印度欲在2035年建成空間站，“拖延症”或致無法按時完成

日前，在印度測繪學會（ISG）和遙感學會（ISRS）聯合主辦的會議上，印度空間研究組織（ISRO）主席索馬納特（Somanath）披露了印度載人航天計劃的最新進展和計劃，其中，印度未來載人空間站的發展規劃最為引人矚目。

隨著印度“天空之船”（Gaganyaan）載人飛船計劃的推進，印度載人空間站計劃也將提上日程，計劃在2028年左右發射部署空間站的第一個驗證模塊，2035年建成印度空間站——Bharatiya Antariksha Station。那麼，印度空間站水平如何？

印度公佈的空間站模型。

印度載人航天：步履維艱地前行

載人航天是當今衡量一個國家綜合實力的重要標誌，對於想成為“有聲有色大國”的印度來説，載人航天顯然是一個加分項。1984年，印度空間研究組織通過和蘇聯的國際合作，將印度第一個航天員夏爾瑪（Sharma）送入太空，他乘坐“聯盟”T-11飛船前往“禮炮七號”空間站，進行了為期7天21小時40分的太空飛行。

借船上天只是發展自主載人航天能力的探路之舉，最終目的是靠自己的火箭和飛船將印度人送上太空。但印度很長時間裏缺乏必要的航天能力，連成熟可靠的火箭在21世紀之前都沒有——印度自主研製的PSLV火箭達到成熟可靠狀態已經是21世紀的事情了。雖然以PSLV火箭的運載能力足以發射與美國“水星”號相同級別的飛船，但印度空間研究組織早就接觸過“聯盟”號飛船，顯然不會“倒行逆施”研製類似“水星”號這樣技術水準低一個檔次的飛船。“聯盟”號飛船發射質量6.8噸，而GSLV MK II火箭近地軌道運力6噸，有傳言印度曾計劃用GSLV MK II火箭發射2人乘組的載人飛船，不過GSLV MK II火箭的表現也讓印度有點失望——達到成熟狀態是2010年後的事情。

雖然載人航天計劃沒有正式得到國家的立項，但為了推進載人航天計劃，印度空間研究組織還是提前開始積累載人航天工程的技術和經驗。2007年1月印度空間研究組織發射了名為太空艙返回試驗（SRE）的試驗艙，SRE-1隻是一個簡單的返回艙，它使用PSLV火箭發射後在地球低軌道飛行了約一個星期，隨後再入返回落在孟加拉灣海面上。印度空間研究組織通過SRE-1返回艙突破了載人飛船的再入返回技術，而且熱防護系統的防熱瓦可以重復使用。

印度空間研究組織隨後提出啟動載人航天工程，計劃到2015年將印度人自主送上太空，但這項計劃並未得到印度政府的大力支持，印度政府只批准了2000萬美元預算進行技術預研，印度空間研究組織只能繼續先進行技術攻關。2008年，印度空間研究組織決定在班加羅爾建造航天員培訓中心，並進行艙內和艙外航天服的研製工作，還籌備了建造載人航天任務控制中心，以及試圖在斯裏哈裏科塔發射場建造專門的載人航天發射工位。2012年，印度“十二五”計劃公佈，載人航天計劃仍未得到批准，這意味著印度載人航天項目正式上馬最早也是2017年後的事情了。

隨著GSLV MK II火箭的成熟以及新一代GSLV MK III/LVM3火箭的順利研製，2014年12月18日，印度空間研究組織執行了LVM3的亞軌道試飛任務，發射了大氣層再入實驗載人艙（CARE）。重約3.7噸的CARE載人艙是未來載人飛船的全尺寸試驗艙，它被加速到5.3千米/秒的速度並再入，對導航制導控制以及熱防護等多項關鍵子系統進行了檢驗。當然，這麼大的返回艙也意味著GSLV MK II火箭只能“望船興嘆”，需要使用運力更大的LVM3火箭發射載人飛船。此外，印度還進行了載人返回艙的空投和水面濺落試驗，而飛船的服務艙研製也有進展，印度空間研究組織直接在PSLV火箭第四級的基礎上，衍生研製了載人飛船的服務艙。

2017年，印度空間研究組織開始實施載人航天計劃，2018年順利完成了發射臺逃逸試驗。2018年8月15日，在印度國慶節上，印度總理莫迪正式宣佈了名為“天空之船”（Gaganyaan）的載人航天計劃，當時計劃在未來7年工程預算合計1000億盧比（約合13.5億美元）。印度空間研究組織還公開載人飛船是典型的兩艙式飛船，總重量約7噸，他們計劃2021年運送3名成員進行5-7天的飛行。印度空間研究組織還派出航天員去俄羅斯進行訓練，並通過國際合作在澳大利亞建立了一個地面站，用於支持未來的載人飛行。

