北京時間2月14日8點29日,印度太空研究機構ISRO從薩迪什·達萬航天發(fā)射中心成功發(fā)射一枚PSLV-XL C52 極地衛(wèi)星運載火箭,將3顆衛(wèi)星送入太陽同步軌道,這是印度2022年的首次航天發(fā)射,同時也是全球在2022年第14次軌道級發(fā)射。
點火前的印度PSLV-XL C52火箭
PSLV-XL C52發(fā)射后的暮光效應
這3顆衛(wèi)星當中,有一顆發(fā)射質量達1.71噸的C波段合成孔徑雷達對地觀測衛(wèi)星EOS-04,相當于印度縮水版“高分三號”。除此之外,還有兩顆微小衛(wèi)星,INSPIREsat-1學生衛(wèi)星與INS-2TD技術驗證衛(wèi)星。其中INSPIREsat-1學生衛(wèi)星由臺灣中央大學、美國科羅拉多大學波爾德分校和印度太空科學研究所IIST聯合研制。
EOS-04衛(wèi)星
,INSPIREsat-1
前些年,印度航天主打廉價商業(yè)發(fā)射,接了不少國際訂單,甚至包括我國民營航天企業(yè),位于湖南長沙的天儀研究院研制的我國首顆微重力化工實驗衛(wèi)星“陳家鏞一號”。從資料上看,“陳家鏞一號”搭乘的就是2017年2月15日那枚創(chuàng)造“世界之最”,一次發(fā)射104顆衛(wèi)星的印度PSLV-C37運載火箭,這也算是一個好玩的故事了。
陳家鏞一號3U立方星
不過隨著SpaceX公司“獵鷹”9可回收火箭的成熟,國際商業(yè)發(fā)射訂單已被馬斯克批量收割,所以印度航天的廉價商業(yè)發(fā)射損失最為慘重,近幾年接單量呈懸崖式下跌,甚至連自家富豪從英國手上購買的OneWeb互聯網星座的發(fā)射合同,都被俄羅斯搶走了。
印度的蛋糕都被馬斯克搶走了
說完衛(wèi)星,我們再來說說執(zhí)行這次任務的印度火箭PSLV-XL C52,它雖然沒有不銹鋼火箭GSLV.MK3那么知名,但也夠有特色的。比如有人在發(fā)射畫面中,發(fā)現它竟然有8個助推器,讓人大開眼界。但實際上,真正的助推器是6個,呈不對稱布局,而另外2臺小的,是姿控發(fā)動機。
PSLV-XL C52 極地衛(wèi)星運載火箭
具體來說,PSLV-XL C52火箭第一級的6個捆綁式固體助推器,其中4個助推器是就地點燃,另外2個則在發(fā)射后在空中點燃25秒。在標準的PSLV版本中,每一個助推器都能承載超過9噸的推進劑,并產生達510千牛的推力,而在PSLV-XL版本中則使用了更大的助推器,可承載達12噸的推進劑,并產生達719千牛的推力。
至于另外2個小的姿控發(fā)動機,源于印度采用“高氯酸鍶鹽水溶液”注入噴管,從而產生俯仰和偏航控制的二次元推力矢量控制系統(tǒng)SITVC??墒沁@種做法會產生不對稱的推力,因此,PSLV運載火箭便采用了一種腦洞大開的解決方案,將溶液存儲于綁定在固體火箭發(fā)動機的兩個圓柱體鋁罐里,并用氮氣加壓,同時采用位于兩側的兩個小液體發(fā)動機提供側傾控制RCT,所以最終火箭的外形看起來這么奇葩。
更有意思的是,由于薩迪什·達萬航天發(fā)射中心位于印度東邊,所以火箭起飛之后,在飛行高度還不高的時候,需要向東南角機動一下,以規(guī)避斯里蘭卡的領空,外界稱它為“狗腿機動”。有意思的是,為了避開斯里蘭卡,印度航天發(fā)射的地圖上直接不顯示斯里蘭卡。而PSLV-XL C52火箭的起飛質量為320噸,600公里太陽同步軌道運力只有約1.8噸,我國同類型火箭長征四號丙的起飛質量為249噸,700公里太陽同步軌道運力卻有約2.9噸。
狗腿機動
造成這種局面的原因,主要是PSLV火箭和GSLV.MK3一樣,也是采用不銹鋼制造箭體。具體來說,其直徑2.8米的外殼是用馬氏體時效鋼作為材料制成的,僅空載質量就有30200公斤,自然會造成火箭自重大,但運載能力小的問題。而馬氏體時效鋼,在其他國家主要用來制作模具、曲軸。
另外,印度火箭還有一個奇葩設計,那就是它的助推器燒完后,還要留在火箭上再待一段時間,成為死重。比如GSLV.MK3的助推器燒完之后要待19秒,GSLV MK2拖“大鐵塊”的時間為25秒,而GSLV MK1的助推器要帶著一級的23噸死重,要足足多飛40秒。目前還不知道PSLV-XL C52火箭有沒有這樣的死重,以及需要拖多久的“大鐵塊”,估計也好不了多少。
GSLV.MK3
再說一句題外話,印度火箭是按照它的用途和目標軌道來命名的,比如PSLV就叫極地衛(wèi)星運載火箭,而GSLV則叫地球同步衛(wèi)星運載火箭,之前的SLV則叫衛(wèi)星運載火箭,還有一個加大推力衛(wèi)星運載火箭,雖然一看名字就知道用途,但確實體現不出航天文化和傳統(tǒng)。
外界認為,這次發(fā)射成功,意味著印度航天從疫情期間的低谷狀態(tài),開始恢復。在疫情之前,印度一年發(fā)射六七次火箭,但是到了2020年和2021年,每年均只有2次,其中一次還發(fā)射失敗?,F在,也許是習慣了疫情,也許是疫情沒有再次大爆發(fā),交通阻隔的情況有所恢復,得到部分國際人員和技術、零部件支持的的印度航天,又開始發(fā)射火箭了,又信心滿滿地提出,要在今年8月發(fā)射“月船三號”探測器,再次嘗試登陸月球,同時在明天發(fā)射首艘無人版“加甘揚”載人飛船,至于到時候能不能如期實現目標,就看新冠病毒允不允許了。