版權(quán)歸原作者所有,如有侵權(quán),請聯(lián)系我們

落月成功又探日,印度深空探測發(fā)展如何?

中國航天報
原創(chuàng)
《中國航天報》是中國唯一一家權(quán)威介紹航天高科技產(chǎn)業(yè)的報紙。
收藏

北京時間9月2日14點20分,印度使用PSLV-XL火箭,從薩蒂什·達(dá)萬航天中心成功發(fā)射了太陽神-L1號太陽探測器。“太陽神-L1”作為印度研制和發(fā)射的第一個太陽探測器,是印度展現(xiàn)深空探測領(lǐng)域雄心的最新代表,它將成為印度空間科學(xué)領(lǐng)域的開路先鋒。

姍姍來遲的太陽神探測器

印度的太陽探測計劃啟動很早,而且一開始就叫“太陽神”,只不過隨著歲月變遷,太陽神項目有了不小的變化。2008年,印度空間研究咨詢委員會提出了建造太陽神太陽探測器的想法。早期計劃中的“太陽神”只是一個400公斤重的小型太陽探測器,而且運行在距離地面800公里高的近地軌道上,這顆試驗星帶有日冕儀,用于觀測和研究太陽日冕。

印度成功發(fā)射太陽神-L1號太陽探測器

印度的太陽神太陽探測器雖然論證早,但遺憾的是,作為一個很大的發(fā)展中國家,純科學(xué)性的基礎(chǔ)研究在印度航天里的優(yōu)先級很低。不要說和極具軍用價值的遙感衛(wèi)星、具有經(jīng)濟(jì)價值的通信衛(wèi)星比,就算和具有政治價值的其他深空探測項目相比,太陽探測器也只能靠邊站。

2012~2013財年,印度空間研究組織拿到大筆預(yù)算,為一顆名為“曼加里安”的火星探測器在2013年順利發(fā)射鋪平了道路。曼加里安號探測器原計劃于2016~2018年發(fā)射,2012年突然得到巨額撥款,目的是搶在2013年的火星探測窗口發(fā)射,爭取拿到亞洲第一個火星探測器的榮譽(yù)。

與之相比,太陽神太陽探測器缺乏宣傳噱頭,在印度空間研究組織年度預(yù)算節(jié)節(jié)高的時代,反而因為項目預(yù)算不足而多次推遲,實在令人扼腕嘆息。

2016~2017財年,印度空間研究組織終于為太陽神探測器分配了300萬盧比(不足30萬元人民幣)的預(yù)研實驗預(yù)算,雖然經(jīng)費撥付姍姍來遲,但項目終于落到實處。隨著項目的正式啟動和研制經(jīng)費的撥付,該任務(wù)有了不小的變化,它改為發(fā)射到日地拉格朗日點L1,項目也更名為太陽神-L1。截至2019年7月,太陽神-L1項目累計分配到37.853億盧比的經(jīng)費,折合人民幣約3.3億元,這些預(yù)算保證了探測器后續(xù)的研制工作。即使再加上PSLV火箭的發(fā)射經(jīng)費,對比歐美日的深空探測項目,印度太陽神-L1太陽探測器項目的經(jīng)費也是很少的。

太陽探測有“絕活”

印度的太陽神探測器今非昔比,早已不是當(dāng)初400公斤重的小探測器?,F(xiàn)在的太陽神-L1探測器,采用I-1K衛(wèi)星平臺,是一個1480公斤重的探測器。PSLV-XL火箭無法將其直接射入轉(zhuǎn)移軌道,火箭發(fā)射器箭分離后,探測器進(jìn)入環(huán)繞地球的大橢圓軌道,隨后16天里進(jìn)行5次變軌加速,獲得轉(zhuǎn)移進(jìn)入L1暈軌道的速度,之后再飛行約110天,進(jìn)入150萬公里外、環(huán)繞日地L1點的暈軌道。探測器在L1暈軌道上飛行,能最大限度減少消耗燃料維持軌道的需要,同時持續(xù)穩(wěn)定地開展太陽觀測。此外,這個位置在地球軌道內(nèi)側(cè),航天器能在太陽高能粒子和磁暴抵達(dá)地球前獲得預(yù)警,是一個開展太陽觀測研究的“風(fēng)水寶地”。

太陽神-L1探測器一共攜帶了7種開展太陽觀測的有效載荷,都由印度本國的各個實驗室研制,其科學(xué)目標(biāo)包括研究日冕加熱和太陽風(fēng)加速現(xiàn)象、太陽大氣的動力學(xué)特性、太陽風(fēng)分布和溫度的各向異性,以及日冕物質(zhì)拋射、太陽耀斑和近地空間天氣的驅(qū)動因素等。

