何慧東(北京空間科技信息研究所)
2017年,印度航天能力評估總分為22.17分,位列全球第六,落后排名第五的日本7.25分,領先排名第七的加拿大3.87分。從評估維度得分上看,政府支持維度得分高于20國均值,而技術能力、保障能力、產(chǎn)業(yè)發(fā)展維度得分處于20國均值附近,創(chuàng)新發(fā)展維度得分落后于20國均值。此外,印度作為重要的經(jīng)濟體,國內(nèi)GDP位居參評國家和地區(qū)的第五位,航天能力水平與經(jīng)濟發(fā)展水平大致相符。整體看,印度位居世界航天第二梯隊第三的位置,是世界范圍內(nèi)重要的航天大國。
印度航天能力評估結果
2017年,印度共完成5次發(fā)射,位居全球第六位,相較2016年減少了2次,其中成功4次,失敗1次。按航天器所屬國家統(tǒng)計,歸屬印度的航天器共計9個,位居全球第六位,相較2016年減少了3個。
截至2017年12月31日,印度在軌運行的航天器共計52個,位居全球第六位。按技術領域統(tǒng)計,通信15顆,導航7顆,對地觀測21顆,科學與技術試驗8顆,空間探測器1個;按航天器用途統(tǒng)計,軍用11顆,民用41顆。
印度航天能力評估結果
印度在軌航天器按技術領域統(tǒng)計圖(截至2017年底)
印度航天活動繼續(xù)在既有政策框架下開展,注重軍事、民用、商業(yè)航天共同發(fā)展。印度航天計劃體制轉向長遠規(guī)劃模式,以適應不斷變化的發(fā)展形勢。2017年,印度“十二五”規(guī)劃正式結束,國家層面不再制定“五年規(guī)劃”,改組成立的國家改革研究院(NITI Aayog)對發(fā)展模式進行重要改革,通過制定15年愿景、7年戰(zhàn)略、3年行動計劃,轉變傳統(tǒng)計劃思維,適應不斷變化的發(fā)展形勢。目前印度正式推出了《印度三年行動計劃:從2017-2018到2019-2020》,從國家層面提出國民經(jīng)濟發(fā)展的指導思想,著眼國家宏觀經(jīng)濟發(fā)展,指出當前科學技術發(fā)展遇到的問題,并提出了具體的資助和管理措施。同時,印度正在制定更為長期的7年戰(zhàn)略和15年愿景。具體到航天領域,航天部也根據(jù)國家整體發(fā)展要求,正在制定相關計劃,但尚未向社會公布。
為增加航天計劃的效用和范圍,印度已經(jīng)出臺了一系列政策和措施,涉及衛(wèi)星通信、遙感數(shù)據(jù)分發(fā)、技術能力升級、鼓勵工業(yè)界參與、商業(yè)化、國際合作、用戶參與、人力資源發(fā)展等,這些政策框架對加速印度自主的空間科學與技術發(fā)展,支持技術溢出,促進社會經(jīng)濟發(fā)展發(fā)揮了重要作用。
印度政府將航天作為引領科技創(chuàng)新、提升國家聲望的重要領域,高度重視航天能力建設,對航天活動進行大力投入,航天預算持續(xù)快速增長,預算增長速度大大超過經(jīng)濟增長速度。2018-2019財年,印度申請航天預算達到1078.342億盧比(約合16.54億美元),同比增長18.58%。根據(jù)推算,未來3個財年印度航天累計預算有望超過5000億盧比,為航天系統(tǒng)建設提供有力的資金保障。
從資金投向和預算分布領域看,印度仍保持對航天運輸系統(tǒng)的大幅投入,預算份額最大,占比接近三分之一;空間基礎設施(通信、導航、對地觀測等應用衛(wèi)星,以及空間科學任務等)能力不斷完備,是另一個發(fā)展重點;能力建設方面(各類設計、生產(chǎn)、測試設施等的建設、升級和維護)預算使用效率提升,側面體現(xiàn)印度研制測試條件得到改善。
