印度航天技术飞速发展的启示

庞之浩

近些年，印度在运载火箭、通信卫星、遥感卫星、月球探测等领域，都取得了巨大成就，在全世界产生了较大影响。

两大系列火箭

在火箭方面，印度目前主要研制和发射“极轨卫星运载火箭”和“地球静止卫星运载火箭”。“极轨卫星运载火箭”为4级半火箭，捆绑了6台固体助推器，每台固体助推器都装有9吨的固体推进剂。其第一级使用固体火箭发动机，装有138吨的固体推进剂，是世界上最大固体发动机之一；第二级装有41.5吨的液体推进剂；第三级装有7.6吨固体推进剂-第四级是双发动机结构，装有2.5吨液体推进剂。经过多次改进，“极轨卫星运载火箭”运载能力已由1吨逐步提高到1.6吨，而且成本只是欧美火箭费用的一半，现已打入国际市场。

2008年4月28日，“极轨卫星运载火箭”进行了“一箭十星”的发射，创下印度航天史上的纪录，在国际上也不多见。2008年10月22日，该火箭在进行了相应的改进后，还发射成功印度第一颗月球探测卫星。它把捆绑式助推器的长度由10米增加到13.5米，固体推进剂从9吨增加到12吨，火箭总发射质量高达316吨，所以能把1304千克的“月球初航1号”发射到240千米／24000千米的大椭圆转移轨道，以获得足够的速度。

顾名思义，印度“地球静止卫星运载火箭”用于发射地球静止卫星。2001年4月和2003年5月，印度先用“地球静止卫星运载火箭”进行了2次试射，第一次正式发射是在2004年9月20日，发射了1950千克的“教育卫星”。2006年7月10日，第四枚印度“地球静止卫星运载火箭”在发射印度卫星－4C时“箭毁星亡”，主要原因是：在起飞后，火箭4台液体捆绑助推器中的1台突然失去了推力。经过改进，2007年9月2日，“地球静止卫星运载火箭”成功发射了与印度卫星－4C相同的印度卫星－4CR直播卫星。

印度“地球静止卫星运载火箭”包括Mk1、Mk2、Mk3、Mk4几种型号，其中Mk1，Mk2结构大致相同，是3级半运载火箭，其中前2级是在“极轨卫星运载火箭”前2级基础上改进而来，但捆绑的是4台液体助推器(每台装有40吨的液体推进剂)，第三级则是新采用的低温级，装有12.5吨的液氧和液氢，其中MkI的第三级由俄罗斯提供，Mk2的第三级是国产的。其地球同步转移轨道运载能力分别为2吨(MkI)和2.4吨(Mk2)。

印度目前正在研制大推力地球静止卫星运载火箭-Mk3，它是2级运载火箭，其中第一级采用新的液体火箭发动机，并捆绑2台固体助推器(每台装有200吨推进剂)，第二级采用性能更高的C25型国产低温上面级(装有25吨推进剂)。其地球同步转移轨道的能力将达到4吨级。未来的地球静止卫星运载火箭－Mk4是在Mk3的基础上捆绑4台固体助推器，第一级液体火箭发动机的数量也有所增加，从而使地球同步转移轨道能力增加到6吨。

2008年7月17日，印度政府批准为第11～16枚“地球静止卫星运载火箭”飞行任务提供投资，投资总额为128.096亿卢比，将在2010～2012年期间执行。

两类应用卫星

至今，印度主要研制了“印度卫星”和“印度遥感卫星”两类卫星，因为它们的实用价值很高。

“印度卫星”已先后发展了四代，其中第一代(即印度卫星－I)有4颗，由美国福特公司研制，具有通信和气象两种功能，于1982～1990年6月先后由欧美火箭发射。第二代是按印度卫星－1仿造的，一些关键部件从国外进口，在上世纪90年代用国外火箭先后发射了4颗，都是多用途卫星。

