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印度民用空间技术概况
作者:王启明 曹建如
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进入21世纪,印度空间技术呈现快速发展的趋势,取得了世人瞩目的成就。印度已经建立起以INSAT为主的通信卫星体系,提供印度9亿人口的卫星电视广播服务和1.83亿人的手机通讯服务。印度的遥感卫星已经成为世界上最大的遥感卫星星座,信息服务商提供了被认为是世界上最好的民用遥感信息之一,广泛应用于土地、海洋。农业、森林、勘探、渔业、生态和环境监测等领域,为全球多个地面站提供遥感数据产品,是全球卫星数据产品市场中深受欢迎的产品。印度的极轨卫星运载火箭,连续9次成功发射,成为印度最稳定的发射工具,能够将1吨左右的卫星发射到600千米的地球轨道。

近一年来,印度雄心勃勃地提出载人航天计划、登月计划、火星探测计划和开发卫星导航技术等,并将各项计划纳入“十一五(2007—2012)”国民经济发展计划之中,引起了世界的很大关注。

1.印度民用空间技术发展计划

印度从20世纪70年代开始,将空间发展计划列入国家重点发展领域,国家不惜倾注巨资打造印度的“大国形象”。20世纪90年代以后,印度逐步建立起了比较完整的空间技术研究体系,从1996年以后,印度加快了空间技术开发的步伐。

“九五”(1997—2002)印度空间研究计划

从第九个五年计划(1997—2002)开始,印度的空间研究取得了实质性的进展:一是建立起稳定可靠的运载工具系统,即极轨卫星运载火箭(PSLV),具备了发射1吨左右卫星的能力:二是起步研制低温燃料(混合液氢液氧推进剂)和载重2吨的地球同步卫星运载火箭(GSLV);三是开展同步转移轨道的调轨抬升研究;四是利用PSLV发射成功了数枚遥感、气象、海洋和地球资源卫星;五是广泛开展国际合作,完成多项对外空间服务的出口合同。例如:将INSAT-2E通信卫星上的11个36MHZ脉冲转发器租赁给国际通信组织。另外,利用PSLV-C2/C3运载火箭发射了4颗外国轻型卫星。

“十五”(2002—2007)印度空间研究计划

印度第十个五年计划(2002—2007年)提出印度空间发展目标是:通过自主开发,提供有效的卫星通信服务;建立和完善卫星和运载火箭的地面配套设施,提供基于卫星信息的自然资源管理和气象应用服务;采取适当的政策措施推动产业部门参与空间项目,切实加强产业部门的参与度,使其从一般的装配—生产提升到参与安装、测试系统。子系统的层次,鼓励产业部门积极参与所有空间系统的建立和提供空间技术服务等广泛领域,推动空间技术在社会、经济、教育和国防等领域的大规模应用。作为国家自然资源管理系统的组成部分,遥感技术广泛应用于各个领域,由印度遥感卫星提供的数据在国家建设和社会发展领域中发挥重要作用。

作为印度自己研发的运载工具,“十五”期间极轨卫星运载火箭(PSLV)承担了印度空间科学和地球观测的主要发射任务,均获得成功。印度还完成了GSLV的基本技术定型,在低温推进技术的研发和地球同步轨道调轨抬升技术上,取得了较大的进步,不仅样机已经过6000秒的测试,结果符合要求,而且还试验发射了GSATDI和教育实验卫星(EDUSAT)进入地球同步转移轨道,取得了成功。同时,将加强与回收式运载火箭(RLV)相关的关键技术研究,建立返回式载人舱的示范原型。

第十个五年计划期间提供的通讯卫星转发器数量达到116个,累计总数达到200个。研制和发射成功三维制图卫星Cartosat-1。

十五期间印度政府空间部拨款1325亿卢比,计划外拨款200亿卢比,总计经费1525亿卢比,约合35亿美元,占全国全部科技经费的1/6左右。

“十一五”(2007—2012)印度空间研究计划

印度“十一五”期间的空间计划的总目标是:提升空间通讯和导航能力,引领对地观测,在空间运载领域取得突破,在空间科学领域取得重大进展,促进航天技术的民用化。具体目标是:

·扩大INSAT/GSAT通讯卫星的空间段,到“十一五计划”末卫星转发器总数达到500个:研制出高功率Ka波段卫星和满足点对点连接需求的地面系统;建立区域卫星定位导航系统;加强对卫星通讯的研究与开发,在在通讯技术的社会应用方面取得突破,开展远程医疗。远程教育和农村资源中心的建设。
·加强地球观测基础设施建设,发展高级微波成像技术,为全国自然资源管理系统、灾害管理系统提供数据支持,加强在农业,水土资源管理、城市与农村发展上的开发与应用。
·发展同步卫星运载火箭(GSLV),使有效载荷提高到4吨;对卫星回收和再入轨技术、火箭重复利用技术开展研究;开展载人航天关键技术研究。
·在空间科学领域取得重大进展,开展月球观测、多波长X射线天文学项目、火星探测、小行星—彗星探测等空间科学探测项目。
·经费总预算:“十一五”空间计划总经费3.975亿卢比,约合95亿美元。

