謝豐奕

2013年7月1日夜間，印度極地衛(wèi)星運載火箭（PSLV）從印度東海岸薩蒂什·達萬航天中心發(fā)射升空，將印度首顆導航衛(wèi)星IRNSS 1A成功送入預定軌道。而在印度發(fā)射IRNSS 1A衛(wèi)星大約8個半小時后，俄羅斯“質(zhì)子-M”（Proton-M）重型運載火箭攜帶3顆Glonass-M導航衛(wèi)星從哈薩克斯坦拜科努爾航天發(fā)射場起飛，大約10秒鐘后，火箭突然偏離飛行軌道，急轉(zhuǎn)直下，爆炸解體，最終墜毀在發(fā)射場附近區(qū)域。

這是自2010年12月迄今兩年半以來Proton-M火箭第5次發(fā)射失敗。分析家稱，Proton火箭是一種技術(shù)成熟、發(fā)射成功率高、在國際發(fā)射服務市場上頗受客戶歡迎的主流運載火箭之一，緣何近年來該型火箭在發(fā)射中事故頻發(fā)，接連出現(xiàn)多次發(fā)射失??？其中深層次的原因引起了業(yè)界的關(guān)注。

PSLV火箭成功發(fā)射

印度首顆導航衛(wèi)星IRNSS 1A

格林尼治時間2013年7月1日18時11分，一枚印度研制的PSLV-XL型極地衛(wèi)星運載火箭搭載印度區(qū)域?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（IRNSS）首顆衛(wèi)星IRNSS 1A，從印度東海岸斯里赫里戈達島薩蒂什·達萬航天中心順利發(fā)射升空。火箭飛行20分鐘17秒后，星箭分離，衛(wèi)星進入遠地點20625公里、近地點282公里。傾角17.9°的地球同步轉(zhuǎn)移軌道。隨后，衛(wèi)星的太陽能帆板自動展開。這次發(fā)射獲得成功。

據(jù)稱，這次發(fā)射是PSLV火箭連續(xù)第23次成功發(fā)射。PSLV火箭是印度空間研究組織（ISRO）研制的一種可靠性較高的運載火箭，通常用于發(fā)射重量較輕的低地球軌道遙感衛(wèi)星以及其它小型空間器。這次發(fā)射PSLV火箭采用XL型號的配置，此前，PSLV-XL型火箭已成功發(fā)射3次，包括2008年10月發(fā)射“月船一號”（Chuandrayaan 1）月球探測器、2011年7月發(fā)射小型通信衛(wèi)星GSAT 12（83°E）和2012年4月發(fā)射雷達成像衛(wèi)星RISAT 1。

IRNSS 1A衛(wèi)星由ISRO基于I-1K衛(wèi)星平臺建造，配置一個L波段和S波段導航有效載荷以及一個用于保持時間的高精度銣 原子鐘，還有一個C波段轉(zhuǎn)發(fā)器和激光反射器將幫助工程師確定在軌衛(wèi)星的距離。該衛(wèi)星發(fā)射重量1425公斤，在軌設計壽命約10年。在完成在軌測試后，IRNSS 1A衛(wèi)星將放置在55°E一個對赤道傾斜29°的傾斜地球同步軌道上運行，未來為印度及周邊地區(qū)提供導航服務。

據(jù)ISRO介紹，IRNSS是一個獨立的區(qū)域?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)，旨在為印度次大陸以及周邊1500公里的陸地（汽車、貨物運輸、公共汽車等）、空中（飛機航班）和海事用戶提供精確的位置信息服務，并幫助官方應急響應、車輛管理及測繪。該系統(tǒng)將提供兩種類型的服務，即使用 L5波段為所有用戶提供的標準定位服務（SPS），其地位精度在20米以下，以及為授權(quán)用戶（政府機構(gòu)及軍方）提供的S波段加密服務（RS）。

IRNSS項目預計耗資約142億盧比（約合2.39億美元），不包括衛(wèi)星發(fā)射費用。該項目計劃在2015至2016年完成并投入使用。IRNSS空間段由7顆導航衛(wèi)星組成，包括5顆工作星和2顆在軌備份星。這7顆衛(wèi)星中，將有3顆衛(wèi)星放置在地球同步軌道上，4顆衛(wèi)星（IRNSS 1A等）放置在傾斜地球同步軌道上，4顆衛(wèi)星（IRNSS 1A等）放置在傾斜地球同步軌道（傾角為29°）；除IRNSS 1A衛(wèi)星已升空，其余6顆衛(wèi)星（IRNSS 1B～IRNSS 1G）將分別在2014年及2015年使用PSLV-XL型火箭發(fā)射。IRNSS地面段包括已在今年6月落成的ISRO導航中心（INC）、各地21個地面測距站和衛(wèi)星控制設施以及兩個高度可靠的專用通信網(wǎng)絡。其中相當數(shù)量的衛(wèi)星地面站將負責導航參數(shù)的產(chǎn)生和傳輸、衛(wèi)星測控、衛(wèi)星測距及監(jiān)測，目前印度各地已建立多達15座地面站。