2000年3月21日升空的印度卫星，3B是5颗第三代“印度卫星”的第一颗，它携带有12台扩展型C频段转发器、3台Ku频段转发器和提供S频段移动卫星业务的有效载荷。与印度卫星－2C、2D卫星相比，印度卫星－3B卫星扩展型C频段转发器的行波管功率从10瓦增加到15瓦，Ku频段的则从20瓦增加到50瓦，可以使用户能使用更小的地面终端。在此后发射的印度卫星－3C、3A、3E等卫星中，只有印度卫星－3A是多用途卫星。为了确保天气预报准确，印度已于2002年9月12日发射了该国首颗专用地球静止气象卫星。另外，2004年9月20日，印度把自制的第一颗“教育卫星”送上天，星上的12台Ku、C频段转发器专门用于音频，视频多媒体、数字交互式教室教学和多媒体会议，可提供远程学习及其他教育服务，向全国上百个村庄提供非正式的教育课程。

从2005年起，印度开始发射第四代“印度卫星”，即直播卫星，现已发射了4颗，其中印度卫星－4A、4B先后由“阿丽亚娜－5”火箭发射成功，与它们有一定差异的印度卫星－4C在用本国火箭发射时因火箭故障而失败。为此，2007年9月2日又用本国的“地球静止卫星运载火箭”成功发射了一颗与印度卫星－4C一样的印度卫星－4CR。

2005年12月22日成功发射的印度首颗第四代通信卫星暨首颗直播卫星——印度卫星－4A，装有24台转发器，其中12台Ku频段转发器用于直接到户电视直播，只需用孔径0.45米的天线就能接收到100～150套卫视节目；另外12台C频段转发器用于通信和电视传输业务。该卫星采用数字压缩技术，1台Ku频段转发器能够播送12个频道，设计寿命12年。2007年3月11日上天的印度卫星－4B与印度卫星－4A基本相同。

用本国火箭发射的印度卫星－4C、4CR，每颗卫星只携带12台Ku频段高功率转发器，是专用电视直播卫星，设计寿命为10年。印度之所以用国产火箭发射它们是为了大大节约发射成本，因为用欧洲“阿丽亚娜”火箭发射，其成本比用印度“地球静止卫星运载火箭”高40％。

“印度遥感卫星”阵容也十分强大，共有4个系列，其中印度遥感卫星－1是陆地卫星类，印度遥感卫星－P是专用卫星系列，印度遥感卫星－2是海洋和气象卫星系列，印度遥感卫星－3是雷达卫星系列。目前已实施了印度遥感卫星－1、P两个系列，并将开始打造印度遥感卫星－2、3系列。

1988年3月17日，印度用苏联火箭发射了第一颗自制实用型遥感卫星——印度遥感卫星－1A。该星载有2种共3台相机，其中1种相机分辨率72米。第二种成像相机有2台，分辨率36米。与它相同的印度遥感卫星－1B于1991年8月29日由苏联火箭送入太空。

1995年12月28日，印度首颗第二代遥感卫星——印度遥感卫星－1C由俄罗斯火箭送入轨道，与它相同的印度遥感卫星－1D于1997年9月29日上天。这2颗第二代“印度遥感卫星”平台的性能指标高于第一代，星上单谱段全色相机空间分

辨率为5.8米，而且其镜头垂直轨迹方向±26°可控，因而能缩短重访周期和进行立体观测；星上4谱段多光谱相机分辨率分别为23.0米和70.0米，比印度遥感卫星-1A、1B增加了短波红外谱段，用于监测植被；星上的宽视场相机有2个谱段，每个谱段总幅宽为810千米，分辨率188米，也用于监视植被。所以，第二代“印度遥感卫星”能提供更高的空间及光谱分辨率、更大的光谱覆盖区和立体图像，并且重访频率高，曾被称为“皇冠上的宝石”。

为了配合本国火箭的研制，在研制质量较大的印度遥感卫星－1系列的同时，印度还研制了较轻的印度遥感卫星－P系列小型单遥感器卫星，以便用“极轨卫星运载火箭”发射。

1994年10月15日，印度遥感卫星－P2升空，星上单台相机的分辨率只有36米。1996年3月21日，印度遥感卫星－P3上天。1999年5月25日升空的印度遥感卫星－P4(又叫海洋卫星－1)用于获取海洋数据。2003年10月17日，印度遥感卫星－P6(又叫资源卫星－1)入轨。