2.印度运载火箭的发射能力

(1)极轨卫星运载火箭(PSLV)。印度在卫星运载火箭方面最引人瞩目的成就是开发出了四级推进的极轨卫星运载火箭(PSLV)。这种火箭同时使用固体和液体两种推进燃料,能将1吨左右的卫星送入极地太阳同步轨道(GTO)。

(2)同步卫星运载火箭(GSLV)。从2001年开始,印度开展了GSLV的试射实验,目的是检验第四级低温燃料与第三级液体燃料的匹配技术。2003年5月和2004年9月印度分别试射成功了实验地球同步卫星GSAT-D1号和教育实验卫星EDUSAT,卫星进入同步转移轨道(GTO),有效载荷提高到2吨。目前,印度正在研制4吨的同步卫星运载火箭。

3.印度通信卫星INSAT系列

INSAT(Indian National Satellite System)是印度国家通讯卫星系统的简称。截止2007年4月,INSAT系列(也包括Kalpana-1,GSAT-2,EDUSAT等)提供总数200个的C波段、加长C波段和Ku波段的转发器。通过1400个地面传送发射器,约有9亿印度人接收INSAT传输的电视节目。除了提供无线卫星通讯(印度现有1.83亿手机用户)外,INSAT还提供VSAT(Very Small Aperture Terminals)服务,目前,全印度在运行的VSAT站有25 000个。EDUSAT卫星向印度播送卫星教育节目,提供远程教育服务。

4.印度遥感卫星IRS系列

印度目前已拥有全球最大的遥感卫星星座,其“印度遥感卫星”系列被认为是世界上最好的民用遥感卫星系列之一,广泛用于土地。海洋、农业、森林、勘探、渔业、生态和环境监测等。它为全球多个地面站提供遥感数据产品,是全球卫星数据产品市场中最受欢迎的产品之一。

印度遥感卫星共有4个系列,其中遥感卫星-1是陆地卫星类;遥感卫星-P是专用卫星系列;遥感卫星-2是海洋和气象卫星系列;遥感卫星-3是雷达卫星系列;其他还有地球资源卫星和三维制图卫星系列等。目前,正在实施的是印度遥感卫星-1、P两个系列和三维制图卫星系列。

印度地球观测计划(NNRMS)也是印度空间计划的重要领域。

5.印度登月计划、火星探测和卫星导航计划

到2020年,印度空间部计划的4项空间探测为:月球探测与登月、火星轨道车、小行星轨道车和黄星探测、太阳系外层技术示范性飞行。在十一五期间,印度将实施二期登月计划。小行星和警星探测项目也将在十一五期间开始,但将在十二五期间实现探测。太阳系外层探测飞行将在2015—2020年实现。为了实现十二五期间的计划目标,印度还将在十一五期间将建立一座月球观测站。

(1)印度登月计划和载人航天计划。十一五期间将进行二期登月计划,主要通过改进成像技术,分析月球矿物和化学成分,进一步探察月球的起源和进化;在轨道车上增加阿尔法和中子光谱仪,对月球环境的辐射状况进行研究。

(2)“十一五”印度火星探测计划。“十一五”期间的火星探测项目将主要是了解火星的大气过程,火星气候—尘暴、火星电离层、太阳风的影响、表面磁场、寻找火星水源和其他表面资源。印度将在“十一五”期间开始研制火星轨道车。印度火星计划将首先发射一个太空舱到距离火星100公里的火星轨道,检测火星空间的辐射、电磁场和能量粒子。

“十一五”期间印度还将开展小行星和参星探测项目(2009—2017),研究小行星和童星的演化过程、早期太阳系的形成过程、小行星和童星的物理和化学特性。项目的关键技术包括:环绕小行星(低重力)的轨道车,满足轨道车入轨所需的推力(6公里/秒)的技术,指令。通讯、导航和轨道控制技术以及小型遥感设备。

(3)“十一五”印度卫星导航计划。其主要内容有:

·建立以印度卫星为基础的增强系统,用于民航导航。开发卫星导航系统接收器、在印度各领域推广定位和导航服务;
·开发印度区域导航卫星系统,发展地面和空间关键技术,包抬软件和硬件开发,建立印度原子时间标准;
·用卫星导航系统开展天气预报;
·开展国际合作,参加全球导航系统如:GLONASS和Galileo计划。

“十一五”期间,印度卫星导航系统将开发的关键技术包括:建立印度原子实践标准、空间原子钟、安全和验证软件、导航软件、轨道定位、iono tropo模式、定时和同步技术、全球导航卫星系统接收器。

6.印度空间组织的主要研发机构

印度空间组织(ISRO)是印度空间部所属的国家空间研究机构,其职责是为国家空间发展计划提供技术支持。经过几十年的发展,印度已经建立了完善的服务于其空间项目的研发机构。印度空间研究组织主要有如下研发机构:

维卡拉姆萨拉巴赫空间中心(VSSC)
ISRO卫星中心(ISAC)
萨提士达弯空间中心(SDSC)
液体推进系统中心(IPSC)
空间应用中心(SAC)
发展与教育通讯部(DECU)
遥感测试、跟踪与控制网络(ISTRAC)
通讯卫星总控制中心(MCF)
惯性系统研究部(IISU)
国家遥感局(NRSA)
区域遥感服务中心(RRSSC)
物理研究实验室(PRL)
国家中间层与同温层雷达站(NMRF)(end)
文章内容仅供参考 (投稿) (1/4/2008)
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