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按照最早的宏大說法,印度的加甘揚(yáng)載人飛船要在2014年,把印度宇航員送入太空,讓印度成為繼美國、俄羅斯、中國之后,第四個獨(dú)立完成載人航天發(fā)射的國家。
然而,自2006年開始研制載人飛船以來,印度發(fā)射時間表是一推再推。最早說的不載人飛行任務(wù)發(fā)射時間是在2013年,后來推遲到2017年,后又從2021年到2022年,從2024年到2025年,再到2027年,時間表一改再改。到了2026年,印度官方口徑已經(jīng)變成,先飛無人G1任務(wù),再談2027年的首次載人飛行。
那么,為什么印度載人飛船遲遲飛不起來?
一、從2022到2027,印度載人飛船發(fā)射時間表不斷后移
早在2000年代,印度就已經(jīng)研究過載人飛船方案。2014年,印度LVM3火箭首次試飛時,曾搭載一個乘員艙返回試驗(yàn)器,完成再入和海上回收。那一次試驗(yàn)給印度提供了寶貴數(shù)據(jù),也讓印度看到了載人航天的門縫。
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真正把這件事推上國家舞臺,是2018年。當(dāng)時印度總理莫迪宣布,要在印度獨(dú)立75周年前后,即2022年前后,把印度宇航員送上太空。隨后,加甘揚(yáng)計劃獲得批準(zhǔn),目標(biāo)十分清晰,研制載人飛船,使用印度火箭,把宇航員送入近地軌道,再安全帶回印度洋。
早期口徑里,印度曾把首次載人飛行放在2021年12月或2022年前后。后來因?yàn)楣?yīng)鏈?zhǔn)茏琛㈥P(guān)鍵設(shè)備驗(yàn)證滯后,計劃開始向后推。2023年,印度完成一次重要逃逸試驗(yàn)后,外界一度以為加甘揚(yáng)很快就要進(jìn)入快車道。可到了2025年,印度官方又明確把首次載人飛行放到2027年。
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到了2026年,情況又變了。首次飛行是無人G1任務(wù),它要在無人狀態(tài)下驗(yàn)證飛船、火箭、逃逸、測控、回收等關(guān)鍵系統(tǒng)。只有它順利過關(guān),后續(xù)載人任務(wù)才有資格進(jìn)入倒計時。
二、載人航天最難的不是上天,而是活著回來
在載人航天方面,火箭當(dāng)然重要。沒有足夠可靠的火箭,飛船根本上不了天。印度為加甘揚(yáng)準(zhǔn)備的是HLVM3,也就是經(jīng)過載人適應(yīng)性改進(jìn)的LVM3火箭。它要在原有重型火箭基礎(chǔ)上,提高可靠性,增加逃逸系統(tǒng),并針對載人任務(wù)做大量冗余設(shè)計。
但對載人飛船來說,上天只是第一關(guān),真正難的是全程保命。
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從點(diǎn)火那一刻開始,宇航員就坐在一個巨大的高能系統(tǒng)頂端。固體助推器、液體芯級、低溫上面級、分離機(jī)構(gòu)、逃逸塔、飛船電源、制導(dǎo)導(dǎo)航與控制系統(tǒng),任何一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)異常,都可能把任務(wù)推向危險邊緣。
所以載人火箭必須具備逃逸能力,如果火箭在發(fā)射臺或上升段出現(xiàn)嚴(yán)重故障,乘員逃逸系統(tǒng)要在極短時間內(nèi)把飛船帶離危險區(qū)。逃逸后的飛船還要穩(wěn)定姿態(tài),打開降落傘,落入海面,并等待救援力量趕到。
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這也是為什么印度不能輕易把宇航員塞進(jìn)飛船里就發(fā)射,逃逸系統(tǒng)、降落傘、海上回收、測控鏈路、飛船密封都要進(jìn)行測試。每一次測試都可能發(fā)現(xiàn)新問題,每一個新問題又會帶來新的設(shè)計修改。
三、生命保障系統(tǒng),是印度載人航天繞不過去的硬門檻
