志澄观察：印度太空力量的新发展（上）

远望智库高级研究员   黄志澄

印度GSLV-MK3运载火箭

1. 前言

作者在2009年7月在《国际太空》杂志上发表的《印度太空力量的发展》一文中指出：“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，印度也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。”

10 多年后，印度在太空力量建设方面，又有了较大进展。本文将在上文的基础上，继续以实事求是的态度，既不夸大，又不贬低，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

本文着重讨论印度的太空力量，但由于航天技术是军民密不可分的一种技术，因此，在讨论印度太空力量的发展时，不能不从印度的航天基础技术的发展说起。

印度发展航天技术和我国一样，都采用循序渐进的途径，但在引进国外先进技术方面，他们更加有利。他们既引进了西方的技术，也引进了苏联的技术。由于印度是“先卫星，后火箭”，因此，他们早期的卫星，都是由苏联和欧空局的火箭发射，但印度并没有放弃发展研制自己的火箭，并尽可能把国外的技术和自己的技术结合起来。进一步，在发展卫星和火箭的过程中，也尽可能引进关键部件，并在引进这些产品后，或是作适当的改进，或是组合到自己的系统中去。在2000年之后，印度通过技术积累和对一些发射事故的认真分析，推动印度的运载火箭和卫星技术，日趋成熟，可靠性不断增加，性能不断提高，从而为印度发展太空力量建立了必要的技术基础。

近年来，印度逐步提升了军事航天综合实力，其在役中型运载火箭的LEO最大运载能力达到10吨、GTO最大运载能力4吨，小型火箭具备较成熟的一箭多星发射能力；发射和运行了多颗高通量通信卫星；光学成像侦察卫星的分辨率达到0.35米；完成了区域导航卫星系统建设，具有独立的区域导航定位服务能力。

(1)运载火箭性能不断提升，但与中国仍有差距

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卫星能力的国家。PSLV和GSLV是印度当前使用的主力运载火箭。

印度的PSLV运载火箭

印度航天研究组织（ISRO）研制了可将1-1.2吨有效载荷送入900公里极轨道的PSLV （Polar Satellite Launch Vehicle）火箭。它在1994年10月发射“印度遥感卫星”（IRS-P2），就取得成功。它是一个固体和液体独特组合的4级火箭。第1级的中间火箭是采用固体火箭发动机，并捆梆6个固体火助推器。第2 级采用Viskas液体火箭发动机(按许可证生产的“阿里安”火箭上的“北欧海盗”发动机)。第3级采用固体发动机，第4级采用液体发动机。PSLV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。2007年1月10日，印度PSLV-C7火箭发射了数颗航天器，分别是680千克重的印度“制图卫星-2”（Cartosat-2），56千克重的印度尼西亚LAPAN-TUBSAT卫星，6千克重的阿根廷Pehuensat卫星和550千克重的印度太空回收实验舱（SRE，Spacecapsule Recovery Experiment）等。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PSLV火箭首次将多颗卫星送入三个不同轨道。

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。印度还将在近期发射LEO运载能力500千克的新型小型火箭SSLV，以进一步提升微小卫星发射市场竞争力。由于PSLV采用许多固体火箭发动机，也在一定程度上，促进了印度弹道式导弹的发展。

印度GSLV-MK3运载火箭

印度在PSLV火箭的基础上，进一步研制了可发射同步轨道卫星的GSLV（Geosynchronous Satellite Launch Vehicle）火箭。GSLV有4种型号，分别为MK1、MK2、MK3和MK4。GSLV- MK1火箭前两级是在PSLV火箭一、二子级基础上进行小幅度改进而来；三子级采用的是由俄罗斯航天局提供的低温上面级12KRB，使用推力69千牛的俄制KVD-1液氢/液氧低温发动机。GSLV-MK1火箭重440吨，高50米，可将质量为1.85 t的卫星送入地球同步转移轨道(GTO)。它已在2001年4 月18 日，成功地发射了静地轨道（GSAT-1）实验通信卫星。目前GSLV-MK1火箭的第三级改用了一种相似的印度国产76千牛的发动机。2007年9月2日，由GSLV-F04火箭将 “印度卫星-4CR”卫星送入了了预定轨道。

GSLV-MK2火箭与GSLV-MK1火箭的结构大致相同，也采用三级结构。MK2火箭的三子级与MK1火箭不同，采用印度国产的低温上面级C12。MK2火箭的地球同步转移轨道运载能力为2 t，由于低温发动机的研制进展缓慢，GSLV-MK2火箭直到2014年才进行首次发射，并将一颗印度国产的卫星发射入轨。

