Hypersonic Flight Experiment, HEX）

• 着陆试验(Landing Experiment, LEX）

• 轨道返回飞行试验（Orbital Return Flight Experiment, OREX）

• 超燃冲压发动机推进试验（Scramjet Propulsion Experiment, SPEX）

6月23日的空天飞机第 3 次着陆试验（RLV-LEX-03）就属于上面的第二类试验LEX。

③ RLV-HEX 高超音速飞行试验

到2015年5月，工程师在RLV-TD的外表面安装了隔热瓦，以保护其免受大气再入过程中的高温。该原型重约1.5吨，安装在一次性固体助推器HS9上。

RLV-TD在萨迪什·达万航天中心（Satish Dhawan Space Centre）发射台（Credit: ISRO）

RLV-TD组成（Credit: ISRO）

2016年5月23日RLV-TD从萨迪什·达万航天中心发射，进行高超音速飞行实验。这次亚轨道试飞持续了773.6秒，飞行高度达到65公里，进入大气层的速度为5马赫，飞行距离450公里，自动转向至位于孟加拉湾的目标溅落区，飞行器在碰撞海面时解体。

④ RLV-LEX 着陆试验

ISRO 先后进行了3次着陆试验：

• 2023年4月2日，第1次着陆试验（RLV-LEX）

• 2024年3月22日，第2次着陆试验（RLV-LEX-02）

• 2024年6月23日，第3次着陆试验（RLV-LEX-03）

至此，ISRO完成了4类测试飞行试验中的前两类。

⑤ 硬骨头在后头

ISRO将在下一阶段的测试中使用一枚改进型的地球同步轨道卫星运载火箭（GSLV）发射空天飞机，并进行轨道返回飞行试验（Orbital Return Flight Experiment, OREX）。预计试验将在2025-26年进行。

OREX空天飞机将是执行着陆试验原型机的1.6倍，质量达到3.5-4吨。

OREX包括将RLV垂直发射到太空，并安全返回跑道降落。为达到计划目标，预计ISRO需要进行多次轨道重返试验。

在重返大气层过程中，飞行器的腹部将对着迎风面，以增加阻力、降低速度，实现从轨道到着陆过程的能量操控。

除了增强热防护，软件，制导、导航和控制（GNC）等子系统外，该飞行器还需要配置可伸缩起落架。它将由此前提供固定起落架的总部位于班加罗尔的Timetooth Technologies公司研制。

ISRO还需要与印度空军合作寻找一条更长的跑道，以适应轨道返回飞行器着陆。

目前全球已经具备类似能力的只有中美两国。

>End

本文转载自“全球航天事件”，原标题《从印度空天飞机那些事儿说起》。

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