印度最近公布了一系列宏大的太空计划,实在是太宏大了,总体思路是“中国能做的,我都要做”、“中国没做的,我也要做”。这一计划包含了载人飞船、空间站、月球采样返回、载人登月,甚至还有火星着陆器和金星探测器等等。
当然,这一切都还是PPT,而这几张PPT中最引人瞩目的,并不是虚无缥缈的2040年载人登月,而是要在2035年建成一座“巴拉蒂亚安塔里克什”空间站,简称“BAS”。这个名字比较拗口,我们可以简单地将其理解为“印度空间站”,更时髦的说法可以是“巴拉特空间站”。
乍一看这个空间站,相当牛啊,居然拥有5个舱。其中有一个是核心舱,然后在该舱的两端和左右各对接了一个舱,形成了五舱构型,在最前面和最后面还对接着两艘“加甘扬”(Gaganyaan)载人飞船。整个空间站气垫恢宏,就凭这5个舱的数量就“碾压”了中国空间站的3个舱,怪不得印度网友一片狂喜赞叹之声。
印度很早之前就推出过空间站的模型,看上去略显粗糙,不知出自哪个手工作坊的产品,那时还是3个舱。现在一跃成为5个舱的大型空间站,还制作了精美的PPT,不得不说是一大进步。从介绍来看,印度空间站的总重量是52吨,长和宽分别是27米和20米,能供3~4名宇航员进驻,最多时可容纳6名。
空间站还拥有与中国空间站类似的异体同构周边式对接口,可展开的柔性太阳翼,以及推进剂在轨补加功能,可以说是应有尽有。怪不得印度网友将这一PPT的推出视为“巨大成功”,还认为“印度天才科学家可以做他们任何想做的事情,甚至更便宜、更耐用”。那么这个空间站真如印度网友所说的那么好吗?难道比中国空间站更先进吗?
所谓“外行看热闹,内行看门道”,印度空间站的PPT做得确实不错,然而其中一个重要参数却暴露了它的短板:最大重量只有52吨。这是个啥概念呢?只能说看似很大,实际上却“小得可怜”。这52吨里大概率还包括两艘靠泊上去的加甘扬飞船,每艘飞船的重量是7.5吨,这样算下来真正的空间站5个舱的重量只有37吨,平均每个舱还不到8吨。
再来看看咱们中国的空间站,“天和”核心舱的重量就达到了22.5吨,接近印度空间站舱段的3倍,而长度更是达到了16.6米,分为大柱段、小柱段和节点舱,本体的最大直径是4.2米,是一个庞然大物。而梦天号和问天号实验舱的发射重量也都在23吨左右,长度为17.9米,比核心舱还要长。
因此,中国空间站三个主要舱段的重量加起来是67.5吨左右,如果算上天舟货运飞船和1至2艘神舟载人飞船,总重量在90~100吨左右,同样接近印度空间站的2倍。重量的差异带来的是体量和内部空间的不同。中国空间站的航天员活动空间达到了122立方米,仅核心舱就有50立方米,能够容纳的科学试验机柜也相当多。
相比之下,印度空间站的内部容积将十分狭小,加上舱段数更多,对接机构和通道还要占用更多的重量和空间,因此航天员的活动空间将非常逼仄,能够安装的实验机柜就更少,使用效率远远比不上中国空间站。
其实如果仔细看一下,印度空间站的构型基本上是抄袭了中国空间站的“T”字构型,只是在前后又各加了一个舱段而已。那么既然是抄,为什么印度不抄得彻底一些,建一个更大点儿的空间站呢?岂不是更能彰显印度的能力?原因还是那句话:“臣妾实在做不到啊!”
