印度太空力量的新發(fā)展

黃志澄

1 前言

印度一直將太空力量的發(fā)展視作邁向世界大國、體現(xiàn)其綜合國力的重要步驟。近年來，印度十分重視發(fā)展可用于未來高技術(shù)戰(zhàn)爭的軍用航天技術(shù)。作為發(fā)展中國家，印度太空力量的發(fā)展道路有其獨到之處，很值得我們認真總結(jié)和借鑒。[1]最近10多年，印度在太空力量建設(shè)方面又有了較大進展[2-6]。本文將繼續(xù)以實事求是的態(tài)度，科學(xué)地分析評估印度太空力量的進展，并進一步總結(jié)印度建設(shè)太空力量的經(jīng)驗教訓(xùn)。

2 印度發(fā)展太空力量的技術(shù)基礎(chǔ)

印度發(fā)展航天技術(shù)既引進了西方的技術(shù)，也引進了蘇聯(lián)的技術(shù)。由于印度采取了“先衛(wèi)星，后火箭”的航天戰(zhàn)略，因此，其早期的衛(wèi)星都是由蘇聯(lián)和歐洲航天局（ESA）的火箭發(fā)射。2000年以后，印度的運載火箭和衛(wèi)星技術(shù)日趨成熟，從而為印度發(fā)展太空力量建立了必要的基礎(chǔ)。

運載火箭性能不斷提升

印度是繼美、俄、中、法、日之后全球第6個擁有完全自主火箭設(shè)計、制造和發(fā)射地球同步軌道（GSO）衛(wèi)星能力的國家。極軌衛(wèi)星運載火箭（PSLV）和地球同步軌道衛(wèi)星運載火箭（GSLV）是印度當(dāng)前使用的主力運載火箭。

印度GSLV-MK3運載火箭

2017年6月5日，印度首次成功發(fā)射了一枚GSLV－MK3火箭，其任務(wù)載荷是印度自主研發(fā)的地球靜止衛(wèi)星－19E（GSAT－19E）。GSLV－MK3火箭的總起飛質(zhì)量是640t，其地球同步轉(zhuǎn)移軌道（GTO）運載能力達到4t，低地球軌道（LEO）運載能力達到10t，較上一代MK2型運載能力提升了1倍，但與美、俄、歐、日、中普遍具備的LEO 20t級、GTO 10t級運載能力仍存在較大差距。目前，印度已啟動GSLV-MK3型火箭的改進項目，計劃研制200t級液氧/煤油發(fā)動機替代目前160t級四氧化二氮/偏二甲肼發(fā)動機。改進后，火箭的GTO運載能力可從目前的4t提升至5t，以滿足大型載荷以及2022年載人航天發(fā)射的需求。

印度PSLV火箭主要用于發(fā)射中小型衛(wèi)星，具備較成熟的“一箭多星”發(fā)射能力。2017年2月，PSLV火箭成功進行了“一箭104星”發(fā)射，創(chuàng)造了世界發(fā)射紀(jì)錄，并在2017年4月1日首次將多顆衛(wèi)星送入3個不同軌道。此外，印度已利用PSLV的“一箭多星”技術(shù)在微小衛(wèi)星發(fā)射市場中占有了一席之地。印度還將發(fā)射LEO運載能力500kg的新型小型火箭SSLV，以進一步提升微小衛(wèi)星發(fā)射市場競爭力。由于PSLV采用固體火箭發(fā)動機助推，也在一定程度上促進了印度彈道式導(dǎo)彈的發(fā)展。

