月球25号刚刚发射的时候,我就说了一句:眼下俄罗斯航天不如印度靠谱。结果收获了10赞和173个踩。关于印度航天的问题,我们还是应该回到实事求是。不能陷入反华媒体那种话语陷阱:因为中国不是无所不能,所以中国就是一无是处;因为印度不是一无是处,所以印度无所不能。
(相关资料图)
客观来讲,印度航天目前是什么水平?
答:入门到入流之间。
当今世界航天领域,美国是第一梯队,中欧日俄是第二梯队,印度是第三梯队,以色列、朝鲜、伊朗、韩国是第四梯队,再后面没有了。所以,能够进入这个榜单的,全都是在世界两百多个国家和地区当中排名前列的了。
以航天技术中最基础的运载火箭为例:印度的主力火箭PSLV运力大约是高于长征4号甲,低于长征4号乙,当然它的发展也是一个逐渐改进增强的过程,1994年首次成功发射时,它应该说是和长征4号甲对位的。至今(2023年7月)发射过57次,成功率比较可观,是印度的金牌火箭。时间上大约比长4甲晚了6年,现有运力刚好能够满足主流的SSO卫星,价格也相对便宜。实际上国际客户如果要打SSO卫星,在找不到中国火箭的情况下,印度火箭真的就是最便宜的,比spacex还要便宜。除非和其他卫星拼车,但拼车就意味着轨道需要迁就主载荷。印度还有一个GSLV,至今已发射过15次,印度自己承认发射失败4次,是成功率最低的印度火箭。运力略低于长征3号甲,2001年首飞,比长3甲晚了大约7年。印度最强的GSLV MK3(LVM3),运力略高于长2捆,低于长3乙,有能力发射神舟号、东方红3号平台,不能发射空间站舱段和东方红4号平台。上限比国际主流通信卫星略低一些,因此印度自己的通信卫星也经常求欧美帮他们发射。首飞成功是2017年,比长3乙晚了20年,甚至比长征5号还要晚。至今已有6次成功发射记录,它和长征5号一样仍然处于可靠性爬坡阶段,但发射频率要低一些。
运载火箭的运力来说,长3乙在国际上算是真正入流,这个水平大概比LVM3高20~40%(依据轨道的不同而不同)。第二梯队国家的最强火箭普遍都在印度LVM3的两倍以上,其中中国的长征5号达到了三倍以上。而LVM3的运力又能够达到第四梯队国家的4~10倍。往上差距很大,往下差距也很大,这就是印度火箭在世界上的真实水平。
目前印度运载火箭的运力是明显不足以满足自身要求的,这就造成了印度一边廉价帮别国发射卫星,同时又高价让别国帮自己发射卫星。需要指出的是,印度人一贯吹牛自己的航天发射非常便宜,比如本次月船3号,号称只花了60亿卢比(7200万美元)。但事实上光是一枚LVM3火箭的市场报价就4650万美元,也就是说探测器本身只有2500多万美元,不知道高价进口的各种设备和欧美帮他们测控的开销有没有算进去。另外,ISRO每年足有20多亿美元的经费,但实际上发射不了几个卫星,也没搞什么花大钱的项目(探月探火都自称只花了几千万,载人航天多半也照这个套路吹)。如果他们的火箭和卫星真的有那么便宜,那么我只能说ISRO的福利待遇高得有点离谱了。
从中印两国航天发展史上看,中印两国的火箭运力差距一下从六七年拉大到二十多年,主要原因就是LVM3太拖了。但LVM3在技术上与GSLV乃至PSLV都没有大的跨越,事实上都是与长征2、3、4同代的技术。拖那么久的原因毫无疑问是因为没有掌握核心技术,被人给卡脖子了。具体而言,印度的运载火箭是以固体火箭+液体火箭组合的技术路线。他们的固体火箭曾经长期被国内专家说成是比我们还要先进,但这种所谓的先进指的其实是推力和直径,固体火箭真正的核心指标:比冲和装填系数(质量比、干质比)。印度一直以来只能达到我国八十年代的水平。更直接来说,印度在上世纪七十年代从西方引进固体火箭技术之后,在最核心的领域当中一直就没有什么进步。固体火箭性能的拉跨不仅造成印度运载火箭大而不强,而且直接造成了它的固体弹道导弹始终无法满足起码的作战要求,更不用说形成战略威慑力了。印度的主力液体火箭发动机vikas是从法国引进的,各方面性能与我们的YF20系列相当或略强。但是同样由于始终不能掌握核心技术的原因,使得印度无法像我们那样以YF20为基础构成东风5号和长征2、3、4系列。包括目前印度最强火箭的LVM3,它的“双机并联”曾被认为是关键的技术突破。然而火箭发动机的多级并联并不是什么高难技术,不仅伊朗、朝鲜都能够做到,而且印度自己在之前也是能够做到的。所以真正的技术瓶颈应该就是在VIKAS发动机本身,或者说这种发动机的核心技术实际上一直都在法国人手中。核心技术、核心零部件依赖外国,不仅导致印度的运载火箭发展缓慢,而且还造成了疫情期间火箭发射次数严重不足。除了双机并联之外,印度还存在另一个出人意料的技术短板:印度的上面级发动机不能二次启动,以至于它在北纬13度的发射场打GTO的时候需要打一个22度倾角的轨道。