2005年5月5日发射的印度遥感卫星－P5(又叫制图卫星－1)是印度首颗立体成像卫星，使印度遥感卫星进入了一个新阶段。该星携带2台全色照相机，可提供2.5米分辨率图像，重访周期5天。2007年1月10日，印度遥感卫星－P7(又叫制图卫星－2)上天，能进行大气、海洋及气候观测。

这些民用遥感卫星的研制为印度发展照相侦察卫星打下了基础。2008年4月28日，印度发射首颗照相侦察卫星——制图卫星－2A，其空间分辨率约为0.7～1米，具有45°斜视能力。

2008年10月22日，印度还发射了首颗月球探测卫星——“月球初航一号”。它运行在100千米高的环月轨道上，装有11台科学探测仪器(印度造5台，凋外造6台)。在印度建造的5台仪器中有2台很受关注，一台是分辨率达5米的地形测绘立体相机，它用于对全月面进行高分辨率绘图；另一台是月球撞击探测仪，在“月球初航一号”进入月球轨道后，已被成功释放并撞击到月面。现在，“月球初航一号”传回了一些高清晰的地球和月球照片。

总之，印度航天发展大致可分3个阶段：第一阶段是利用国外的财力与技术力量，形成本国的航天体系，为后续发展打下必要的基础。第二阶段主要侧重于发展通信卫星和遥感卫星以及运载火箭。第三阶段是打造新型航天器，如军用卫星、天文卫星和月球探测器等，扩大航天应用的范围。

由此可见，印度航天工业已取得重大成果，并继续飞速发展，令国际航天界震惊。

经验令人深思

那么，这一与中国国情相类似的发展中国家成功的秘密是什么呢?通过上述回顾、分析印度航天的发展历程，能从中得到一些启迪。其中不仅包括技术问题，还有一些管理问题乃至宏观战略方面的问题是值得深思的。

联合国空间委员会曾经指出，开发空间技术是发展中国家接近和赶上发达国家的一条捷径。印度政府很早就注意到了这一点，并在发展中国家里率先发展起航天工业。人多地广、经济落后的印度，其发展速度如此之快，原因是多方面的：

一是国家重视，把航天摆在优先发展的高技术领域，并有较多的经费支持。

二是由于经济落后，印度政府首先把有限的资金用于对国民经济有重要价值和推动作用的通信卫星和遥感卫星上，然后再逐渐扩展。印度认为从这两种卫星应用中所获得的收益比花在这方面的投资总额要多得多。

三是印度发展卫星业一开始就明确为印度经济持续发展服务。因此，他们采取了与一些国家“先火箭，后卫星”不同的“先卫星、后火箭”的航天战略，目的是通过卫星应用先行，使国民经济有关部门切身体会到空间技术对促进经济、文教和科技等事业发展的好处，从而带动全国各行业的发展。

四是广泛开展国际合作。印度在发展航天工业过程中根据国情选择了一条既强调自主精神，又广泛争取外援的道路。其航天技术开始时靠引进，而后逐步转向仿制乃至完全自行研制，并有鲜明的特点，如“印度卫星”就是世界上少有的既可通信又能气象观测的多用途卫星。现在，巴西和韩国等也像印度一样，按照“租卫星→买卫星→自行研制外国发射→自行研制自行发射”这一过程发展空间事业。在卫星发展初期积极开展国际空间合作极为重要，自己不能造的就从国外买，经消化，吸收后再自己造。近些年，印度又与美国、以色列、俄罗斯和欧洲航天局开展了多项航天合作，目的是打开市场。例如，2008年12月20日上天的W2M通信卫星就是印度和欧洲合作的产物。

五是印度政府鼓励私营企业参与，并大量引进外资和外国航天技术，并且注重消化吸收自行制造的基础上，已逐步形成了具有民族特色的航天工业体系。印度空间研究组织还把几百项航天技术转让给许多中小公司，使他们开辟了新天地。