印度PSLV運載火箭

建成了較完整的應(yīng)用衛(wèi)星體系

目前，印度應(yīng)用衛(wèi)星發(fā)展的重點是遙感、導(dǎo)航、通信等三類。

（1）遙感領(lǐng)域

印度建立了高低軌搭配、譜段覆蓋完整（包括可見光、近紅外、中短波紅外、微波等多個頻段）的對地觀測衛(wèi)星體系。印度的“地球觀測系統(tǒng)”（EOS）計劃由國家自然資源管理系統(tǒng)規(guī)劃委員會進行協(xié)調(diào)與管理。發(fā)射的衛(wèi)星包括“印度遙感衛(wèi)星”（IRS）、“制圖衛(wèi)星”（Cartosat）、“資源衛(wèi)星”（ResourceSat）、“海洋衛(wèi)星”（Oceansat）和“雷達成像衛(wèi)星”（RISAT）系列等。有效載荷包括可在可見光、近紅外、短波紅外波段工作的線性成像自掃描儀、高分辨率全色照相機、寬視場傳感器、模塊式光電掃描儀、海洋水色監(jiān)視器、多頻掃描輻射計、合成孔徑雷達等。衛(wèi)星數(shù)據(jù)由國家遙感局統(tǒng)一接收和處理。2017年6月23日，印度PSLV運載火箭成功將31顆衛(wèi)星送入預(yù)定軌道，其中包括制圖衛(wèi)星-2E。衛(wèi)星質(zhì)量為712kg，搭載了一個口徑為70cm的望遠鏡和兩個成像傳感器，其中全色傳感器的分辨率為0.6m，多光譜傳感器的分辨率為2m。2019年11月27日, 印度PSLV運載火箭成功將制圖衛(wèi)星－3發(fā)射升空，衛(wèi)星的全色傳感器的分辨率為0.35m。

（2）通信領(lǐng)域

印度的“國家衛(wèi)星系統(tǒng)”計劃是一項發(fā)展衛(wèi)星通信和衛(wèi)星氣象觀測的計劃。該系統(tǒng)由航天部、電信部、氣象部、信息廣播部等部門聯(lián)合運營。發(fā)射的衛(wèi)星包括印度衛(wèi)星－2E（Insat－2E）和印度衛(wèi)星－3A、3B、3C、3E、4A、4B、4CR等。衛(wèi)星的通信有效載荷包括C頻段、擴展C頻段、大功率S頻段和K頻段轉(zhuǎn)發(fā)器與移動通信轉(zhuǎn)發(fā)器；氣象有效載荷包括甚高分辨率輻射計和氣象數(shù)據(jù)中繼轉(zhuǎn)發(fā)器；部分C頻段轉(zhuǎn)發(fā)器租賃給國際通信衛(wèi)星組織。2018年12月，質(zhì)量高達5854kg的高通量通信衛(wèi)星GSAT－11由阿里安－5（Ariane－5）運載火箭成功發(fā)射升空。GSAT－11衛(wèi)星攜帶40個Ku頻段和Ka頻段的轉(zhuǎn)發(fā)器，能夠以14Gbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速度提供高帶寬連接。這顆衛(wèi)星的設(shè)計壽命超過15年。2017年6月,印度成功發(fā)射了高通量衛(wèi)星GSAT－19，高通量衛(wèi)星GSAT－29也于2018年11月14日發(fā)射成功。

（3）導(dǎo)航領(lǐng)域

印度區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)（IRNSS）在2006年5月由印度政府立項，2015年完成系統(tǒng)的部署和應(yīng)用。2013年發(fā)射首顆IGSO衛(wèi)星，目前在軌的有3顆GEO衛(wèi)星和4顆IGSO衛(wèi)星。2016年4月，印度區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)改名為“印度導(dǎo)航星座”（NAVIC）。NAVIC系統(tǒng)可提供單點定位服務(wù)和精密服務(wù)。兩種服務(wù)通過L5（1176.45MHz）和S頻段（2492.08MHz）播發(fā)，系統(tǒng)提供的服務(wù)精度為：印度洋地區(qū)（印度周邊1500km范圍）定位精度在20m，印度和毗鄰國家的位置精度在10m左右。根據(jù)NAVIC系統(tǒng)發(fā)布的系統(tǒng)評估報告，在印度中部地區(qū)絕大部分時間內(nèi),其定位精度優(yōu)于10m。在中國的西南部能夠接收到NAVIC導(dǎo)航系統(tǒng)的信號。