據(jù)悉，IRSO的下次發(fā)射預計在今年8月進行，其任務是使用安裝印度最新研制的低溫上面級發(fā)動機的同步衛(wèi)星運載火箭（GSLV）發(fā)射印度實驗通信衛(wèi)星GSAT 14。專家指出，這次發(fā)射將是GSLV火箭因2010年連續(xù)兩次發(fā)射GSAT 4和GSAT 5P衛(wèi)星失敗而停飛31個月后恢復發(fā)射服務的首次飛行，也是該型火箭自2001年首次發(fā)射以來的第8次發(fā)射。如果發(fā)射能獲得成功，將有助于印度在不久的將來將GSLV火箭的地球同步轉(zhuǎn)移軌道（GTO）運載能力從目前2～2.5噸提升到4噸以上，從而具有發(fā)射大中型空間器的能力。屆時，印度將有望實現(xiàn)其進入國際商業(yè)發(fā)射市場的目標以及航天大國夢。

Proton-M火箭發(fā)射

俄三顆Glonass-M導航衛(wèi)星失敗

格林尼治時間2013年7月2日2時38分，一枚俄羅斯Proton-M火箭搭載3顆Glonass-M導航衛(wèi)星從哈薩克斯坦拜科努爾航天發(fā)射場起飛?；鸺w行約10秒后突然偏離飛行軌道，返回地球。電視直播畫面顯示，火箭失去控制，急轉(zhuǎn)直下，沿著一條搖搖晃晃的弧線滾動飛行，接著解體爆炸，形成一個巨大的火球撞擊地面，隨后發(fā)射場附近區(qū)域出現(xiàn)一大團火焰及黑煙。據(jù)俄羅斯聯(lián)邦空間局稱，這枚Proton-M火箭從起飛到墜毀，整個飛行持續(xù)了17秒。火箭墜地處離發(fā)射臺約2.5公里，沒有人員傷亡的報告，但附近的建筑物有輕微損失。另外，火箭上600噸庚基、戊基和煤油燃料爆燃產(chǎn)生的有毒煙霧，不僅造成發(fā)射場的污染，也可能會漂移到離發(fā)射場約60公里的一個城鎮(zhèn)。

俄羅斯聯(lián)邦政府已成立一個特別委員會，調(diào)查這次“質(zhì)子-M”火箭發(fā)射失敗的原因。雖然政府調(diào)查委員會目前還沒有確定這次航天事故的準確原因，但業(yè)內(nèi)專家指出，火箭剛升空就墜毀在發(fā)射臺附近，應該是與發(fā)射設備、火箭控制系統(tǒng)或火箭第一級發(fā)動機出現(xiàn)故障有關(guān)。據(jù)7月5日俄空間局發(fā)布的消息，7月2日Proton-M火箭比原計劃時間提前4秒鐘發(fā)射升空，當時火箭第一級燃燒室的壓力為90個大氣壓，而不是150個大氣壓，說明發(fā)動機還沒有進入狀態(tài)。有專家稱，火箭提前發(fā)射，其發(fā)射控制系統(tǒng)可能會作為緊急情況進行應急處理。

這次發(fā)射，是Proton火箭自1965年7月首次發(fā)射以來第388次發(fā)射，也是2013年第5次發(fā)射。此前，從今年3月底恢復發(fā)射至6月底，Proton-M火箭連續(xù)實施了4次商業(yè)發(fā)射，將Satmex 8、Anik G1、Eutelsat 3D和SES 6四顆商用同步通信衛(wèi)星成功送入預定軌道。這次發(fā)射失敗，是Proton-M火箭自2010年12月以來第5次發(fā)射失敗，也是該型火箭三年來第2次發(fā)射3顆Glomass-M導航衛(wèi)星失敗。這5次發(fā)射失敗，包括2010年12月5日及2013年7月2日發(fā)射Glomass-M導航衛(wèi)星，2011年8月17日發(fā)射俄羅斯首顆多波段大型通信衛(wèi)星Express AM4，2012年8月6日發(fā)射Express MD2和Telkom 3衛(wèi)星以及2012年12月8日發(fā)射Yamal 402衛(wèi)星。5次發(fā)射失敗共損失了6顆導航衛(wèi)星和3顆商用同步衛(wèi)星，只有俄羅斯通信衛(wèi)星Yamal 402以縮短使用壽命的代價利用星上推進系統(tǒng)使衛(wèi)星從暫泊軌道提升到預定的同步軌道，并投入運行。

