印度批27億美元開發可回收火箭和空間站核心艙,還要探索月球金星

9月20日消息,週三,印度政府批准了一項總投資約27億美元的新預算,用於推動其航天項目的發展。這筆資金將用於開發新型可重複使用火箭、建造未來空間站的核心艙,並支持月球樣本返回任務和金星探測任務。

印度總理納倫德拉·莫迪(Narendra Modi)在社交媒體上發文稱:“航天領域的好消息!” 他宣佈,印度聯合內閣批准的多個項目預計總花費爲27億美元,其中大部分資金將用於空間站和可重複使用火箭的研發。

如果這些項目順利完成,莫迪在週三宣佈的計劃將使印度在2030年左右成爲全球第三大航天強國,僅次於美國和中國。印度液體推進系統中心主任V. 納拉亞南(V. Narayanan)在最近的一次演講中也強調了這一點,表示印度的航天計劃將使國家躋身“全球三大重要航天大國”之列。

這表明印度有意在太空領域超越俄羅斯。儘管俄羅斯仍擁有可靠的“聯盟號”載人飛船,並在國際空間站的運行期間保持強大的載人航天能力,但其未來的獨立太空站、替代“聯盟號”的載人飛船或開發重型可重複使用火箭等方面的前景,仍然面臨巨大不確定性,特別是由於其國內的財務困境和烏克蘭戰爭的影響。

目標遠大

如果印度在空間站和可重複使用火箭的開發上取得進展,並繼續在月球和行星際探測方面不斷取得新突破,那麼在未來15年內,印度有望在航天領域超過俄羅斯。雖然歐洲和日本也在積極參與航天探索,但它們都缺乏獨立的載人航天計劃,也沒有大力推動可重複使用火箭的研發。

印度的目標是,最早在明年,通過Gaganyaan載人航天計劃成爲第四個將宇航員送入軌道的國家。莫迪早在2018年宣佈,Gaganyaan飛船將於2022年之前發射,但這一計劃被推遲三年,現在的目標是2025年底前進行載人飛行。即使再次延遲,印度依然很有可能成爲下一個加入載人航天俱樂部的國家,因爲沒有其他航天機構在這一領域進行重大嘗試。

去年,印度憑藉“月船3號”(Chandrayaan 3)任務,成爲第四個成功將飛船送上月球的國家。該任務的着陸器成功部署了一輛小型月球車,並首次傳回了月球南極附近土壤成分的詳細數據。“月船3號”的成功着陸吸引了超過800萬觀衆在YouTube上同時觀看直播,創下了這一平臺直播觀衆人數的最高紀錄。

對於全球人口最多的國家來說,這樣的歷史性時刻並不令人意外。自2014年擔任總理以來,莫迪一直將印度在太空領域的成功視爲國家自豪感的象徵,並將自己與這些成就緊密聯繫在一起。“月船3號”着陸成功後,全國各地都舉行了慶祝活動。

印度國家空間促進與授權中心主任帕萬·戈恩卡(Pawan Goenka)表示:“整個經歷簡直像童話一樣,全國都沉浸在慶祝中。這種場景甚至比印度在板球比賽中擊敗巴基斯坦時的歡騰還要熱烈。”

在追求太空成就的過程中,印度始終保持着相對節儉的方式,成功建立了獨立的區域導航衛星系統,並在不斷擴展的軍事航天部門上取得進展。例如,“月船3號”的成本不到1億美元,遠低於美國宇航局(NASA)執行類似任務的費用。

根據太空諮詢公司Novaspace的史蒂夫·博辛格(Steve Bochinger)的數據,印度空間研究組織(ISRO)在過去十年中獲得了約130億美元的資金在全球政府投資中排名第八。儘管印度面臨經濟困難、收入差距較大以及高等教育機會有限,印度在太空領域取得的成就,尤其是“月船3號”任務的成功,爲未來的航天任務設立了更高的標準。

戈恩卡在8月23日的印度國家航天日活動上表示:“‘月船3號’的成功象徵着新印度,這個新興力量正準備在全球航天領域中留下自己的印記。這一成就使印度的航天技術在國際舞臺上備受矚目,同時也提升了國內外對印度航天產業的期望。”

印度空間站

印度聯合內閣批准的這些計劃標誌着印度太空計劃的下一個階段正式啓動。Gaganyaan載人飛船一旦開始載人飛行,ISRO將專注於在2035年前完成近地軌道的空間站建設。

本週,印度政府批准了爲Gaganyaan項目增加超過13億美元的資金,使該項目的總預算達到24億美元。這筆資金不僅涵蓋了Gaganyaan飛船的開發和LVM3火箭的載人適應改造,還包括印度空間站首個模塊的研發工作。

新增資金還將用於一次額外的無人試飛任務,以及到2028年進行八次演示任務,屆時印度的Bharatiya Antariksh空間站首個模塊將發射升空。到2035年,印度計劃在軌道上建立一個由五個模塊組成、總重52噸的完整空間站。儘管本次批准的項目並未具體提及月球計劃,但莫迪已提出到2040年實現印度宇航員登陸月球的願景。

印度政府表示:“這些計劃的目標是開發並展示支持長期載人航天任務所需的關鍵技術。Bharatiya Antariksh空間站這樣的國家級太空設施,將促進基於微重力的科學研究和技術發展活動,這也將激勵關鍵領域的技術創新。”

ISRO將與國內外的工業界、學術機構以及國際航天機構合作,共同推進Gaganyaan計劃和Bharatiya Antariksh空間站項目。

到2025年,一名爲Gaganyaan任務選拔的印度宇航員將乘坐SpaceX的載人龍飛船前往國際空間站。此交易由NASA通過Axiom Space安排,後者專門爲商業宇航員提供爲期兩到三週的短期飛行任務。