建立配套的航天地面基礎(chǔ)設(shè)施

印度的兩個主要航天發(fā)射場都建在沿海地區(qū)。斯里哈里科塔發(fā)射場是印度最重要的航天發(fā)射中心。發(fā)射場擁有完備的火箭測試、組裝和發(fā)射設(shè)施，并建有先進的計算機數(shù)據(jù)處理中心。印度空間研究組織（ISRO）在這里擴建了固體助推器工廠，可為多級火箭發(fā)動機生產(chǎn)大尺寸的推進劑藥柱。為紀(jì)念印度航天計劃創(chuàng)始人維克蘭拉姆·沙拉拜(Vikram Sarabhai)博士，1972年將位于印度最南端的頓巴赤道火箭發(fā)射場改名為維克蘭拉姆·沙拉拜航天中心。

印度已在國內(nèi)建設(shè)了多個地面測控站，能滿足地球軌道上各種航天器的測控要求，而對于深空探測器的測控，印度則可以借助于國際合作來滿足需求。

3 印度發(fā)展太空力量的重點

印度空軍正在向空天軍轉(zhuǎn)型

目前，印度的空軍規(guī)模在全世界排名第四。印度的國防開支位于世界前十位，是武器裝備的第三大進口國。印度的軍費開支大約占到國內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）的2%以上，其軍事預(yù)算近年每年增長7%左右。根據(jù)《印度空軍2020年現(xiàn)代化計劃》，印度空軍正在從單純的空軍向空天軍轉(zhuǎn)型。印度空軍已經(jīng)建立了航空航天大隊，這為其組建航空航天司令部奠定了基礎(chǔ)。航空航天大隊的主要任務(wù)是與處理太空事務(wù)的其他部門和組織進行互動，以增強印度空軍的整體作戰(zhàn)潛力。

積極發(fā)展軍用衛(wèi)星

印度軍方首先是充分應(yīng)用ISRO發(fā)射的民用衛(wèi)星，在此基礎(chǔ)上，進一步發(fā)展完全軍用的衛(wèi)星。目前，在ISRO運行的全部47顆衛(wèi)星中有6～8顆衛(wèi)星是完全用于軍事偵察。近年來，為應(yīng)對印巴沖突和中印邊境的局勢變化，印度軍方十分重視發(fā)展軍用小衛(wèi)星。

印度軍隊十分重視信息化建設(shè)。為加強衛(wèi)星通信建設(shè)與管理，印度政府還專門組建了一個由陸海空三軍、航天委員會及國家其他相關(guān)機構(gòu)參加的專門委員會負責(zé)相關(guān)事務(wù)。印度早期采用租用國內(nèi)民商衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器并與工業(yè)部門的合作開發(fā)相應(yīng)的地面段硬件，或者購買國外衛(wèi)星接收終端的方式以實現(xiàn)軍事通信。2013年后，印度開始建立專用軍事通信衛(wèi)星體系，至今已成功部署了3顆衛(wèi)星（其中1顆入軌后失聯(lián)），但衛(wèi)星質(zhì)量均未超過3000kg，設(shè)計壽命最長為12年，主要用于滿足印度境內(nèi)的軍事通信需求。針對印度海軍的需求，2013年8月30日，阿里安－5運載火箭將印度首顆國防專用的GSAT－7衛(wèi)星送入軌道。這顆多頻段通信衛(wèi)星將監(jiān)控印度洋范圍達3704km的地區(qū)，印度陸軍還能通過這顆衛(wèi)星獲取陸上軍隊調(diào)動的重要信息。

2001年10月,印度成功發(fā)射了首顆軍用照相偵察的技術(shù)實驗衛(wèi)星（TES），主要用于偵察印度邊境地區(qū)。TES衛(wèi)星采取的仍是“印度遙感衛(wèi)星”系列的基本結(jié)構(gòu)，但其分辨率可達到1m，可覆蓋全球60%的地區(qū)。TES衛(wèi)星攜帶1臺全色照相機用于遙感試驗，可為印度軍方提供印度海岸和邊境的區(qū)域地圖。