2017年6月5日，印度首次成功发射了一枚GSLV-MK3型火箭，任务载荷也是印度自主研发的GSAT-19E通信卫星，最终定轨在印度附近的赤道上空，为印度国内提供通信服务。

GSLV-MK2火箭的芯一级，仍然使用的是固体火箭发动机，助推器则是液体火箭发动机。由于固体火箭发动机普遍比冲较低燃烧时间较短，这样的设计并不理想。GSLV- MK3火箭的构型与欧空局的阿丽亚娜5火箭相似，中间芯级是液体火箭，两侧是固体助推，但其芯一级仍然是使用偏二甲肼的“毒发”，而阿丽亚娜5火箭的芯级，使用了大推力氢氧发动机，因此仍有明显差距。

GSLV- MK3火箭的总起飞重量是640吨，它的GTO运载能力达到4吨，LEO运载能力达到10吨，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 20吨级、GTO 10吨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200吨级液氧/煤油发动机替代目前160吨级四氧化二氮/偏二甲肼发动机。改进后火箭可将GTO运载能力从目前的4吨可提升至5吨，以满足大型载荷以及2022年载人航天发射的需求。

(2)建成了较完整的应用卫星体系

现在，印度已经逐步建成了较完整的应用卫星体系。印度限于国家经济实力以及自身战略目标的发展要求，通过发展民用与商用卫星体系，促进并带动军事卫星体系的发展。目前印度应用卫星发展的重点仍是遥感、导航、通信等三类。    

在遥感领域，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、微波等多个波段）的对地观测卫星体系。印度“地球观测系统”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”系列、、“制图卫星”系列、“资源卫星”系列、“海洋卫星”系列、和“雷达成像卫星”系列等。有效载荷有可在可见光、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，其中包括印度“制图卫星-2E”卫星。卫星质量为712千克，搭载了一个口径为70厘米的望远镜和两个成像传感器，其中全色传感器的分辨率为0.6米，多光谱传感器的分辨率为2米。2019年11月27日, 印度PSLV运载火箭成功将印度“制图卫星-3”发射升空，卫星的全色传感器的分辨率为0.35米。

印度PSLV-C47火箭发射“制图卫星（Cartosat）-3”

印度空间研究组织在2009年4月与以色列航空工业公司（IAI）合作，并发射了重达300公斤的RISAT-2雷达成像卫。RISAT-2卫星装备有多个天线的合成孔径雷达，天线可以接收信号，再将信号处理成高清晰度图像。该卫星可在夜间和各种雨、雪、雾条件下对地观测。印度之前发射的地球观测卫星则只能在光线较好的条件下，进行成像采集工作。2019年5月22日，印印度空间研究组织成功发射卫星RISAT-2B到预定轨道。它将取代上述的RISAT-2卫星。RISAT-2B卫星配备合成孔径雷达，可用于监测和灾害管理等领域，具有在全天候条件下昼夜拍摄图像的潜力。该组织表示该卫星也可用于军事监测，将有效提高印度军队的监视能力。

印度RISAT-2B雷达成像卫星

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”、“印度卫星-3A”、“印度卫星-3B”、“印度卫星-3C”、“印度卫星-3E”、“印度卫星-4A”、“印度卫星-4B”和“印度卫星-4CR”等。卫星的通信有效载荷有C波段、扩展C波段、大功率S波段和K波段转发器与移动通信转发器；气象有效载荷有甚高分辨率辐射计和气象数据中继转发器；部分C波段转发器租赁给国际通信卫星组织。由印度自己的GSLV火箭首次发射的“印度卫星-4CR”卫星，携带了12台大功率Ku波段转发器，扩大了电视广播服务能力，尤其是在DTH服务、视频图像传输（VPT）和数字卫星新闻采集（DSNG）等领域。2018年12月印度重达5854公斤的Gsat-11高通量通信卫星由阿丽亚娜-5运载火箭成功发射升空。Gsat-11卫星携带40个ku波段和ka波段的转发器，能够以每秒14千兆比特(GBPS)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月成功发射了高通量卫星Gsat-19，而高通量卫星Gsat-29也于2018年11月14日发射成功。