下一步发展:现役的这一代运载火箭(PSLV、GSLV、LVM3),技术上大体与长征2、3、4系列同代,性能上基本已经没有潜力。下一代火箭的核心发动机RD-810/SCE-200,本来是和乌克兰联合研制的,但乌克兰已经打成这样了,只能印度自己搞。前不久才在印度本土第一次进行半系统试车。也就是说研制进度甚至落后于YF130,也落后于“八年九机”当中的绝大部分。下一代火箭已确定的首发箭是GSLV MK4,也就是在LVM3的基础上将第二级(芯级)换成RD-810/SCE-200。运力也就将将赶上长3乙,与长5依然有着质的差距。但它的服役时间已经基本确定落后于长10,甚至有很大可能落后于长9。2030年以前说实话不大可能,拖到2035年是比较大概率事件,届时中印两国的火箭运力差距将会拉大到10倍以上。下一代的主力火箭ULV,运力大体相当于长7。至于说运力赶上长5,真不知道是猴年马月的事情了。国际横向对比,印度火箭不太可能在10年甚至15年内赶上第二梯队;但是却完全有可能在10~15年内被韩国赶上。
再来看探月。
两国的第一步,绕月。月船1号只比嫦娥1号晚了一年左右,而且实事求是的讲,两者的技术水平差距并不大。虽然我们吐槽月船1号提前一年失联,但嫦娥1号实际上也只工作了一年零4个月。
但到了第二步,落月。月船3号就比嫦娥3号晚了差不多10年。而且技术上差距就非常明显了。直观的讲,玉兔1号月球车质量超过它的印度同行的5倍,两者能干的事情根本就不在一个等级上。必须客观指出,月船3号在技术上还是可圈可点的,这里指的是它的落月过程采用了二维成像避障技术,比月球25号的纯盲降不知道要高到哪里去了。这一次也是这项技术在月球上的首次应用。至于说它的最大噱头:南极。除了宣传和新闻价值,在技术含量上还真的是非常有限的。毕竟它没有真正进入永夜区,在60多不到70度的纬度上,既不考虑保温,又不用担心能源,还不需要像嫦娥4号那样的通信中继。最重要的是这个区域其实是找不到真正的水源的,只能找到水源存在的“痕迹”。人类要想在月球上找到真正可用的水源,还得等到嫦娥7号出马。除了总质量、装备的设备数量和种类的差距之外,两者的最大的差距在于着陆的方式。虽然月船3号采用的二维成像避障技术在世界上已经算是先进的了,但嫦娥3号采用的却是三维成像精密避障,两者有质的差距。
此外还有三点重要的缺陷:1、月船3号整个系统的可靠性偏低,本次飞行在各方面都最大限度的留了余量,而且多次出现各种错误,全靠余量留得足,或者说燃料带得足才能做到了最后成功。2、月船3号任务期间出现的最大错误基本都和测控有关,体现出印度的深空测控能力存在巨大缺陷,虽然其他国家的测控系统给了印度很大的支持,但是其中的核心能力仍然要看印度自己。然而印度从15年前的月船1号到现在,测控能力的建设仍然没有大的进步。3、月船3号虽然用LVM3发射,但由于火箭运力不足,仍然需要围绕地球飞行一个月的时间。对于无人探测器来说,多绕几圈似乎并没有多少影响。但是如果印度要想载人登月,那么直飞轨道就是必须的,因为不可能让宇航员反复穿越辐射带。从这个角度讲,印度甚至没有将对载人登月进行技术验证提上议程。
至于第三步:取样返回。基本可以肯定不太可能在2030年以前完成,而中国在2030年以前完成载人登月却是大概率事件,也就是说中印在这一步的差距还要继续拉大(差距超过第二步的10年)。
技术上讲,印度从月球取样返回大概有3个可能的方案:
1、嫦娥5号方案。这需要达到长征5号的运力,需要月球轨道交会对接技术,需要返回舱的高速再入技术。
2、月球24号方案。这需要达到长征7号甲的运力,需要返回舱的高速再入技术。
3、天问3号方案。需要两发LVM3,在月球轨道交会对接,需要返回舱的高速再入技术。
考虑到印度大概率会在2025~2030年之间完成载人航天,并且验证地球轨道对接和返回舱的轨道再入,并且与长7运力相近的ULV也已经列入计划,所以对印度来说比较可能的选择是月球24号方案。但考虑到印度航天计划一贯的不靠谱,天问3号方案也是重要的备选。至于要达到嫦娥5号的水平,就需要同样级别的火箭,这个就相当的不靠谱了。
最后,印度会不会搭美国的便车?我的看法是只要有机会,他们一定会搭便车的,但是印度有自己的想法,他们一定会自已搞一次。
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