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大幹快上!這就是印度載人航天計劃的實施方式

在位於俄羅斯首都莫斯科東北方向的尤里·加加林國家科學研究和測試宇航員訓練中心中,一批來自印度的宇航員正在這裡接受培訓,這些宇航員的培訓,只是印度計劃於2022年前完成的載人航天計劃(Gaganyaan)的一部分。

根據印度國家航天機構印度空間研究組織(ISRO)公布的計劃時間,他們將於2020年12月進行無人值守的Gaganyaan計劃首次全面測試飛行,而後在2021年7月進行另一次試飛。如果一切順利,印度將在2022年之前,將其首批宇航員送入太空。他們將繞地球運行7天並進行科學實驗,然後返回。

根據ISRO的說法,Gaganyaan計劃的成功執行,將為更複雜的人類太空飛行任務打開大門,其中包括了到2030年,在近地軌道建設空間站。

目前,印度空軍已經在其飛行員隊伍中選拔了10名宇航員候選者了,他們已經在俄羅斯國有空間技術營銷公司(Glavkosmos)的配合下,在加加林宇航員訓練中心進行相應的訓練。同時,ISRO也在與俄羅斯合作,進行宇航員生命支持系統中必不可少的關鍵技術研發。這些合作有助於ISRO在未來幾年中,於印度本土建立載人航天所需的基礎設施,是目前印度人必須要做的。

當訓練完成後,印方將從10名候選人中選出三名宇航員進行正式的載人航天飛行。考慮到印度武裝部隊沒有合適的女性崗位,這三名候選人不可能出現婦女。他們穿著的太空服,將由位於班加羅爾的國防研究與發展組織(DRDO)下屬的印度國防實驗室(DEBEL)製造。

對Gaganyaan計劃宇航員的初始培訓包括身體檢查和體能訓練。即使是體格健壯的軍事人員也需要經過嚴格的培訓,以適應不斷變化的重力環境帶來的身體變化。很多宇航員在進入失重狀態時會感覺暈眩,從而影響的正常的任務執行。不斷變化的重力環境也會導致無效的血液循環,尤其是重返大氣層和著陸時,身體的變化在理論上可能使宇航員喪失執行任務能力或昏迷。

雖然7天的軌道飛行還不足以發生主要的太空生理變化(例如骨骼鈣流失或肌肉無力),但是在任務期間使用不斷變化的重力加速度符合,則需要在離心機中進行訓練,通過快速旋轉模擬G力。

宇航員除了身體訓練外,還需要熟悉航天器的所有運行系統。特別是生命支持系統、導航和熱控制,以及相應的天文學、軌道力學和和對地觀測知識。以往的載人航天任務經驗表明,這些知識在需要手動干預航天器的情況下是非常必要的。宇航員培訓通常持續四年,但是對於印度的准宇航員們來講,所有的培訓將會在兩年內完成,以符合發射期限。這意味著,即使排除他們不會執行的太空行走、航天器會合和對接等高級培訓,培訓時間也將非常緊張。

印度的宇航員除了操縱航天器以外,還將進行科學實驗。有關科學實驗的詳細情況,ISRO尚未透露。但是去年年底,ISRO向社會徵集了微重力實驗的內容建議,並將類別縮小到了10種類型,其中即包括了可以放置在乘員艙內部的,也有需要布置在乘員艙外部的。

印度航天員可能會攜帶某種生命體(例如細菌、微生物、植物),以研究太空飛行對它們的影響,並了解某些微生物在太空輻射環境中的光合作用或繁殖情況。此外,它們還有可能進行醫學實驗,例如太空中的人體廢物處理,探索心血管變化的試驗等。對於火焰的探索也是去年ISRO收集的重點建議之一,火焰在微重力下是球形的,了解它們有助於下一代火箭發動機的研發。

經過多年的扯皮,ISRO的載人航天計劃於2018年獲得了批准。印度政府在2018年12月批准了100億盧比的預算以進行載人航天計劃,一個月後在班加羅爾成立了載人航天飛行中心。

在獲得最終批准之前,ISRO就已經開始了對載人航天工程的相關技術進行預研。2007年,ISRO就已經向近地軌道發射了載人航天飛行器的驗證版,此次發射作為返回艙試驗,測試了載人航天飛行需要的主要技術。例如航天器的導航與控制、再入大氣層、航天器熱管理、再入大氣層時的「黑障」導致的通信中斷、降落傘的打開與飛船濺落海區的相關技術。2014年,一個完整的返回艙原型成功的進行了類似測試,這個返回艙原型被稱為「大氣層再入模塊試驗」(CARE)。

在2018年7月進行的測試中,ISRO試驗了飛船逃逸塔的工作。在實驗中逃逸塔將模擬飛船從火箭上帶離,並將模擬飛船帶到了合適的高度,返回艙成功降落在孟加拉灣。

印度人計劃使用GSLV MK-III運載火箭來發射載人航天飛船,2019年7月22日,GSLV MK-III運載火箭發射「月船2號」成功,將「月船2號」送入了預定軌道。GSLV MK-III運載火箭綽號為「胖男孩」,它將把7.8噸重的載人飛船發射到約400公里高度的近地軌道上,載人飛船將搭載3名宇航員飛行7天。

在執行過「神舟工程」的中國人看來,印度的「Gaganyaan」計劃細節上充滿了印度式的「大幹快上」PPT風格,超短的準備時間,省略的宇航員培訓,僅有2次的驗證飛行,未經詳細的系統驗證,貪大求全的任務內容……這一切,都使得印度未來的載人航天飛行充滿了未知數。

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