浅谈印度的空间技术_遥感卫星论文

浅谈印度的空间技术_遥感卫星论文

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[中图分类号]G3215 [文献标识码]A  [文章编号]1004-1508(2003)03-0027-004

印度空间技术发展迅速,已经迈入世界空间技术大国。1994年印度用PSLV-2D运载火箭,把一颗地球遥感卫星送入极地轨道,成为第六个拥有这种能力的国家。

1972年,印度建立了空间委员会和空间局(DOS),随之制订了空间计划。其目的是促进空间技术的开发和运用,特别是在电信、电视广播、气象学、资源勘探和管理领域。空间计划主要由印度空间研究组织(ISRO)、国家遥感机构和物理研究实验室实现。在过去几十年来,通过自力更生,印度的空间计划取得了巨大的进展。

一、印度国家卫星系统(INSAT)——服务领域广阔:电信、气象观察、数据传送、电视广播、无线电和电视节目的播送等。

印度国家卫星系统是一个多功能的卫星系统,它由印度空间局、电信局(DOT)、气象局(IMD)和全印无线电台(AIR)等组成的合资公司进行运作。空间局直接对印度国家卫星系统负责。1983年,随着卫星INSAT-IB投入使用,印度国家卫星系统成立。目前,这套系统由印度空间研究组织制造的卫星、INSAT-2C、INSAT-2E和INSAT-3B以及1997年从AR-ABSAT得到的INSAT-2DT等组成。国家卫星系统INSAT-2C除了承载INSAT-2A和INSAT-2B的通信转发器外,结合了Ku-带通信转发器,供商业通信;延伸了C-带通信转发器,使印度以外的地方,从东南亚到中东都能接收到印度的电视节目。INSAT-3B于2000年3月发射,载有12C-带转发器。3Ku-带转发器和CxS移动卫星服务转发器。国家卫星系统为印度多个领域服务,电信、气象观察、数据传送、电视广播、无线电和电视节目的播送等。

印度国家卫星系统上有564种各类型的电信终端,包括印度东北部地区乡村电报的50个终端,这些终端通过135条路径提供5600条双向循环。国家信息中心建立了800台微型终端,以提供全国范围的数据通信,连接地区和邦首府。国家热能公司(NTPE)、印度天然气有限公司(CAIL)、核能公司(NPC)、印度电话工业(ITI)、石油天然气公司(ONGC)、国家化肥有限公司(NFL)、印度煤有限公司(CIL)都受控于国家卫星系统,其运作皆通过国家卫星系统。印度新闻托拉斯(PTI)已经利用国家卫星系统的广播设施安装了一个系统,此系统以高速度来提供新闻和信息服务,从而扩大其播放面积。随着INSAT-2C、INSAT-2E、INSAT-3B的有效利用,在KU-带和移动卫星服务上的商业通信正在得以试验。(注:India 2002 A Reference Annual Compiled and edited by Research,Reference and Training Division Ministry of information and Broadcasting Govermment of India;P.156。)

从国家卫星系统上收集的气象数据和从遥远地区的其他站台上收集的气象数据大大地改善了印度的气候预报。在海岸旋风易发区,已经安装了100多个卫星天灾警报系统的天灾警报接受器。

国家卫星系统扩大了电视服务领域,全印度有1079个电视发射机通过国家卫星系统相连。印度超过85%的人口可享受国家卫星系统的电视网络服务。INSAT-2C使东南亚到中东地区的人们能看到印度的电视节目。国家卫星系统的电视教育服务网络已普及到大学和北方邦、奥里萨邦、马哈拉斯特拉、古吉拉特、和北方邦等地的小学。国家卫星系统专门有一个频道从事教育与培训。在中央邦的贾布阿地区己开始一个试验项目,开发卫星通信和培训。这个项目正推广到1000多个村庄,包括边境地区。

2002年7月3日INSAT-3C卫星开始远距离医学服务,把在南亚大陆上的一个医院与2000公里外印度洋上的安达曼和尼古巴岛连接起来。(注:崔志译:《空间新闻》,2002年7月8日。)