然而，隨著飛船研製工作的深入，計劃沒有變化快，載人返回艙變成一個5.3噸重的大型載人艙，而服務艙重量也有2.9噸，飛船總重量增加到8.2噸，Gaganyaan飛船將由通過載人認證的LVM3火箭送入400千米高度的圓軌道。印度空間研究組織顯然低估了載人航天的工程難度，再加上疫情的衝擊，2021年7月才進行了載人版火箭Vikas的首次熱試車，2022年進行主降落傘空投試驗，2023年8月完成了降落傘試驗，同年10月21日進行了飛船高空逃逸試驗。和印度大多數航天計劃一樣，載人航天計劃也深受“拖延症”的困擾，印度載人飛船首次無人發射已經推遲到2024年，首次載人飛行計劃在2025年實現。

載人空間站：充滿變數的遠景

在航天領域有一句話：造船為建站，建站為應用。載人飛船隻是載人航天工程的第一步，載人航天終究是要服務於空間應用的，而要大規模開展空間科學和應用，空間站是必不可少的基礎設施。印度雖然載人飛船尚未上天，但早已開展了載人空間站的預研工作。

2018年，印度載人航天工程得到正式批准，2019年6月，印度空間研究組織主席斯萬（Sivan）就透露印度準備在下一階段研製和發射空間站，據稱印度空間研究組織將在2030年前後發射一個“禮炮七號”級別的20噸級單艙空間站，支持15-20天的中短期空間駐留，並開展空間微重力科學實驗。載人航天工程技術涉獵範圍很廣，其中交會對接是必不可少的關鍵技術，印度版的“禮炮七號”空間站也要突破掌握空間交會對接。2019年，印度媒體報道稱，印度空間研究組織早在2017年就開始空間在軌對接技術研究，未來將發射兩顆小衛星，開展空間對接實驗（SPADEX）。

2021年，全球航天探索大會（GLEX 2021）上，印度空間研究組織主席斯萬提到，印度未來將研製載人空間站，實現長期軌道駐留能力，他展示的幻燈片中空間站核心艙對接了兩艘Gaganyaan飛船，另外還有兩個疑似實驗艙，核心艙上還有機械臂和氣閘艙，性能指標比最初的“禮炮”系列空間站仿製版有了很大提高。根據公開消息，曾計劃在2021年底進行首飛的Gaganyaan飛船推遲到2023年，但2022年斯萬主席還繼續表示，這個更大更複雜的空間站要在2030年左右建成。

2022年印度空間研究組織又展示了新的空間站模型，這個名為微重力實驗載人軌道空間站（HOME）的空間站由服務艙、居住艙和推進艙以及充氣艙段組成，誇張的是HOME模型上不僅有三個常規艙段，還有兩個充氣展開艙段，並對接了4艘Gaganyaan飛船！然而，考慮到印度載人飛船尚未發射升空，印度空間研究組織主要精力還是集中在載人飛船上，展出的各種載人空間站構型並沒有多大參考價值。未來隨著印度載人航天工程的實施，以及印度經濟發展和政府支持的變化，空間站設計方案隨時會進行修改。2023年新上任的印度空間研究組織主席索馬納特接受採訪時表示，Gaganyaan計劃旨在實現獨立自主的太空飛行能力，一旦突破載人航天飛行能力，後續將在未來20到25年內實施空間站計劃，空間站已經被確定為印度空間研究組織未來十年的主要目標。從現有信息看，印度空間站不再是“禮炮七號”的仿製品，而是典型的多艙式空間站。

印度空間站的設計也在不斷變化，印度空間研究組織主席索馬納特2023年11月在會議上展示的幻燈片，計劃在2026-2028年先使用Gaganyaan飛船攜帶小型充氣艙，在軌測試充氣太空艙展開技術，然後進行在軌交會對接試驗。他還提到印度空間站包括生活艙、指令和推進艙以及充氣艙等三個艙段，空間站總質量約25噸，最終在2035年左右完成空間站的建造。印度載人空間站尚未正式立項，無論是2035年的建成時間，還是25噸的總質量，或是三艙的設計構型，顯然並未確定，印度空間站方案仍會繼續變動。

綜合印度空間研究組織公開的消息，Gaganyaan飛船使用LVM3火箭發射，現有方案中空間站艙段也將使用LVM3火箭發射，而LVM3火箭的近地軌道運力只有約10噸，這可能是三艙空間站總質量只有25噸的關鍵。

2017年首飛的LVM3火箭並非印度運載火箭發展的終點，印度空間研究組織正在改進升級LVM3火箭，計劃將火箭同步轉移軌道運力從4噸增加到6-6.5噸，相應的近地軌道運力也能達到15噸左右。另外，印度還在研製新一代火箭NGLV，它將取代現有的PSLV、GSLV和LVM3等運載火箭，NGLV火箭具有20噸級的近地軌道運力，計劃在2030年左右進行首飛。

印度空間研究組織主席索馬納特還表示，NGLV火箭將用於支持未來的商業發射、深空探索和載人航天任務，現在的25噸級的空間站可能是權宜之計，隨著NGLV火箭的研製，印度空間研究組織很可能會研發20噸級艙段，建造3艙或是更多艙段的大型永久性空間站。印度空間站計劃看起來雄心勃勃，但還有很多關鍵技術亟待突破，很可能像大多數印度航天計劃一樣，無法按時完成。而且不少印度航天計劃好高騖遠，脫離印度航天工業和技術水平，實際結果與PPT有很大的出入。