2019年4月1日，印度發(fā)射了一顆先進的“電子情報衛(wèi)星”（EMISAT，俗稱“天眼”），該衛(wèi)星由印度國防研究與發(fā)展組織（DRDO）研發(fā)，可用于探測敵方雷達、搜集圖像和通信情報。該衛(wèi)星質(zhì)量達436kg。在此之前，ISRO已經(jīng)在1月24日發(fā)射了另一顆微衛(wèi)星－R（Microsat－R），該衛(wèi)星能夠在夜間拍攝清晰的畫面。

印度計劃在2021年3月前發(fā)射10顆地球觀測衛(wèi)星。2019年，印度發(fā)射了4顆地球觀測衛(wèi)星（原目標(biāo)是發(fā)射6顆）。2020財年，印度又發(fā)射8顆衛(wèi)星。ISRO發(fā)射的地球觀測衛(wèi)星主要用于陸地環(huán)境和農(nóng)業(yè)生態(tài)監(jiān)測，但其圖像也可用于軍事偵察和邊境觀測。

為未來的太空戰(zhàn)作準(zhǔn)備

2019年3月27日，印度總理莫迪宣布，印度已成功完成反衛(wèi)星導(dǎo)彈試驗，將成為世界上第四個擁有反衛(wèi)星武器的國家。印度此次反衛(wèi)星試驗的代號為“女神力量行動”，但并未透露此次反衛(wèi)星試驗使用的導(dǎo)彈型號。據(jù)印度媒體報道，估計承擔(dān)此次反衛(wèi)星試驗的導(dǎo)彈是由K4固體潛射導(dǎo)彈改裝而成，除原有的兩級外，其頂部裝有動能殺傷器。導(dǎo)彈直徑為1.4m，總長約13m，總質(zhì)量約18t。印度方面將其命名為“反衛(wèi)星”（ASAT）導(dǎo)彈。這次試驗的目標(biāo)是微衛(wèi)星－R，質(zhì)量約為740kg。進行反衛(wèi)星試驗還需要目標(biāo)探測與指示系統(tǒng)，印度能夠承擔(dān)這項任務(wù)的雷達有兩型：一型為印度從以色列引進的箭式反導(dǎo)系統(tǒng)的“青松”雷達，該型雷達工作在L頻段，探測距離為500km；另一型為印度自研的遠程跟蹤雷達（LRTR），探測距離可達800km。此外，印度正在研發(fā)準(zhǔn)備用于太空作戰(zhàn)的激光武器、粒子束武器、微波武器、軌道攔截器以及信號干擾器等，并計劃發(fā)展跨大氣層飛行器和空天飛機等。

印度反衛(wèi)星導(dǎo)彈試驗

2019年，印度組織實施了其史上首次太空戰(zhàn)兵棋推演，代號為“印度太空演習(xí)”（IndSpaceEx），目標(biāo)是加深對太空域中現(xiàn)有和新興的挑戰(zhàn)的認識，探索為保護太空資產(chǎn)安全和國家安全利益而必須發(fā)展的太空能力。

4 印度發(fā)展太空力量的經(jīng)驗教訓(xùn)

目前，印度航天在大型運載火箭、月球探測和載人航天等領(lǐng)域，仍明顯落后于我國，但在應(yīng)用衛(wèi)星和軍用航天方面，卻與我國的差距不算太大。這對于GDP只有我國約1/5的印度來說，印度在發(fā)展軍用航天方面還是比較成功的。其主要經(jīng)驗如下：

加強對航天發(fā)展的統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)

