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返回技术靠得住吗?

作者:文/李晨风
▲ 印度空间研究组织展示的太空返回试验舱无论从那个角度说,印度的飞船计划都有点激进。但站在印度人的角度,或许对此有更加乐观的看法,特别是在返回技术方面。早在2007年,印度就成功实现了航天器回收。这就是SRE-1。

550千克的全返回卫星

SRE-1是“空间实验返回实验一号”的简写,是ISRO专门用来突破航天器返回技术的一项工程。它的起飞质量只有550千克,但是采用了很独特的设计。

从外形上看,SRE-1更像是弹道导弹的核弹头,而不是苏联、中国、美国的返回式卫星。苏联和美国的返回式卫星主要用于照相侦察,所返回的是装着胶卷的小舱体。数字传输技术成熟后,照相侦察返回式卫星的发展就停止了。返回式卫星当然也可以用于空间科学实验,如今这项工作已经移交给了载人航天飞行器。早期侦察卫星只有一个胶卷舱,只有胶卷舱返回,相机就留在轨道上,等待着再入大气层烧毁。这两个超级大国在后期发射的大型侦察卫星携带了多个胶卷舱,用完一个返回一个,但相机依然是不返回的。换言之,传统返回式卫星只是部分返回。但SRE-1却不一样,它是整个返回地球的。

SRE-1的另一个特点,是采用了隔热瓦和烧蚀材料相结合的防热措施。传统返回式卫星因为不考虑重复使用,不采用隔热瓦的设计。只有航天飞机和设计中打算重复使用的猎户座飞船才使用这样的技术。因此,SRE-1能为印度未来的空间飞机或其他可重复使用航天器打下一定的基础。

发射和返回过程

2007年1月10日,SRE-1用印度的主力火箭PSLV发射,顺利进入637公里高的极轨道。在完成了9天的空间实验后,地面控制中心向它发出了变轨的指令,卫星进入近地点485公里、远地点639公里的椭圆轨道。3天后,地面控制中心再次发出降轨指令,星上发动机反推,将卫星带入再入轨道,在100公里高度接触到稠密大气。此时卫星的速度略大于第一宇宙速度,达到8千米每秒,随后安全溅落在孟加拉湾。

印度主力运载火箭PSLV

▲ 印度自行研制的航天服造不出来的SRE-2 SRE-1并不是印度返回式卫星计划的全部。在SRE-1任务成功后,ISRO还启动了SRE-2计划。SRE-2与SRE-1的设计有很大区别。SRE-2同样采用圆台形的外形,但锥度更尖锐一些,更加接近于“天船”。据说SRE-2考虑携带三台科学仪器,一方面要实施生物科学实验,另一方面还要进一步测试防热材料和设计。

但是SRE-2的进展一直很坎坷。ISRO打算一步跨到碳-碳复合材料热防护系统,但因为技术问题一直没能解决,ISRO在2010年9月被迫宣布,要从国外进口部分材料。这导致了SRE-2的经费上涨到4.2亿卢比。到了2013年3月,SRE-2的经费投入已经达到了3.066亿卢比,还需要再投入1.134亿卢比来研制搭载的生物反应器,并支付发射等方面的费用。

ISRO还打算花520万卢比来研制SRE-2用的降落伞和浮囊。承担研制工作的是印度阿格拉航空递送研究开发机构。按照合同,ISRO应当向后者先期支付260万卢比,收货以后再支付260万。2009年,阿格拉机构就交付了6个浮囊和4副降落伞。但因为SRE-2项目不断推迟,浮囊和降落伞在仓库里就过了5年的保质期,这笔钱算是白花了。

到2014年,“天船”已进行了LVM3亚轨道飞行试验,可是SRE-2的头锥还没有研制出来。它看起来就像一个没有盖的篓子。相应的电子设备也没能进入测试阶段。

ISRO自己也不知道什么时候能发射这颗卫星。2014年,印度政府宣布任务推迟。到2016年,SRE-2从预算表中消失了。2018年1月,印度正式宣布取消SRE-2计划。

航天员在哪里训练?

无论“天船”可以载两人还是三人,印度都需要建立一支航天员队伍,并且配套完整的训练和科研试验设施。印度当然也可以依靠俄罗斯或者而欧洲来训练航天员,但这两家的教材和训练体系未必和“天船”的设计思路相匹配。所以,印度还是决定靠自己的力量来建立训练中心。

早在2008年,ISRO就决定在印度科技中心班加罗尔的国际机场附近建立航天员训练设施,正式名称叫做“航天员训练和医学工程中心”。具体模式将参照俄罗斯的类似机构建立,占地面积将达到40~50公顷,造价100亿卢比。印度空军航空医学研究所也参与了这个中心的建设。

虽然这个中心和ISRO总部处于同一个城市,有利于监督和管理,但是按照印度人正常的工程建设进度,这个中心在2022年以前恐怕是很难投入使用的。因此,ISRO主席斯万表示:“我们的进度太紧了,用自己的设施来训练航天员是不可能满足要求的。所以,我们要利用外国设施来训练,未来的任务回到国内来训练。”

ISRO明确表示,训练中心将建设零重力水池,帮助航天员熟悉如何在失重环境下生存和工作,还将建设一系列热循环和辐射控制设施。

 

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