現(xiàn)階段印度仍延續(xù)寓軍于民、以民掩軍的策略發(fā)展航天系統(tǒng),印度空間研究組織(ISRO)負責各類衛(wèi)星、運載火箭的研制;并通過國防部一體化航天機構(ISC)對軍方、航天部和印度空間研究組織進行協(xié)調(diào),開展航天系統(tǒng)運行。隨著印度空間資產(chǎn)的不斷增加,發(fā)展專用軍事航天系統(tǒng)、保障太空安全成為其重要的發(fā)展方向。由于一體化航天機構層級過低,從屬于國防部聯(lián)合參謀部總部(HQ IDS),其在軍事航天系統(tǒng)建設和作戰(zhàn)支持作用上發(fā)揮的作用存在局限。世界主要航天國家為應對不斷升級的太空和網(wǎng)絡空間威脅,先后成立了獨立的軍事航天部門,目前印度政府正在權衡成立獨立的航天司令部開展軍事航天業(yè)務。
在國際合作方面,印度繼續(xù)開展廣泛而深入的航天合作。2017年,印度與日本、越南、孟加拉、亞美尼亞、荷蘭等國簽訂空間領域的合作協(xié)議。同時,根據(jù)與美國地質(zhì)調(diào)查局(USGS)此前簽訂的諒解備忘錄,開展了陸地衛(wèi)星-7/8(Landsat-7/8)與資源衛(wèi)星-2(Resourcesat-2)的數(shù)據(jù)共享工作;與美國國家航空航天局(NASA)聯(lián)合研制“NASA-ISRO合成孔徑雷達”(NISAR)衛(wèi)星,計劃2021年完成衛(wèi)星研制。
印度航天體系布局基本完善,全面發(fā)展了航天器(通信、導航、對地觀測、空間科學、深空探測)、運載火箭、發(fā)射場、測控、應用等航天大系統(tǒng),載人航天以關鍵技術儲備為重點,近期尚無發(fā)展載人航天系統(tǒng)的意愿?,F(xiàn)階段系統(tǒng)能力中規(guī)中矩,從長期航天計劃看,印度正瞄準國際先進水平規(guī)劃下一代的航天系統(tǒng),服務國家戰(zhàn)略和市場需求。
在應用衛(wèi)星方面,印度注重發(fā)揮衛(wèi)星的綜合效能,不斷提升系統(tǒng)性能。通信衛(wèi)星領域,印度建設了龐大的通信衛(wèi)星星座,截至2017年底有15顆“印度衛(wèi)星”(INSAT)和“地球靜止衛(wèi)星”系列通信衛(wèi)星在軌工作,具有超過200路轉發(fā)器,覆蓋Ku頻段、C頻段、擴展C頻段等,同時還從國外衛(wèi)星租用97路轉發(fā)器,滿足國內(nèi)通信需求。目前在軌的軍用通信衛(wèi)星僅有海軍的GSAT-7,空軍也計劃發(fā)展專用的通信衛(wèi)星——地球靜止衛(wèi)星-7A,但目前頻率申請遇到問題,部署進度已經(jīng)拖延數(shù)年。同時,印度正大力發(fā)展高通量衛(wèi)星、Q/V頻段、光通信等先進通信關鍵技術,進一步提升未來的空間數(shù)據(jù)傳輸能力。導航衛(wèi)星領域,印度已經(jīng)建成了獨立的區(qū)域導航衛(wèi)星系統(tǒng),后續(xù)計劃逐步實現(xiàn)空間段和地面段全面國產(chǎn)化,并計劃論證建設全球導航星座。對地觀測領域,印度最早研制了“印度遙感衛(wèi)星”(IRS)系列,隨后逐步發(fā)展為“資源衛(wèi)星”(ResourceSat)、“海洋衛(wèi)星”(OceanSat)、“制圖衛(wèi)星”、“雷達成像衛(wèi)星”(RISAT)等多個系列,同時通過國際合作、工程教育等方式發(fā)展新型對地觀測系統(tǒng)。截至2017年底,印度共有21顆對地觀測衛(wèi)星在軌運行,能夠提供空間分辨率從1km到0.65m,時間分辨率從22天到1天的多樣化對地觀測能力,覆蓋可見光、紅外、微波等多個電磁譜段,以及低軌、中軌、高軌等多個類型軌道;開展測繪、制圖、偵察、陸地觀測、海洋觀測、氣象探測等應用。