因为印度的火箭不行。我们的空间站一个舱能做到20多吨,最关键就是因为有胖五——长征五号B重型运载火箭,近地轨道运力能达到25吨,一发火箭就能打上去一个核心舱。这可不是说着玩的,在世界上现役的火箭中,胖五的能力仅次于SLS火箭和重型猎鹰,与美国的德尔他-IV和俄罗斯的质子M火箭相当。
如果您还记得各个神舟飞船的发射时间,就会发现:我国空间站的建设进度,与胖五的研发进度是密切相关的。在胖五成功之前,载人航天的发展曾有一段停滞期。而在胖五成熟之后,进度就大大加快了。
而印度手里可就没有胖五这种利器了。他们最强的火箭是发射月船3号的LVM3,也就是GSLV MK3。
该火箭是出了名的虚胖,发射重量高达640吨,打GTO高轨道的能力相当于我国的长征三号丙(重345吨),而近地轨道则相当于我们发射神舟飞船的长征二号F(重480吨),最多只能将10吨以内的载荷送到近地轨道。很难想象这么粗壮的印度火箭能力居然与我们如此苗条的火箭相当。
LVM3这么拉胯,原因还是在于印度的工业基础有限,存在天花板。它使用了两台很能博眼球的S200大型固体助推器,单台最大推力可达500吨,以至于LVM3火箭起飞时芯级发动机的两台毒发都不用点火,只靠固推就能飞起来。
然而问题在于后面:在S200耗尽燃料之后,要等19秒才能与芯级分离。于是两台固推重达50多吨的不锈钢外壳,就这么一直挂在火箭上拖后腿,极大影响了火箭的运力。
不是印度人不想马上分离,而是这种分离操作并不是件简单的事,弄不好会造成火箭飞行不稳定。由于印度在这方面的水平不高,所以宁可等上一会儿再分离,以求稳妥。结果就造成了LVM3的孱弱能力。
但是,LVM3虽差,却已经是印度的极限,短期内不可能突破。再加上它的可靠性确实还不错,七次发射都成功了,因此成为印度执行载人航天任务和空间站建设的唯一选择。从这个角度来看,印度空间研究组织ISRO并不像印网友那么不靠谱,他们还是相当有自知之明的,各种项目其实都是卡着LVM3火箭的能力来,并没有做太遥远的梦。
现在火箭已经有了,5个舱也都不太大,印度空间站是不是可以脱离PPT,着手建设了呢?其实还差得远。PPT里介绍的建成时间是2035年,但是现在印度连第一艘载人飞船还没有发射,甚至第一艘真正做到轨道级试飞的无人飞船也没有发射过(2014年发射了一个缩比模型)。而建设空间站,是绕不开载人飞船这一步的。
我国的第一艘无人飞船神舟一号是1999年发射的,第一艘载人飞船神舟五号则是2003年,中间经历了4年。即使如此,神舟五号还是存在一些问题,导致首位航天员杨利伟受到了一定程度的伤害。而我国空间站的三舱构型建成是在2022年,可见从载人飞船成功到空间站建成经历了近20年时光,如果从无人飞船开始算就更长了。
但印度现在什么状况呢?他们的加甘扬载人飞船的名字有点儿像“天舟”,PPT里也是牛气冲天的,采用了时下流行的两舱构型,重量与神舟飞船相当,可容纳3名宇航员,还准备拥有可重复使用的能力。印度ISRO主席对加甘扬飞船和LVM3火箭颇为自信,甚至认为可以让印度总理莫迪参加第一次载人飞行任务。
然而这个加甘扬飞船的进度已经相当拖沓,载人首飞的时间一拖再拖。该飞船迄今为止还没有一次进入过地球轨道,仅在2023年10月进行过一次无人测试,也只是一次逃逸测试,发射后10分钟就在逃逸塔作用下与火箭分离,落进了孟加拉湾。因此,加甘扬飞船目前的水平还比不上我们1999年发射的神舟一号。
而印度的雄心却远远超过了进度,他们打算在接下来的一年半时间里连续发射4艘加甘扬飞船。先发射3艘无人飞船,测试加甘扬的综合技术能力与安全性。然后第四艘飞船将首次搭载航天员,由LVM3发射进入轨道后绕地球飞行16圈,然后在印度周边海域着陆。这就是说印度要在1年半的时间里走完我们神舟飞船4年的路,这个还是相当有风险的。
不仅是这么短时间内能否发现和解决飞船上存在的问题,就算是LVM3火箭的可靠性,也不能充分验证。因为LVM3只发射过7次,虽然次次成功,但远不像长征二号那么成熟。假如真让莫迪坐着这样的火箭和飞船上天,那可真是个大冒险。
就算印度在这样的豪赌中成功了,掌握了载人飞船技术,距离建成空间站还是有相当远的距离。需要突破的技术有航天器交会对接,货运飞船,航天员舱外服、气闸舱和出舱活动能力,以及空间站上必不可少的机械臂。这些关键技术在印度的PPT里还都没有提到过,想来进度也不容乐观。
要知道单单是航天员的舱外宇航服,就是一个需要艰苦攻关的高端技术。一套的造价高达3000万元,需要承受宇宙空间中的高低温、宇宙射线、微陨石撞击,而且航天员穿上之后还得能活动和操作设备,难度之大可想而知。我国的舱外服研制也经历了相当长的时间,付出了巨大的努力。
这说明印度在建设空间站方面还有很远的路要走。从现在到2035年还有10来年的时间,已经相当紧迫。印度能否在这么短的时间里连续突破这么多的关键技术,令人生疑。因此印度空间站虽好,现在也只是PPT而已,比起中国空间站还差得远。