分析家稱，這一連串的發(fā)射失敗，不僅造成嚴重的經(jīng)濟損失（如7月2日星箭俱毀的航天悲劇造成的經(jīng)濟損失將不少于60億盧布，約合2億美元），同時也使俄聯(lián)邦空間計劃受挫，并損壞了俄羅斯航天產(chǎn)業(yè)及Proton火箭的聲譽。引起業(yè)界關(guān)注的是，上述5次發(fā)射失敗的事故中，僅有的1次商業(yè)發(fā)射（由俄美合資的國際發(fā)射服務公司提供Yamal 402衛(wèi)星的發(fā)射服務）只是部分失敗，其余4次執(zhí)行俄聯(lián)邦政府指派的發(fā)射任務的發(fā)射都是全部失敗。另外，從已公布的前4次發(fā)射失敗的原因中可以看出，人為因素已成為引發(fā)Proton火箭發(fā)射失敗的重要原因。例如，2010年12月發(fā)射3顆導航衛(wèi)星失敗，是基于火箭第一級多裝了1.5噸氧化劑，致使火箭升空后不久墜入太平洋；2011年8月發(fā)射大型通信衛(wèi)星Express AM4失敗，是基于火箭上面級計算機程序的問題。由此可見，缺乏嚴格的工程管理和質(zhì)量控制是導致Proton火箭屢次發(fā)射失敗的主要原因之一。

正如業(yè)內(nèi)專家所指出，Proton火箭一連串的發(fā)射失敗不應歸咎于火箭制造的缺陷以及工程的錯誤，問題是來源于俄航天工業(yè)現(xiàn)代化陷入停滯，導致人才流失，不斷侵蝕工程和質(zhì)量標準。很清楚，不稱職的管理，丟失制造業(yè)文化和技術(shù)落后，人員和設備老化，缺乏質(zhì)量控制和能理解的航天教育，正是俄航天產(chǎn)業(yè)的危機所在。

俄航天產(chǎn)業(yè)的危機已引起聯(lián)邦政府的重視。在7月2日航天事故發(fā)生后，俄羅斯副總理羅戈津在講話中表示，俄羅斯的火箭事業(yè)及相關(guān)企業(yè)，擬建立一個聯(lián)合太空火箭公司來負責所有的太空火箭技術(shù)產(chǎn)業(yè)。該公司將是開放的股份制公司，而不是國家公司。

根據(jù)俄聯(lián)邦空間局原先的計劃，Proton-M火箭今年下半年還有Astra 2E、Sirius FM6、Inmarsat 5F1、Turksat 4A 四顆通信衛(wèi)星的商業(yè)發(fā)射任務以及政府安排的多顆衛(wèi)星發(fā)射任務，包括發(fā)射Express AM5/AM6/AT2/AT1和Yamal 401以及1顆軍事衛(wèi)星。目前Proton-M火箭已暫停發(fā)射，直到政府委員會完成對7月2日航天事故的調(diào)查工作之后。屆時，將制定Proton-M火箭一個新的發(fā)射時間表。由于火箭停飛時間將長達二、三個月，上述衛(wèi)星的發(fā)射預計將推遲到今年9月以后，而且有的衛(wèi)星的發(fā)射可能推遲到2014年。

Proton火箭由俄羅斯赫魯尼切夫國家空間研究和生產(chǎn)中心（Khsc）建造，其上面級由俄羅斯RSC能源公司研制。除了“質(zhì)子”火箭（Proton-M），俄“聯(lián)盟號”火箭（Soyuz 20）也為Glonass系列衛(wèi)星提供發(fā)射任務。

Glonass系列衛(wèi)星由俄羅斯衛(wèi)星制造商ISS Reshetnev公司建造。自1982年以來，該公司迄今研制了Glonass、Glomass-M和Glomass-K多個系列導航衛(wèi)星，其在軌設計壽命分別為3年、7年和10年。每顆衛(wèi)星發(fā)射重量1415公斤，攜帶L波段有效載荷（分為25個頻道）和一個高精度絕時鐘（時間精度為1000納秒）。衛(wèi)星發(fā)射升空后在19100公里X19100公里的中軌道運行，軌道傾角為64.8°。

俄羅斯全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（Glonass）是前蘇聯(lián)及俄羅斯對美國全球定位系統(tǒng)（GPS）的回應。該系統(tǒng)于1976年開發(fā)，1993年正式推出，2011年完成了衛(wèi)星組合，信號可以達到全面覆蓋。Glonass系統(tǒng)為普通用戶提供100米的定位精度，軍事用戶的定位精度為10～20米。據(jù)介紹，該系統(tǒng)為俄羅斯全境提供連續(xù)導航服務至少需要18顆工作星，要為全球提供導航服務需要24顆工作星。據(jù)俄聯(lián)邦空間局稱，Glonass系統(tǒng)現(xiàn)有29顆衛(wèi)星在三個軌道平面運行，其中24顆工作星，3顆備份星，1顆在軌維修以及1顆在試飛階段。到2020年，該系統(tǒng)將擁有30顆Glonass-M和新一代Glonass-K在軌衛(wèi)星，包括6顆備份星。

為彌補7月2日發(fā)射3顆Glonsaa-M衛(wèi)星爆炸帶來的損失，ISS Reshetnev公司一位高級官員日前表示，今年9月初及10月底俄羅斯將用Soyuz 2火箭從普列謝茨克航天中心發(fā)射兩顆Glonass系列衛(wèi)星，以補充Glonass衛(wèi)星軌道分組。