印度太空力量的新发展

2021-02-25黄志澄

国际太空 2021年1期

黄志澄

1 前言

印度一直将太空力量的发展视作迈向世界大国、体现其综合国力的重要步骤。近年来，印度十分重视发展可用于未来高技术战争的军用航天技术。作为发展中国家，印度太空力量的发展道路有其独到之处，很值得我们认真总结和借鉴。[1]最近10多年，印度在太空力量建设方面又有了较大进展[2-6]。本文将继续以实事求是的态度，科学地分析评估印度太空力量的进展，并进一步总结印度建设太空力量的经验教训。

2 印度发展太空力量的技术基础

印度发展航天技术既引进了西方的技术，也引进了苏联的技术。由于印度采取了“先卫星，后火箭”的航天战略，因此，其早期的卫星都是由苏联和欧洲航天局（ESA）的火箭发射。2000年以后，印度的运载火箭和卫星技术日趋成熟，从而为印度发展太空力量建立了必要的基础。

运载火箭性能不断提升

印度是继美、俄、中、法、日之后全球第6个拥有完全自主火箭设计、制造和发射地球同步轨道（GSO）卫星能力的国家。极轨卫星运载火箭（PSLV）和地球同步轨道卫星运载火箭（GSLV）是印度当前使用的主力运载火箭。

印度GSLV-MK3运载火箭

2017年6月5日，印度首次成功发射了一枚GSLV－MK3火箭，其任务载荷是印度自主研发的地球静止卫星－19E（GSAT－19E）。GSLV－MK3火箭的总起飞质量是640t，其地球同步转移轨道（GTO）运载能力达到4t，低地球轨道（LEO）运载能力达到10t，较上一代MK2型运载能力提升了1倍，但与美、俄、欧、日、中普遍具备的LEO 20t级、GTO 10t级运载能力仍存在较大差距。目前，印度已启动GSLV-MK3型火箭的改进项目，计划研制200t级液氧/煤油发动机替代目前160t级四氧化二氮/偏二甲肼发动机。改进后，火箭的GTO运载能力可从目前的4t提升至5t，以满足大型载荷以及2022年载人航天发射的需求。

印度PSLV火箭主要用于发射中小型卫星，具备较成熟的“一箭多星”发射能力。2017年2月，PSLV火箭成功进行了“一箭104星”发射，创造了世界发射纪录，并在2017年4月1日首次将多颗卫星送入3个不同轨道。此外，印度已利用PSLV的“一箭多星”技术在微小卫星发射市场中占有了一席之地。印度还将发射LEO运载能力500kg的新型小型火箭SSLV，以进一步提升微小卫星发射市场竞争力。由于PSLV采用固体火箭发动机助推，也在一定程度上促进了印度弹道式导弹的发展。

印度PSLV运载火箭

建成了较完整的应用卫星体系

目前，印度应用卫星发展的重点是遥感、导航、通信等三类。

（1）遥感领域

印度建立了高低轨搭配、谱段覆盖完整（包括可见光、近红外、中短波红外、微波等多个频段）的对地观测卫星体系。印度的“地球观测系统”（EOS）计划由国家自然资源管理系统规划委员会进行协调与管理。发射的卫星包括“印度遥感卫星”（IRS）、“制图卫星”（Cartosat）、“资源卫星”（ResourceSat）、“海洋卫星”（Oceansat）和“雷达成像卫星”（RISAT）系列等。有效载荷包括可在可见光、近红外、短波红外波段工作的线性成像自扫描仪、高分辨率全色照相机、宽视场传感器、模块式光电扫描仪、海洋水色监视器、多频扫描辐射计、合成孔径雷达等。卫星数据由国家遥感局统一接收和处理。2017年6月23日，印度PSLV运载火箭成功将31颗卫星送入预定轨道，其中包括制图卫星-2E。卫星质量为712kg，搭载了一个口径为70cm的望远镜和两个成像传感器，其中全色传感器的分辨率为0.6m，多光谱传感器的分辨率为2m。2019年11月27日, 印度PSLV运载火箭成功将制图卫星－3发射升空，卫星的全色传感器的分辨率为0.35m。