盡管印度對外不承認衛(wèi)星的軍事用途,但從系統(tǒng)能力和應用來看,“制圖衛(wèi)星”和“雷達成像衛(wèi)星”等系列能夠應用于軍事領域。目前,印度正在推進既有系列衛(wèi)星建設,高分辨率星座加速部署,新一代衛(wèi)星能力比現(xiàn)役衛(wèi)星更為先進。同時印度計劃推出新系列的衛(wèi)星,開展了“地球靜止軌道成像衛(wèi)星”(GISAT)的研制工作,衛(wèi)星能夠每5min對選定的區(qū)域成像1次,也可每30min對印度整個國土范圍成像1次,解決衛(wèi)星成像在時間分辨率、空間分辨率、衛(wèi)星規(guī)模之間的矛盾。
在空間科學和深空探測領域,印度目前開展了月船-1(Chandrayaan-1)月球探測器、曼加里安-1(Mangalyaan-1)火星探測器、天文衛(wèi)星(AstroSat)等重要任務,完成對月球、火星的環(huán)繞探測,以及連續(xù)多波長天文觀測,取得了一系列重要科學成果。后續(xù),印度計劃進一步開展月球、火星、金星探測,以及天文觀測等任務,計劃2019年發(fā)射月船-2探測器,開展月球軟著陸和月面巡視任務,其中軌道器、著陸器和月球車全部實現(xiàn)國產(chǎn)化;2021年發(fā)射太陽神-L1(Aditya-L1)探測器,在日地拉格朗日L1點開展太陽觀測;同年計劃發(fā)射“X射線偏振衛(wèi)星”(XPoSat),對天體X射線的偏振情況進行測量,填補此項研究空白。
在運載火箭領域,“極軌衛(wèi)星運載火箭”和“地球同步軌道衛(wèi)星運載火箭”擔當主力,重型運載能力取得初步突破,未來將向業(yè)務化方向發(fā)展。同時,正在發(fā)展一系列技術領先、性能優(yōu)異的推進系統(tǒng)和技術,包括大推力半低溫發(fā)動機、超燃沖壓發(fā)動機、可重復使用運載器等,為后續(xù)進一步發(fā)展進入空間能力奠定堅實基礎。
印度瞄準未來航天需求發(fā)展任務支持能力,新建運載火箭總裝廠和發(fā)射臺,支持高頻次和快速響應發(fā)射任務,建設統(tǒng)一的地面站網(wǎng)絡,提升運載火箭發(fā)射保障和衛(wèi)星測控服務能力。
印度主要通過薩迪什·達萬航天中心(SDSC)提供運載火箭發(fā)射場服務,航天中心建設了2個發(fā)射臺,分別發(fā)射“極軌衛(wèi)星運載火箭”和“地球同步軌道衛(wèi)星運載火箭”,還有一個獨立的發(fā)射臺發(fā)射探空火箭。中心能夠進行固體推進劑處理、固體發(fā)動機靜態(tài)測試、運載火箭集成和發(fā)射,并通過跟蹤、遙測和遙控網(wǎng)絡和任務控制中心進行火箭測控。目前,薩迪什·達萬航天中心正在建設第二運載火箭組裝廠(SVAB),能夠為地球同步軌道衛(wèi)星運載火箭-Mk3以及未來重型運載火箭提供成熟的集成設施,以滿足更高的發(fā)射頻率需求。中心的3號發(fā)射臺正在審批當中,獲批后發(fā)射場服務能力將進一步提升。
在測控網(wǎng)絡方面,印度主要有跟蹤、遙測和遙控網(wǎng)絡(ISTRAC)和主控站(MCF)兩大機構。印度空間研究組織跟蹤、遙測和遙控網(wǎng)絡位于班加羅爾,并在多地建設了地面站網(wǎng)絡,負責為印度空間研究組織的所有運載火箭、遙感衛(wèi)星和科學衛(wèi)星任務提供跟蹤支持。主控站負責監(jiān)管和控制印度空間研究組織所有的地球同步軌道衛(wèi)星。后續(xù)印度規(guī)劃在北極等地區(qū)建立地面站,同時下一項重點工作是建立一個“國家地面站網(wǎng)”,管理全部在軌航天器,確保服務質(zhì)量和國家安全。
