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從牛車拉衛星到無人登月,印度用不鏽鋼打造的火箭為何一鳴驚人?

7月22日下午,經過一次推遲之後,印度GSLV MkIII運載火箭終於在安得拉邦薩迪什·達萬航天中心順利發射,成功將月船二號探測器送入太空。雖然有未經證實的消息說,這個登月探測器疑似未能正常入軌,但印度這次展示的運載火箭確實讓人眼前一亮,其外形比我國最先進的長征5號還要粗壯,頗有點歐洲「阿麗亞娜」5和美國太空梭運載火箭的范兒。

印度發射月船二號的壯觀場景

GSLV MkIII其實是一個縮寫,它的名字和月船二號一樣通俗易通,全稱是「地球同步衛星運載火箭3」號,這是目前印度運力最強的火箭。火箭高44米,有14層樓那麼高,整流罩的最大直徑5米,起飛重量640噸,相當於1.5架滿載的波音747客機。

這枚火箭的重量相當於1.5架滿載的波音747客機

然而它的地球同步轉移軌道運載能力只有4噸,未來預計能拓展到4.5噸,還不如起飛重量不到500噸的中國長征三號乙運載火箭的5.5噸,距離我國最新的長征五號則更遠,也算是世界航天界的一大奇葩了。

GSLV MkIII地球同步轉移軌道運載能力只有4噸

印度原計劃在2018年4月用GSLV MkII進行這次發射,由於月船二號探測器不斷增重,不得不臨時啟用推力更大的GSLV MkIII。然而即使是GSLV MkIII,也才剛剛夠用。值得一提的是,這次發射之後,如果一切正常的話,月船二號探測器的登陸器將於9月6日在月球南極區域進行軟著陸,也就是說這中間要進行40多天的太空飛行,為什麼需要這麼久呢?其實就是因為GSLV MkIII推力不足,無法像我國嫦娥二號那樣直接切入地月軌道,只能像當年的嫦娥一號那樣依靠天體的引力,慢慢將它拋出。

月船二號需要一個多月才能抵達月球南極

實際上,如果單從火箭發動機推力來看,印度的GSLV MkIII並不弱,GSLV III由兩個芯級加兩台固體捆綁推進器構成。兩個固體捆綁推進器S-200質量200噸,推力5150 KN。而火箭一級為L-110常規液體發動機,由兩台維卡斯-2發動機驅動,總推力1400KN。火箭二級為C-25 低溫氫氧發動機級,引擎為1台CE-20發動機,推力200KN,這水平在全世界都是領先的,甚至比我國的單台氫氧發動機推力還要大,然而地球同步轉移軌道運載能力只有4噸,而我國的長征5號的地球同步轉移軌道運載能力為25噸,為什麼會有這麼大的差距呢?

GSLV MkIII運載能力相比長征5號差距巨大

原來,運載火箭的箭體一般使用鋁合金和鈦合金來製造,然而由於印度的航天材料不過關,沒辦法只能用不鏽鋼箭體,這玩意兒太沉,導致印度火箭自身重量巨大,有效載荷自然是上不去,啥時候印度把材料這關過了,才能算是真正成為了航天大國。

印度人用不鏽鋼製造火箭

而除了製造火箭的材料不行之外,印度GSLV MkIII還存在一些問題,它雖然實現了「三垂」,即垂直組裝,垂直運輸、垂直發射,達到了我國21世紀前10年的水平,但是在一張火箭運往發射台的照片上,我們發現一路上的基礎設施非常差,甚至在軌道旁邊就是泥土和水坑,如果地基被泡軟,火箭在垂直運輸過程中路面不平,發生崩塌也是有可能的。

GSLV MkIII垂直運輸過程中路況很差,別塌嘍

在印度航天史上,有兩張里程碑式的照片:一張是用自行車運火箭。1963年11月印度第一枚成功發射的火箭,其1米多高的彈頭竟然是科學家用自行車運到發射場的。而另一張則是用牛車拉衛星。1981年,印度測試第一顆衛星「蘋果」號的照片,照片中,一顆閃閃發光的衛星被放在一輛彷彿吱吱作響的牛車上,這是繼拖拉機上航母拉艦載機之後,印度人的又一創舉。

印度用牛車拉衛星

印度用自行車運火箭彈頭

當然,這兩張照片反映了印度航天草建之初,他們的航天人克服困難進行科學探索的精神,但是在自行車和牛車的背後,卻是一種不專業和散漫的態度,而這種態度,至今仍深深刻在印度航天的記憶當中。

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