六是重视卫星应用。利用应用卫星解决实际问题已成为印度航天政策的一大特点。印度现有5个以上的地区遥感中心负责研究使用卫星数据，以确定矿藏的位置、土壤需要脱盐的程度和适合播种哪些农作物。印度还建立了国家自然资源管理系统，把航天官员与遥感数据用户有机地联系在一起。很多印度渔民是按卫星数据的指导出海打鱼的，使沿海渔民的捕捞量成倍增加，通过卫星遥感图像，农村打井成功率由原来的50％提高到90％。印度在全国建立了25个村庄资源中心，通过遥感卫星向农村人口提供具有地区特性的信息。印度卫星通信的地面系统也很发达，以甚小孔径终端(VSAT)为例，目前印度已建立了2个国家级的大型VSAT网，其中一个是国家经济信息网，包括2000个以上的VAST站，是继美国之后的世界第二个大型国家经济信息网，另一个是邮电系统的VSAT公用网，其VSAT站的数量也多于1000个。卫星的应用又进一步增强了印度利用航天技术解决紧迫问题的决心。

七是打造专用卫星。近些年，印度确定了一个“面向专题”的卫星发展方针，即每项卫星计划都要明确专为国家的某一基础设施服务，例如教育、卫生、减灾、扶贫等，同时也要开发旨在促进科学进步和国际合作的航天计划。现在，印度已发射了1颗“教育卫星”，今后还将发射用于监测农作物收成的“农业星”、用于远程医疗的“卫生星”等。

八是大力发展航天产业化。印度一直积极参与国际航天市场的竞争，例如向国外出售遥感卫星数据、出租转发器等。在20世纪90年代，1幅某一特定地区的普通遥感卫星图像价格为75美元，1幅高清晰度卫星图像价格为1800美元；1幅法国“斯波特”卫星的数字图像价格为2600美元；1幅美国“陆地卫星”的主题图像(如能显示矿物分布的图像)价格达600美元。预测农作物生长需购买多张卫星图像，这对发展中国家来说有一定困难，故需要有低价的卫星图像。比起美国和法国的卫星图像，印度的卫星图像质量与其相当，但价格却低得多，现已成为第三世界国家的热门货，就连美国也在大量购买印度遥感卫星图片。

在通信卫星市场方面，印度早在1992年就向阿拉伯卫星组织出租了印度卫星-2A上的10台转发器。后来，印度又与国际通信卫星组织签订协议，向该组织出租印度卫星－2E上的11台转发器。国际通信卫星组织在10年的租用期内，向印度支付1亿美元的租金，这是该组织首次向它的成员国租转发器。从2007年起，印度又开始进军国际卫星发射市场。

九是航天体系健全。集中统一领导是印度航天发展的另一条成功经验。印度航天工业由政府总理领导，下设空间委员会和空间部，空间部下设印度空间研究组织、卫星计划办公室、国家自然资源管理系统、国家遥感局、国家大气层雷达监测系统和物理研究所。其空间委员会的主席、空间部部长和空间研究组织主席由一人身兼三职，这样有利于提高办事效率。

印度空间研究组织是印度最主要的国家航天研究与发展机构，成立于1969年，总部设在班加罗尔，主要研制火箭、卫星，并负责组建火箭发射场和卫星跟踪测控网等。该组织下设8个主要中心，分别负责航天技术发展和航天应用研究。经过40多年的建设，印度现已形成门类齐全、基础雄厚的航天工业体系。

印度航天部门重视综合协调，避免重复建设。例如，他们统一接收国外卫星图像，统一培训有关人员等，这样就节约了大量资金。

在发展航天工业的过程中，印度建立起了完善的航天器的地面配套设施，包括遥测跟踪和指令网络、卫星控制中心、地面站和遥感中心等，形成了规模庞大的信息数据处理网络，并拥有多个卫星地面站。

从上面不难了解印度航天工业飞速发展的原因，其成功之路对于很多发展中国家是有较大启示的。

责任编辑兆然