印度高度重視航天應用和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。根據(jù)印度提出的《航天愿景2025》,印度逐步推進重型運載火箭、可重復使用運載器、二級火箭、通信和導航系統(tǒng)、對地觀測系統(tǒng)、空間科學任務、行星探測任務、載人航天任務等計劃發(fā)展,宗旨是通過開展航天活動服務本國發(fā)展需求。
印度開展了涵蓋廣泛、層次豐富的衛(wèi)星應用活動,涉及衛(wèi)星通信、導航、遙感、科學研究等多個領域。通過通信衛(wèi)星,提供電視、新聞廣播、無線電網(wǎng)絡、電信、移動衛(wèi)星服務、遠程醫(yī)療、遠程教育、衛(wèi)星輔助搜救、標準時間和頻率信號分發(fā)服務等多樣化服務,直接提升國民生活質(zhì)量。通過印度導航星座和GPS輔助靜止軌道導航增強系統(tǒng)兩大系統(tǒng)的應用,提供日常生活、軍事作戰(zhàn)、民航飛行等領域的導航服務,促進經(jīng)濟發(fā)展、提升軍事作戰(zhàn)效能、保障民航飛行安全。利用多樣化對地觀測能力,開展氣象、災害預警和管理、農(nóng)林水利、土壤沙漠、地質(zhì)、海洋等全面的應用,增強對生活環(huán)境的認識。同時,能夠開展氣候變化研究、屋頂太陽能利用潛能評估等重要應用,解答全球重大關切,開發(fā)創(chuàng)新應用直接提升經(jīng)濟驅動力。
此外,印度繼續(xù)大力進軍國際發(fā)射市場。2017年2月,通過一箭104星發(fā)射創(chuàng)造了一箭多星世界紀錄。2017年進行了2次國際發(fā)射服務,共將130顆國外衛(wèi)星發(fā)射進入軌道,成為國際發(fā)射服務市場上的重要力量。隨著大規(guī)模微納衛(wèi)星星座計劃的部署,印度可靠、便捷的發(fā)射能力有望得到用戶的青睞,從而進一步拓展發(fā)射業(yè)務。
在任務支持服務領域,為國際客戶提供遙測、遙控服務取得了重要進展。目前,Antrix公司已經(jīng)成為全球最重要的任務支持服務提供商之一,具備強大的遙測、遙控支持能力,利用地面站網(wǎng)絡滿足重要國際客戶的多樣化任務需求。作為與國際客戶長期框架協(xié)議的一部分,Antrix公司利用哈桑主控站為國際衛(wèi)星提供Ka頻段和Ku頻段轉移軌道支持服務(TOSS)。印度空間研究組織的跟蹤、遙測和遙控網(wǎng)絡為法國國家空間研究中心的一顆衛(wèi)星提供了發(fā)射支持服務。此外,Antrix公司還為一家歐洲公司的衛(wèi)星在軌重新定位操作提供支持。Antrix公司正在探索與國際客戶的新型合作機會。
印度總理莫迪上任后提出了“印度制造”戰(zhàn)略,建設創(chuàng)新型國家,意圖將印度打造成為全球制造大國。具體到航天領域,通過創(chuàng)新發(fā)展,提升系統(tǒng)自主研制能力,減少對外國的依賴,提升印度航天產(chǎn)品的國產(chǎn)化率,進一步向航天大國發(fā)展。在航天系統(tǒng)方面,印度近10年發(fā)射了11顆技術試驗衛(wèi)星,印度空間研究組織和8所大學主導了這些技術試驗衛(wèi)星的研制,開展了系統(tǒng)級、分系統(tǒng)級等多個層次的試驗活動。
在學術合作、前沿創(chuàng)新方面,印度早年啟動了贊助研究(RESPOND)計劃,鼓勵學術界參與各類航天活動,建立本國學術機構與航天的緊密聯(lián)系,實施與航天計劃相關的研究和開發(fā)項目。在贊助研究計劃下,大學和學術機構參與了印度航天計劃相關領域的項目。2015-2016年,贊助研究計劃支持了50項新的項目和34項進行中的項目,此外,印度空間研究組織主辦了110次會議和專題研討。通過贊助研究計劃,在完成項目過程中還發(fā)表了大量科學論文,促進研究人員與印度空間研究組織的專家進行了大量溝通交流,提升航天的科學創(chuàng)新引領作用。