印度也是《阿爾忒彌斯協定》的簽署國之一。印度簽署這些協議的決定顯示出其希望與NASA建立更緊密關係的意圖。儘管尚未有印度在NASA領導的阿爾忒彌斯重返月球計劃中發揮作用的具體細節,但人類航天方面的合作無疑是令人期待的。

此外,NASA正在資助多個工業團隊開發商業空間站,以取代國際空間站,但這些項目能否在2030年前升空仍不確定。印度空間站可能爲NASA提供另一種選擇,能夠容納其實驗或在近地軌道上的宇航員。

印度的下一代火箭

印度聯合內閣還批准了10億美元用於開發下一代運載火箭(NGLV),該火箭配備可重複使用的第一級助推器,預計將在2033年投入使用。

NGLV火箭,也被稱爲Soorya發射器,採用三級設計,能夠將30噸有效載荷送入500公里的軌道。當第一級助推器留有推進劑用於回收時,火箭的有效載荷能力會有所下降。相比印度目前最重的火箭LVM3,NGLV的有效載荷能力將提升三倍,並且具備成本效益。

印度媒體報道稱:“NGLV火箭的有效載荷能力是LVM3的三倍,成本僅爲其1.5倍,並且具備可重複使用的能力,從而降低了進入太空的成本。”

NGLV的第一級將由9臺發動機驅動,每臺發動機在全功率下產生約113噸的推力,使用甲烷和液氧作爲推進劑,並能夠上下節流,以支持助推器在送有效載荷入軌後返回地球。火箭還將配備着陸腿,類似SpaceX的獵鷹9號,能夠在海上駁船或發射場實現垂直着陸。

ISRO主席索馬納特(S. Somanath)表示:“我們正在研究類似於SpaceX和藍色起源的垂直着陸和推進技術概念。我們的一個挑戰是開發能夠極低節流的液體發動機,目前我們已經在測試新的甲烷發動機硬件。”

印度液體推進系統中心主任納拉亞南透露,ISRO正在測試一種名爲LME-1100的新型甲基甲苯發動機的硬件。索馬納特補充說,該發動機的節流能力設計爲低至推力的40%,具備實現垂直着陸的潛力。他強調,ISRO已經具備所有技術要素,這只是一個開發和成熟的問題。

Soorya火箭的第二級將使用甲烷發動機,第三級將由氫燃料低溫發動機驅動。ISRO表示,火箭的總高度將超過92米,並且已經完成了名爲LME-1100甲烷發動機的設計工作。

印度政府希望通過公私合作的方式推動NGLV項目的開發,最大限度地引入工業界的參與。印度媒體報道稱:“NGLV的開發項目將與印度工業界最大化合作,預計工業界將從一開始就投資於製造能力,以確保在開發完成後能夠順利過渡到運營階段。”

雖然印度的太空計劃仍然由政府主導,但ISRO正在逐步將一些任務轉交給私營部門。例如,印度已開始將中型極地衛星運載火箭(PSLV)的製造和發射責任轉交給私營部門,並計劃對小型衛星運載火箭(SSLV)和LVM3火箭採取類似的商業化模式。Soorya火箭的開發策略將從一開始就採取更爲商業化的路徑。

在上個月印度國家航天日的活動上,印度科學部長表示,目前全國已有近300家航天初創企業,主要專注於發射、地球觀測和商業航天項目。印度政府計劃在未來十年內,將航天產業的經濟規模從80億美元增長到440億美元。

NGLV火箭將進行三次試飛,印度政府的目標是在未來八年內完成該火箭的開發。一旦投入使用,NGLV將支持印度的國家和商業任務,包括向印度空間站發射宇航員。ISRO主席索馬納特還表示,最終計劃是將Soorya火箭的運載能力提升至70噸,以支持更大型的任務,甚至可能用於將人類送上月球。“這枚火箭將是我們送人類登月的關鍵,但在此之前,我們將一步步實現技術的積累和突破。”

探索其他星球

印度的深空探索計劃也得到了政府的進一步支持。內閣最近批准了約2.51億美元的資金,用於“月船4號”月球樣本返回任務,以及約1.55億美元用於ISRO的金星軌道探測任務。

根據印度媒體的報道,“月船4號”計劃最早於2027年發射,旨在測試未來印度宇航員登陸月球所需的基礎技術。印度政府表示,這一複雜的樣本返回任務是“月船3號”成功登陸任務的“自然繼承者”,預計所有關鍵技術都將由印度自主開發。

印度計劃使用兩枚LVM3火箭發射“月船4號”的各個組件,並在太空中進行對接。着陸器將在月球表面收集樣本,並將其送回月球軌道,與返回地球的飛行器對接。

此外,計劃於2028年3月發射的金星軌道探測任務,將是印度政府探索金星的下一步。該任務將對金星進行深入科學研究,尤其是對這顆惡劣的、距離太陽第二近的行星進行探測。NASA和歐洲航天局(ESA)也計劃在2030年代初向金星發射探測器,而初創公司Rocket Lab也正在開發一款私人資助的金星探測器,但尚未確定發射日期。

此外,ISRO還在研究火星登陸機器人任務,名爲“Mangalyaan 2”,但該項目並未包含在印度政府本週批准的計劃中。值得一提的是,印度的首次太陽系探索成功來自於2014年發射的火星軌道探測器,標誌着印度在太陽系探索領域取得了首次重大突破。(小小)