印度高通量通信卫星Gsat-29

在导航领域，印度区域导航系统在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，目前在轨有3颗GEO卫星和4颗IGSO卫星。印度区域导航系统原名IRNSS（The Indian Regional Navigational Satellite System），2016年4月，改名为“印度导航星座（Navigation Indian Constellation，NAVIC）。NAVIC导航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（2492.08MHz）播发，系统的提供的服务精度：印度洋地区（印度周边1500km范围）定位精度在20m。印度和GSO卫星毗邻的国家位置精度在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的精度优于10m。在中国的西南部能够接收到NAVIC导航系统的信号。

印度导航星座（NAVIC）

（3）建立了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。它位于印度东海岸的斯里哈里科塔岛上。这里气候受西南季风和东北季风影响，10、11月份是大雨季节，但一年内多数月份阳光充足，天气晴朗，可以进行室外静态试车和发射试验。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。印度空间研究中心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。

维克兰拉姆•沙拉拜航天中心位于印度最南端的航天中心,前身是顿巴赤道火箭发射场。1967年印度从那里发射过一枚探空火箭,为印度开展航天活动拉开了序幕.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年将该发射场命名为维克兰拉姆•沙拉拜航天中心。

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

志澄观察系列文章回顾

志澄观察 | 美国外交政策委员会2019年战略入门报告：《高超声速武器》
志澄观察：世界经济的新出路在太空吗？
志澄观察 | 美国空军战略威慑研究中心：《高超声速武器对威慑影响的评估》
志澄观察：我国发展商业航天的机遇和挑战
志澄观察 | 弘扬钱学森在研制东风导弹中的科学精神（全文）
志澄观察 | “火星夫妇”：爱情最美的样子是一起去火星
志澄观察 | 维珍银河开启商业航天新模式
理性看待“登月造假”
志澄观察 |中美会进行月球竞赛吗？志澄观察 | 如何看待特朗普下令组建太空军
志澄观察：美国商业航天发展的经验教训
志澄观察 |特朗普“新版星球大战计划”或是影响世界的“灰犀牛”志澄观察 | 2019展望：美俄高超声速攻防大对抗
志澄观察：关于嫦娥四号的任务与关键技术志澄观察：发展商业航天要逐步建设国家航天研究中心
志澄观察 | CAE软件是航空航天的核心技术
志澄观察 | 风急天高鸟飞回
黄志澄：体制内无“甲烷火箭” 民企做出可算大功
志澄观察：关于美媒推演“中美太空大战”后果答记者问
志澄观察 | 美军眼中的高超声速大比拼（下）
志澄观察 | 让民营资本进一步放活航天产业
志澄观察 | 美军眼中的高超声速大比拼（上）
志澄观察 | 美军正编织太空监视网，加强监控别国卫星
志澄观察 | 中美俄高超声速武器大比武（上）
志澄观察 | 中美是否会进行空间站竞赛？
志澄观察 | 集思广益，共绘载人航天发展蓝图（三）
志澄观察 | 集思广益，共绘载人航天发展蓝图（二）
志澄观察：中国商业航天应该走混合所有制发展模式
志澄观察：民营公司火箭成功“首飞”， 要鼓励不要捧杀志澄观察 | DARPA 技术创新的成功与挑战
志澄观察 | 高超声速武器及其对未来战争的影响
志澄观察 | 跟随钱老建设中国气动中心
志澄观察 | 哥廷根学派与我国空气动力学的发展
志澄观察：纪念航天总总师任新民黄志澄先生：我已达耄耋之年，但仰望星空，心中仍有诗和远方《信中国》钱学森给黄志澄的信中提及的文章《发展载人航天的经验教训》
《信中国》由黄渤朗读的钱学森给黄志澄的信
【志澄观察】从美国国家航天委员会看美国航天政策走向
志澄观察 | 钱学森科技创新思想的萌芽和形成（下）
志澄观察 | 钱学森科技创新思想的萌芽和形成（上）
【志澄观察】黄志澄：科学精神最重要的就是创新
新时代 新航天 | 评黄志澄老师新书《新航天——创新驱动的商业航天》
太空就是诗和远方 ——黄志澄新书《新航天：创新驱动的商业航天》前言远望智库倾情力荐 | 黄志澄新书《新航天：创新驱动的商业航天》目录提前看！黄志澄：见证钱老的求真和谦虚
黄志澄：“联盟号”载人飞船返回事故的警示黄志澄“志澄观察”专栏（49篇文章）