印度航天事業(yè)的發(fā)展是從1962年開始的。當(dāng)時，在原子能部下設(shè)立了“印度太空研究委員會”(INCOSPAR)。1969年，印度創(chuàng)建了位于班加羅爾的ISRO。1972年，印度政府設(shè)立了直接由總理領(lǐng)導(dǎo)的航天委員會和航天部，對民用航天實行統(tǒng)一管理。其中，航天委員會是航天活動的最高決策機構(gòu)；航天部下設(shè)ISRO、國家自然資源管理中心、國家遙感局和物理研究所等機構(gòu)，負責(zé)航天系統(tǒng)和衛(wèi)星的研制，統(tǒng)一管理全國的衛(wèi)星應(yīng)用系統(tǒng)。為了提高效率，印度的航天委員會主席、航天部部長和ISRO主席由一人擔(dān)任。印度航天事業(yè)的快速發(fā)展正是得益于這種集中統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)的體制。

長期以來，印度航天部負責(zé)發(fā)展民用航天，國防部負責(zé)發(fā)展軍用航天。2008年6月11日，印度國防部宣布建立“一體化航天機構(gòu)”（ISC），該機構(gòu)將成為印度軍方、航天部和ISRO之間協(xié)調(diào)合作的專門窗口。2019年4月，印度宣布成立國防航天局（DSA），負責(zé)統(tǒng)籌陸海空三軍太空資產(chǎn)，制定相關(guān)戰(zhàn)略以保護印度的太空利益，為太空作戰(zhàn)申請經(jīng)費。國防航天局整合了包括國防圖像處理與分析中心（DIPAC）、國防衛(wèi)星控制中心在內(nèi)的軍事航天機構(gòu)，初始規(guī)模約200人，總部位于班加羅爾。此次在國防部下成立國防航天局，將進一步加強印度太空力量的統(tǒng)籌謀劃。

2019年6月，印度內(nèi)閣安全委員會批準(zhǔn)在國防研究與發(fā)展組織下成立國防航天研究組織（DSRO），負責(zé)航天技術(shù)在國防領(lǐng)域的應(yīng)用，并開發(fā)太空武器系統(tǒng)及相關(guān)技術(shù)。DSRO的任務(wù)與美國高級研究計劃局（DARPA）類似。

堅持“有所趕，有所不趕”的原則

印度航天始終將追求大國地位為目標(biāo)，但由于印度經(jīng)濟發(fā)展的現(xiàn)實，印度發(fā)展航天必須堅持“有所趕，有所不趕”的原則。為此，印度為了集中力量發(fā)展軍用航天，大大推遲了其發(fā)展載人航天的計劃。

講述印度火箭發(fā)展的《接觸星空》一書的作者戈帕爾·拉杰說：“印度要發(fā)展載人航天表明ISRO希望追趕中國。這正在成為一個國家的聲譽問題。我不知道航天員進入太空能給我們帶回什么，即使比我們富裕得多的歐洲人也沒有自己的載人航天計劃?！盵7]

有印度軍方背景的印度防務(wù)研究與分析研究所發(fā)表文章說：“像空間站這樣既昂貴又具有技術(shù)挑戰(zhàn)性的實驗只取得了有限的成功。中國的空間站計劃顯然是其科技力量的展示。然而，需要數(shù)十年才能清楚這類計劃的實際的具體利益。不過，這類計劃有助于發(fā)展航天產(chǎn)業(yè)和促進開發(fā)其他領(lǐng)域的新技術(shù)，包括軍事領(lǐng)域。因此，出現(xiàn)了關(guān)于中國在航天領(lǐng)域超過印度的大量討論和擔(dān)憂。為了理解中國超過印度的優(yōu)勢，重要的是不要進行盲目對比，尤其是在載人航天和空間站這類計劃上更是如此。印度應(yīng)該克制自己，不要效仿中國，也沒必要實施像載人登月這樣純粹為了提升民族主義感情的炫耀項目?！盵8]

同時，印度對于深空探測也采取了“小而精”的發(fā)展模式。2013年11月，印度發(fā)射了“曼加里安”（Mangalyaan）火星探測器，并于2014年9月成功進入火星軌道，但總費用只有7500萬美元。即便是在應(yīng)用衛(wèi)星領(lǐng)域，印度也是精打細算，講究實用。從技術(shù)上講，印度完全有能力建設(shè)全球?qū)Ш蕉ㄎ恍l(wèi)星系統(tǒng)，為了節(jié)省費用，印度目前只建設(shè)了區(qū)域的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。

