顶端新闻2023-04-08 11:13:13
可重复使用航天器是目前航天领域的先进载具,中美已经在该领域有了成功的经验,算是走在了全世界的前面。不过在可重复使用航天器领域奋起直追的,既不是俄罗斯也不是欧盟,甚至不是小有成就的日本,而是身在南亚的印度。
(印度ISRO可回收火箭完成自主着陆,返回地面的过程)
(资料图片仅供参考)
2023年4月2日,印度空间研究组织(ISRO)在距离班加罗尔大概200公里的奇特拉杜尔加航空试验场上,成功的进行了一次可重复使用航天运载器(RLV)精确自主着陆实验(LEX)。RLV自主降落的成功,意味着印度初步验证了可重复使用航天器的设计可行性,这对印度航空航天来说具有重大的意义。
(支奴干直升机投放RLV模拟图)
ISRO的这次自主着陆任务,也透着一股艰苦朴素的味道,印度没有安排特别复杂的试飞任务,而是由一架CH-47支奴干直升机,将需要试飞的RLV验证机带到4500米的高度,然后在空中将RLV释放。RLV验证机则以每小时350 公里的平均速度降落飞行,滑翔4600米后最终完成着陆。
直升机投放看上去比较简单随意,但试验也是严格按照从太空再入大气层后,飞行器进入中低空飞行准备着陆的条件。ISRO在试验中,让支奴干直升机模拟了包括飞行姿态、速度、高度、自身速率等十个参数,使得RLV自主着陆的飞行轨迹与从正常重返大气层的着陆轨迹基本相同。
(RLV准备着陆)
这次的测试,验证了RLV的自主降落技术设计是成功的,至少从中低空飞行再到降落,肯定是没啥问题了。为了这一小步的成功,ISRO为RLV验证机配置了多项先进技术,包括精确的导航硬件和软件、卫星导航系统、Ka 波段雷达高度计和减速伞等。
(成功着陆的RLV,可以看到验证机的制造工艺还比较粗糙)
ISRO这次的RLV 自主降落试验是RLV-TD项目五项测试中的第二项,也是ISRO计划开发可重复使用航天器计划的一部分。印度计划研制一种可以由火箭助推起飞,自主降落,运送物资往返地面和近地轨道上的航天器,降低目前一次性火箭发射的成本。
(2016年完成试飞的RLV验证机)
早在2016年5月23日,RLV-TD项目的缩比例模型就进行了首飞。在RLV-TD的首次实验中,验证机飞到了65000米的高度,以5倍音速飞行大概450公里,最后按照预定的目标坠落在孟加拉湾,理论上RLV也摸到了高超音速飞行器的门槛,只不过它并非导弹。在这次实验中,ISRO对RLV的自主导航、制导、控制、可重复系统以及再入任务管理等关键技术进行了验证。预计后续RLV-TD还将开展三次更大规模的飞行试验,一个是轨道再入返回试验 (ORE) ,其次是动力巡航飞行,最后一个是超燃冲压发动机推进试验 (SPEX)。RLV的入轨飞行试验计划由GSLV MK2运载火箭负责。
(印度ISRO正在将RLV运往航空试验场,对RLV进行测试)
RLV 的LEX试验,让ISRO收集到了极为重要的数据,为印度可重复使用航天器的进一步发展乃至实用化奠定了基础。不过这次的RLV毕竟还是缩比例模型,也是不是真正的再入大气层返回降落,因此测试具有一定的局限性。
不过印度ISRO表示,未来印度会将这种运载火箭的比例一步一步放大,最终达到1比1的比例。
(印度RLV-TD纸模型)
人类目前并不缺乏进入太空的技术,但是真正限制人类进入太空,进行探索活动的还是成本。目前太空探索任务中有80%以上的成本都是用在运载工具上,太空活动高昂的成本让很多国家望而止步。
降低火箭成本,意味着能够让人类更加方便的进行太空活动。可重复使用火箭是一种较低较低成本进入天空的模式,印度开发RLV-TD,就是想实现用较低的成本进入太空。
(美国的X-37B太空飞机,在太空九百多天后,返回地球)
可重复使用火箭技术并非只有印度在研究,美国已经使用可重复火箭,也就是航天飞机在太空中执行了数十次任务。航天飞机退役后,美国又开发了X37B这样的可重复使用航天器,也俗称太空无人机。
印度在航空航天领域起步比较晚,在这个领域的投资相对中美两国来说很少,但印度能在可重复使用航天器领域发起追赶,不得不说,印度在航天上确实很有雄心,也有一定的底子。
(印度测试的RLV缩比例验证机)
印度的可重复使用航天器目前还在技术演示阶段,距离实际成熟还有很长的路要走,但这对于印度来说是一个重要的里程碑,不管印度RLV-TD项目最后能不能如期实现,印度在这个过程中会积累很多技术和经验,对印度以后开发太空运输工具,探索宇宙具有很大的意义。
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