其中,可見光發(fā)射線日冕儀負(fù)責(zé)研究日冕和日冕質(zhì)量拋射的動力學(xué)特性;太陽紫外線成像望遠(yuǎn)鏡將在近紫外光譜拍攝太陽光球和色球?qū)拥挠跋?,測量太陽輻射的變化;太陽低能X射線光譜儀和高能L1軌道X射線光譜儀負(fù)責(zé)測量X射線范圍內(nèi)的太陽耀斑;太陽神太陽風(fēng)粒子實驗和太陽神等離子體分析器負(fù)責(zé)研究太陽風(fēng)、高能離子和它們的能量分布;磁強(qiáng)計用于在日地L1軌道上測量行星際磁場。

太陽神-L1探測器雖然不大,又是印度太陽觀測的“排頭兵”,但還是力爭實現(xiàn)一些“絕活”:它是第一個在近紫外區(qū)域觀測太陽的探測器,還首次觀測太陽盤(1.05倍太陽半徑)附近日冕物質(zhì)拋射,并號稱能對太陽風(fēng)的方向和能量各向異性進(jìn)行多向觀測??偟恼f來,它雖然是人類太陽研究的一小步,卻是印度太陽探測的一大步。

崛起中的印度深空探測

太陽神-L1探測器已經(jīng)成功發(fā)射,踏上飛向日地L1點的旅途。不久前的8月23日,印度的月船3號探測器成功著陸月球南極附近區(qū)域,攜帶的普拉吉安號月球車在行駛了100多米后,已于9月2日轉(zhuǎn)入休眠狀態(tài)。長期質(zhì)疑聲不斷的印度,在深空探測領(lǐng)域給人刮目相看的感覺。

印度深空探測的成功并非偶然。雖然受限于國家整體工業(yè)實力和發(fā)展水平,印度航天的總體水平還不高,但是印度空間發(fā)展組織從篳路藍(lán)縷開創(chuàng)航天事業(yè)開始,扎扎實實地開展航天工作,在第三世界國家中成績僅次于中國。

印度還在積極推進(jìn)未來深空探測項目,其中的月球探測計劃包括印日合作的月球極地探測任務(wù)。印度正在積極開發(fā)月船4號探測器,這是一種發(fā)射質(zhì)量約6噸,攜帶350公斤級別大型月球車的大型著陸探測器。相比“月船3號”打擦邊球的“著陸南極”概念,“月船4號”將真正著陸在月球南極點附近,通過著陸器的原位鉆探和大型月球車的漫游巡視,搜尋極區(qū)水冰等資源?!霸麓?號”將使用日本H-3火箭發(fā)射,月球車也是日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)研制。

而印度除了合作還計劃研制自己的類似項目,使用國產(chǎn)大型運載火箭發(fā)射大型著陸器,運送大型月球車開展探測。印度還計劃在更遙遠(yuǎn)的未來,開展月球取樣返回探測項目,不過這肯定是2030年以后的事情了。

印度同樣在推進(jìn)火星探測和金星探測項目。曼加里安二號/火星軌道器二號目前還沒有正式立項,據(jù)報道稱,是因為缺乏相關(guān)火星探測的有效載荷,但外界猜測更可能是缺乏預(yù)算。早期報道中曼加里安二號任務(wù)包括著陸器,甚至有繞落巡一次完成的說法,但2021年印度空間研究組織主席接受采訪時表示,該任務(wù)將僅包括一個軌道器,但會使用氣動制動減速,并攜帶高光譜相機(jī)、雷達(dá)和超高分辨率相機(jī),對火星地形地貌和地殼開展觀測研究。

印度還將深空探測的目標(biāo)轉(zhuǎn)向金星。據(jù)報道,印度正在研制金星軌道器,這個項目可能被命名為“金星船”。這個2.5噸重的金星探測器將使用LVM3大型火箭發(fā)射,最終進(jìn)入近金點500公里、遠(yuǎn)金點6萬公里的橢圓軌道。它攜帶重100公斤的多種有效載荷,主要用于研究金星大氣層的結(jié)構(gòu)成分和動力學(xué)特性,以及金星地表地下的地層學(xué)和再表層化過程。

為了深入研究金星大氣層,它還將釋放氣球開展探測工作。如果金星探測器能在2024年底如期發(fā)射的話,印度有望搶先一步,率先觀測和研究金星大氣層尤其是甲烷的問題,甚至做出獨到的科學(xué)發(fā)現(xiàn)。(作者:張雪松 圖片來源:ISRO 把關(guān)專家:中國航天科技集團(tuán)科技委副主任 江帆)

內(nèi)容資源由項目單位提供

評論
坦 蕩 蕩
少師級
人類探索太空的腳步從未停止,探索太空為人類獲得更多的能源和發(fā)展空間。
2023-09-18
科普老兵聞向東
大學(xué)士級
印度的深空探測取得了長足進(jìn)步,令人刮目相看。但各國深空探測的具體情況不盡相同,只要按照本國的國情,關(guān)鍵是要按照自己的時間表,路線圖,走好自己的路。
2023-09-18
演繹無限精彩!
大學(xué)士級
印度深空探測的成功并非偶然。雖然受限于國家整體工業(yè)實力和發(fā)展水平,但在深空探測領(lǐng)域給人刮目相看的感覺。印度要追趕航天強(qiáng)國還得踏踏實實繼續(xù)努力。
2023-09-18