加速航天工業(yè)商業(yè)化改革

印度“曼加里安”火星探測器

由于印度原有的航天企業(yè)都是國營企業(yè)，效率較低。因此，印度航天近年來加速商業(yè)化改革。目前，印度也誕生了許多私營航天公司，例如參加月球 X大賽的“印度隊”就是一家民營航天公司。最近，印度民營的巴帝電信公司（Bharti Airtel）與英國政府合作，共花費10億美元收購一網(wǎng)公司（OneWeb），從而讓印度商業(yè)航天很快進入國際衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)市場。

ISRO組織對PSLV運載火箭的整合與發(fā)射工作，原來是通過該組織的商業(yè)機構(gòu)安得利公司（Antrix）進行的。為了加速火箭發(fā)射的商業(yè)化和提高發(fā)射效率，2016年ISRO計劃成立由安得利公司牽頭的一家聯(lián)合企業(yè)來負責(zé)完成。2019年，印度航天部成立了新航天印度有限公司（NSIL），以減輕ISRO在運載火箭和衛(wèi)星生產(chǎn)、發(fā)射服務(wù)以及航天基礎(chǔ)服務(wù)領(lǐng)域的業(yè)務(wù)活動。NSIL公司將通過工業(yè)財團執(zhí)行這些活動。這將使ISRO能夠為研發(fā)工作分配更多的時間和資源。ISRO除了支持民營公司在航天部門的工作外，將更加聚焦開發(fā)先進技術(shù)和任務(wù)、增強能力建設(shè)。

2020年6月25日，印度航天部部長兼ISRO主席西萬闡述了印度航天工業(yè)商業(yè)化改革的目的，就是通過一系列改革使印度航天成為實現(xiàn)印度自力更生愿景的一部分。航天部門改革的目的是通過讓民營企業(yè)和初創(chuàng)企業(yè)參與航天活動，以挖掘和釋放潛力。此外，改革的目的還在于通過分享ISRO的現(xiàn)有設(shè)施，來減少民企建設(shè)航天設(shè)施所需的大筆前期投資。開放和包容的航天部門將加速增長、創(chuàng)造就業(yè)和促進創(chuàng)新，并將使印度航天工業(yè)成為全球太空經(jīng)濟的重要參與者。為此，印度將建立自主的印度國家航天促進與授權(quán)中心（INSPACe），它將作為航天部下設(shè)的一個獨立機構(gòu)，負責(zé)監(jiān)督和管理民營公司在航天部門的活動。為此，INSPACe將擁有自己獨立的技術(shù)、法律、安全和保障、監(jiān)測，并促進評估民營公司需求和進一步協(xié)調(diào)他們與ISRO的關(guān)系。

目前，印度航天部正在制訂有關(guān)政策提案，旨在使航天的各個領(lǐng)域，包括軍用航天領(lǐng)域向私營航天公司開放和包容。假若這些政策能夠進一步落實，印度的軍用航天將會注入新的活力。另一方面，印度軍用航天的發(fā)展仍面臨諸多問題，如：自主創(chuàng)新能力較差，資金明顯不足，國內(nèi)工業(yè)基礎(chǔ)相對薄弱，航天工業(yè)商業(yè)化進展緩慢等，從而影響了印度軍用航天的發(fā)展速度。

5 結(jié)束語

縱觀印度近10年來航天技術(shù)的發(fā)展可以發(fā)現(xiàn)，隨著印度運載火箭技術(shù)的突破，加上印度有較好的應(yīng)用衛(wèi)星和衛(wèi)星應(yīng)用的基礎(chǔ)，印度航天已從技術(shù)攻關(guān)階段走向全面應(yīng)用階段。在此基礎(chǔ)上，印度整合太空軍事力量，大力發(fā)展軍用衛(wèi)星系統(tǒng)和太空對抗武器的動向，值得我們關(guān)注和研究。