（2）通信领域

印度的“国家卫星系统”计划是一项发展卫星通信和卫星气象观测的计划。该系统由航天部、电信部、气象部、信息广播部等部门联合运营。发射的卫星包括印度卫星－2E（Insat－2E）和印度卫星－3A、3B、3C、3E、4A、4B、4CR等。卫星的通信有效载荷包括C频段、扩展C频段、大功率S频段和K频段转发器与移动通信转发器；气象有效载荷包括甚高分辨率辐射计和气象数据中继转发器；部分C频段转发器租赁给国际通信卫星组织。2018年12月，质量高达5854kg的高通量通信卫星GSAT－11由阿里安－5（Ariane－5）运载火箭成功发射升空。GSAT－11卫星携带40个Ku频段和Ka频段的转发器，能够以14Gbit/s的数据传输速度提供高带宽连接。这颗卫星的设计寿命超过15年。2017年6月,印度成功发射了高通量卫星GSAT－19，高通量卫星GSAT－29也于2018年11月14日发射成功。

（3）导航领域

印度区域导航系统（IRNSS）在2006年5月由印度政府立项，2015年完成系统的部署和应用。2013年发射首颗IGSO卫星，目前在轨的有3颗GEO卫星和4颗IGSO卫星。2016年4月，印度区域导航系统改名为“印度导航星座”（NAVIC）。NAVIC系统可提供单点定位服务和精密服务。两种服务通过L5（1176.45MHz）和S频段（2492.08MHz）播发，系统提供的服务精度为：印度洋地区（印度周边1500km范围）定位精度在20m，印度和毗邻国家的位置精度在10m左右。根据NAVIC系统发布的系统评估报告，在印度中部地区绝大部分时间内,其定位精度优于10m。在中国的西南部能够接收到NAVIC导航系统的信号。

建立配套的航天地面基础设施

印度的两个主要航天发射场都建在沿海地区。斯里哈里科塔发射场是印度最重要的航天发射中心。发射场拥有完备的火箭测试、组装和发射设施，并建有先进的计算机数据处理中心。印度空间研究组织（ISRO）在这里扩建了固体助推器工厂，可为多级火箭发动机生产大尺寸的推进剂药柱。为纪念印度航天计划创始人维克兰拉姆·沙拉拜(Vikram Sarabhai)博士，1972年将位于印度最南端的顿巴赤道火箭发射场改名为维克兰拉姆·沙拉拜航天中心。

印度已在国内建设了多个地面测控站，能满足地球轨道上各种航天器的测控要求，而对于深空探测器的测控，印度则可以借助于国际合作来满足需求。

3 印度发展太空力量的重点

印度空军正在向空天军转型

目前，印度的空军规模在全世界排名第四。印度的国防开支位于世界前十位，是武器装备的第三大进口国。印度的军费开支大约占到国内生产总值（GDP）的2%以上，其军事预算近年每年增长7%左右。根据《印度空军2020年现代化计划》，印度空军正在从单纯的空军向空天军转型。印度空军已经建立了航空航天大队，这为其组建航空航天司令部奠定了基础。航空航天大队的主要任务是与处理太空事务的其他部门和组织进行互动，以增强印度空军的整体作战潜力。

积极发展军用卫星

印度军方首先是充分应用ISRO发射的民用卫星，在此基础上，进一步发展完全军用的卫星。目前，在ISRO运行的全部47颗卫星中有6～8颗卫星是完全用于军事侦察。近年来，为应对印巴冲突和中印边境的局势变化，印度军方十分重视发展军用小卫星。

印度军队十分重视信息化建设。为加强卫星通信建设与管理，印度政府还专门组建了一个由陆海空三军、航天委员会及国家其他相关机构参加的专门委员会负责相关事务。印度早期采用租用国内民商卫星转发器并与工业部门的合作开发相应的地面段硬件，或者购买国外卫星接收终端的方式以实现军事通信。2013年后，印度开始建立专用军事通信卫星体系，至今已成功部署了3颗卫星（其中1颗入轨后失联），但卫星质量均未超过3000kg，设计寿命最长为12年，主要用于满足印度境内的军事通信需求。针对印度海军的需求，2013年8月30日，阿里安－5运载火箭将印度首颗国防专用的GSAT－7卫星送入轨道。这颗多频段通信卫星将监控印度洋范围达3704km的地区，印度陆军还能通过这颗卫星获取陆上军队调动的重要信息。