加甘揚(yáng)延期最核心的技術(shù)難點(diǎn)之一,是生命保障系統(tǒng)。
這個系統(tǒng)是載人飛船真正的生命線,宇航員進(jìn)入太空后,需要呼吸,需要合適的氣壓,需要溫度控制,需要濕度控制,需要二氧化碳去除,需要飲水和廢物處理,還需要醫(yī)療監(jiān)測。一個小小艙室,要在真空、輻射、微重力和溫差劇烈變化的環(huán)境中,臨時復(fù)制出一個可生存的小地球。
這件事很難,印度過去有一些衛(wèi)星和探測器經(jīng)驗(yàn),也有月球、火星、太陽探測經(jīng)驗(yàn),但載人飛船是另一類航天器。無人探測器不用考慮生命保障,也不需要安全返回。載人飛船要考慮人的生理極限,還要考慮人在緊急情況下的操作。
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而且,生命保障系統(tǒng)很難簡單買來。早期印度在一些環(huán)節(jié)依賴國際合作。宇航員訓(xùn)練曾在俄羅斯展開,歐洲航天局也為加甘揚(yáng)提供地面測控支持。但真正關(guān)系飛船內(nèi)部生存環(huán)境的系統(tǒng),必須逐漸實(shí)現(xiàn)自主掌握。外部合作能幫忙,不能替印度完成自己的載人飛船閉環(huán)。
這就是加甘揚(yáng)一拖再拖的深層原因,印度不是不會發(fā)火箭,也不是沒有航天雄心,而是要把飛船從一個能飛的金屬殼,變成一個能讓人活下來的太空艙。這個跨越,需要靠試驗(yàn)數(shù)據(jù)一點(diǎn)點(diǎn)堆出來。
四、降落傘和海上回收,也能卡住印度載人航天
載人航天,最危險的時刻可以說是出現(xiàn)在返回階段。
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飛船返回地球時,速度極高,壓縮空氣后可以產(chǎn)生一千度以上的高溫,導(dǎo)致飛船外部被等離子體包圍。再入之后,它還要依靠降落傘逐級減速,最后落入海面。哪怕前面一切順利,只要最后幾分鐘出問題,任務(wù)也可能功虧一簣。
2014年,印度空間研究組織(ISRO)把乘員艙原型件發(fā)射到126公里的高空,隨后下落,驗(yàn)證再入和回收能力。
2025年,印度完成了加甘揚(yáng)綜合空投試驗(yàn)。模擬乘員艙從約3公里高度釋放,降落傘按順序打開,將艙體減速到安全落水速度。這次試驗(yàn)涉及頂蓋分離傘、減速傘、引導(dǎo)傘、主傘等多個環(huán)節(jié)。
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但這些試驗(yàn)距離真正的載人航天返回還有很大差距,載人飛船真正返回地球時,將會以每秒約7.9公里的第一宇宙速度再入大氣層,由此產(chǎn)生的極端高溫遠(yuǎn)超印度先前開展的試驗(yàn)。
五、印度航天的胃口變大了
加甘揚(yáng)多次延期,還有一個容易被忽視的原因,印度的胃口變大了。
起初,加甘揚(yáng)更像一次獨(dú)立載人飛行驗(yàn)證。后來,印度把它和更大的太空路線圖捆在一起。印度提出要建設(shè)自己的空間站,目標(biāo)是在2035年前運(yùn)營印度空間站,還規(guī)劃2040年前實(shí)施載人登月。2024年,印度又把加甘揚(yáng)后續(xù)任務(wù)和空間站先導(dǎo)任務(wù)納入更大范圍,預(yù)算也隨之提高。
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這意味著,加甘揚(yáng)變成印度長期載人航天體系的入口。一旦目標(biāo)從一次短期飛行,擴(kuò)展到未來空間站和長期有人活動,工程要求就會變化。無人驗(yàn)證要增加,硬件需求要增加,系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)要提高,這些都需要更長的時間。
從這個角度看,印度加甘揚(yáng)載人飛船的首飛延期并不意外,并且繼續(xù)延期也不是沒有可能。
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