2001年10月,印度成功发射了首颗军用照相侦察的技术实验卫星（TES），主要用于侦察印度边境地区。TES卫星采取的仍是“印度遥感卫星”系列的基本结构，但其分辨率可达到1m，可覆盖全球60%的地区。TES卫星携带1台全色照相机用于遥感试验，可为印度军方提供印度海岸和边境的区域地图。

2019年4月1日，印度发射了一颗先进的“电子情报卫星”（EMISAT，俗称“天眼”），该卫星由印度国防研究与发展组织（DRDO）研发，可用于探测敌方雷达、搜集图像和通信情报。该卫星质量达436kg。在此之前，ISRO已经在1月24日发射了另一颗微卫星－R（Microsat－R），该卫星能够在夜间拍摄清晰的画面。

印度计划在2021年3月前发射10颗地球观测卫星。2019年，印度发射了4颗地球观测卫星（原目标是发射6颗）。2020财年，印度又发射8颗卫星。ISRO发射的地球观测卫星主要用于陆地环境和农业生态监测，但其图像也可用于军事侦察和边境观测。

为未来的太空战作准备

2019年3月27日，印度总理莫迪宣布，印度已成功完成反卫星导弹试验，将成为世界上第四个拥有反卫星武器的国家。印度此次反卫星试验的代号为“女神力量行动”，但并未透露此次反卫星试验使用的导弹型号。据印度媒体报道，估计承担此次反卫星试验的导弹是由K4固体潜射导弹改装而成，除原有的两级外，其顶部装有动能杀伤器。导弹直径为1.4m，总长约13m，总质量约18t。印度方面将其命名为“反卫星”（ASAT）导弹。这次试验的目标是微卫星－R，质量约为740kg。进行反卫星试验还需要目标探测与指示系统，印度能够承担这项任务的雷达有两型：一型为印度从以色列引进的箭式反导系统的“青松”雷达，该型雷达工作在L频段，探测距离为500km；另一型为印度自研的远程跟踪雷达（LRTR），探测距离可达800km。此外，印度正在研发准备用于太空作战的激光武器、粒子束武器、微波武器、轨道拦截器以及信号干扰器等，并计划发展跨大气层飞行器和空天飞机等。

印度反卫星导弹试验

2019年，印度组织实施了其史上首次太空战兵棋推演，代号为“印度太空演习”（IndSpaceEx），目标是加深对太空域中现有和新兴的挑战的认识，探索为保护太空资产安全和国家安全利益而必须发展的太空能力。

4 印度发展太空力量的经验教训

目前，印度航天在大型运载火箭、月球探测和载人航天等领域，仍明显落后于我国，但在应用卫星和军用航天方面，却与我国的差距不算太大。这对于GDP只有我国约1/5的印度来说，印度在发展军用航天方面还是比较成功的。其主要经验如下：

加强对航天发展的统一领导

印度航天事业的发展是从1962年开始的。当时，在原子能部下设立了“印度太空研究委员会”(INCOSPAR)。1969年，印度创建了位于班加罗尔的ISRO。1972年，印度政府设立了直接由总理领导的航天委员会和航天部，对民用航天实行统一管理。其中，航天委员会是航天活动的最高决策机构；航天部下设ISRO、国家自然资源管理中心、国家遥感局和物理研究所等机构，负责航天系统和卫星的研制，统一管理全国的卫星应用系统。为了提高效率，印度的航天委员会主席、航天部部长和ISRO主席由一人担任。印度航天事业的快速发展正是得益于这种集中统一领导的体制。

长期以来，印度航天部负责发展民用航天，国防部负责发展军用航天。2008年6月11日，印度国防部宣布建立“一体化航天机构”（ISC），该机构将成为印度军方、航天部和ISRO之间协调合作的专门窗口。2019年4月，印度宣布成立国防航天局（DSA），负责统筹陆海空三军太空资产，制定相关战略以保护印度的太空利益，为太空作战申请经费。国防航天局整合了包括国防图像处理与分析中心（DIPAC）、国防卫星控制中心在内的军事航天机构，初始规模约200人，总部位于班加罗尔。此次在国防部下成立国防航天局，将进一步加强印度太空力量的统筹谋划。

2019年6月，印度内阁安全委员会批准在国防研究与发展组织下成立国防航天研究组织（DSRO），负责航天技术在国防领域的应用，并开发太空武器系统及相关技术。DSRO的任务与美国高级研究计划局（DARPA）类似。

坚持“有所赶，有所不赶”的原则

印度航天始终将追求大国地位为目标，但由于印度经济发展的现实，印度发展航天必须坚持“有所赶，有所不赶”的原则。为此，印度为了集中力量发展军用航天，大大推迟了其发展载人航天的计划。

讲述印度火箭发展的《接触星空》一书的作者戈帕尔·拉杰说：“印度要发展载人航天表明ISRO希望追赶中国。这正在成为一个国家的声誉问题。我不知道航天员进入太空能给我们带回什么，即使比我们富裕得多的欧洲人也没有自己的载人航天计划。”[7]

有印度军方背景的印度防务研究与分析研究所发表文章说：“像空间站这样既昂贵又具有技术挑战性的实验只取得了有限的成功。中国的空间站计划显然是其科技力量的展示。然而，需要数十年才能清楚这类计划的实际的具体利益。不过，这类计划有助于发展航天产业和促进开发其他领域的新技术，包括军事领域。因此，出现了关于中国在航天领域超过印度的大量讨论和担忧。为了理解中国超过印度的优势，重要的是不要进行盲目对比，尤其是在载人航天和空间站这类计划上更是如此。印度应该克制自己，不要效仿中国，也没必要实施像载人登月这样纯粹为了提升民族主义感情的炫耀项目。”[8]

同时，印度对于深空探测也采取了“小而精”的发展模式。2013年11月，印度发射了“曼加里安”（Mangalyaan）火星探测器，并于2014年9月成功进入火星轨道，但总费用只有7500万美元。即便是在应用卫星领域，印度也是精打细算，讲究实用。从技术上讲，印度完全有能力建设全球导航定位卫星系统，为了节省费用，印度目前只建设了区域的卫星导航定位系统。

加速航天工业商业化改革

印度“曼加里安”火星探测器

由于印度原有的航天企业都是国营企业，效率较低。因此，印度航天近年来加速商业化改革。目前，印度也诞生了许多私营航天公司，例如参加月球 X大赛的“印度队”就是一家民营航天公司。最近，印度民营的巴帝电信公司（Bharti Airtel）与英国政府合作，共花费10亿美元收购一网公司（OneWeb），从而让印度商业航天很快进入国际卫星互联网市场。

ISRO组织对PSLV运载火箭的整合与发射工作，原来是通过该组织的商业机构安得利公司（Antrix）进行的。为了加速火箭发射的商业化和提高发射效率，2016年ISRO计划成立由安得利公司牵头的一家联合企业来负责完成。2019年，印度航天部成立了新航天印度有限公司（NSIL），以减轻ISRO在运载火箭和卫星生产、发射服务以及航天基础服务领域的业务活动。NSIL公司将通过工业财团执行这些活动。这将使ISRO能够为研发工作分配更多的时间和资源。ISRO除了支持民营公司在航天部门的工作外，将更加聚焦开发先进技术和任务、增强能力建设。

2020年6月25日，印度航天部部长兼ISRO主席西万阐述了印度航天工业商业化改革的目的，就是通过一系列改革使印度航天成为实现印度自力更生愿景的一部分。航天部门改革的目的是通过让民营企业和初创企业参与航天活动，以挖掘和释放潜力。此外，改革的目的还在于通过分享ISRO的现有设施，来减少民企建设航天设施所需的大笔前期投资。开放和包容的航天部门将加速增长、创造就业和促进创新，并将使印度航天工业成为全球太空经济的重要参与者。为此，印度将建立自主的印度国家航天促进与授权中心（INSPACe），它将作为航天部下设的一个独立机构，负责监督和管理民营公司在航天部门的活动。为此，INSPACe将拥有自己独立的技术、法律、安全和保障、监测，并促进评估民营公司需求和进一步协调他们与ISRO的关系。

目前，印度航天部正在制订有关政策提案，旨在使航天的各个领域，包括军用航天领域向私营航天公司开放和包容。假若这些政策能够进一步落实，印度的军用航天将会注入新的活力。另一方面，印度军用航天的发展仍面临诸多问题，如：自主创新能力较差，资金明显不足，国内工业基础相对薄弱，航天工业商业化进展缓慢等，从而影响了印度军用航天的发展速度。