二、印度遥感卫星系统——服务于印度国家自然资源管理:农业,水资源,气候预测,渔业的发展;城市开发;矿的勘探;森林资源的测定等。

印度遥感卫星(IRS)是国家自然资源管理系统(NNRMS)的骨于。国家自然资源管理系统建立于1983年。印度空间局(DOS)是其中的一个机构,提供遥感数据服务。第一颗遥感卫星IRS-1A于1988年3月发射,IES-1A遥感卫星的使用,标志印度的遥感卫星系统开始运行。第二颗遥感卫星IRS-1B在1991年发射升空。之后,遥感卫星IRS-1C、IRS-P3、IRS-1D、IRS-P4的发射,大大提高了印度遥感卫星系统的效率。IBS-1C遥感卫星于1995年12月28日由俄罗斯的火箭发射;IRS-P3、IRS-1D、IRS-P4遥感卫星是由印度自己的运载火箭PSLV发射;IRS-1D于1997年9月29日发射升空。(注:士元:“稳步发展的印度遥感卫星”,载《大众科技报》,2000年10月12日。)IRS-1C和IRS-1D两棵卫星的发射,在空间分辨能力、增光谱带、体视镜影像、宽领域覆盖、更频繁回访方面,提高了遥感卫星系统的能力。它们携带录音机,当数据没有适时被转发时,录下数据。IRS-P3是由第三代运载火箭(PSLV-D3)于1996年3月21日发射,它除了有一个德国的DLR开发和设计的模数可视电子扫描仪(MOS)外;还有一个宽领域传感器(WFS),此传感器与IRS-1C的相似,但还增加了一个短波IR带(SWIR),用于研究植物原动力;一个X射线天文载荷(XAP),用于研究时间的变化和宇宙中X射线资源的光谱特征,和发现瞬变的X射线资源。(注:India 2002 A Reference Annual Compiled and edited by Research,Reference and Training Division Ministry ofinformation and Broadcasting Govermment of India;P.157。)另一颗卫星IRS-P4(OCEANSAT)是在1999年3月26日进入轨道,另外两颗IRS-P5和IRS-P6计划在将来3年内发射,这两颗卫星分别用于制图和农业资源的观察。

在国家自然资源管理系统中,遥感卫星用于广泛的领域,如庄稼面积和产量的估算;旱情警报和估计;洪灾控制和估算;使用陆地和陆地面积信息;依据气候的农业计划;荒地管理;水资源管理;地下水开发;雪崩的预测;河流流域和已控地区的管理;渔业的发展;城市开发;矿的勘探;森林资源的测定等。空间局积极的工作保证了对遥感卫星潜能的挖掘。1992年开始的可持续发展一体化计划(IMSD),就是利用遥感卫星数据的重要体现。可持续发展一体化计划在175个地区实行,目的是使基层制定可持续发展的具体计划。IRS-P4展开了与海洋资源相关的运用远景。

三、运载火箭技术——挤进世界运载火箭大国的行列

运载火箭的研制是印度航天工业的重点项目,其经费约占航天计划总预算的1/2。1997~1998年度印度航天计划预算为3.3361亿美元,运载火箭的研制费用达到了1.4185亿美元。印度已经研制出4种基本型运载火箭。(注:朱在明 王国忠 谢玉光:“印度航天工业日渐惹眼”,载《解於军报》,2000年9月27日第12版。)

印度第一代“卫星运载火箭”的开发是从SLV-3小心翼翼地开始的,SLV-3能把40公斤的卫星送入地球附近的轨道。第二代“加大推力型卫星运载火箭”(ASLV)采用惯性制导,可携带150公斤的有效载荷。通过“加大推力型卫星运载火箭”在1992年5月和1994年5月的两次成功的发射,印度的运载火箭技术有了很大的提高,它把SROSS卫星射入轨道,SROSS卫星进行了伽马射线爆发试验,延迟了有潜力的分析者进入地球轨道。第二颗卫星SROSS-CZ至今还发回有价值的科学数据。第三代“极轨卫星运载火箭”(PSLV)和第四代“静止卫星运载火箭”(GSLV)可发射中程弹道导弹和洲际弹道导弹。“极轨卫星运载火箭”能把1200公斤的遥感卫星送人地极太阳同步轨道。第一个“极轨卫星运载火箭”PSLV-C1把遥感卫星(IRS-1D)送入轨道。“极轨卫星运载火箭”(PSLV-D2)于1994年10月15日把遥感卫星IRS-P2送入预定的地极轨道。“极轨卫星运载火箭”(PSLV-D3)的开发性试验发生在1996年3月21日,遥感卫星(IRS-P3)被送入预定的轨道。1999年5月26日,“极轨卫星运载火箭”(PSLV-C2)把本国的“海洋遥感卫星”(IRS-P4)、韩国的“基特一丑1卫星”(Kitsat3)和德国的“图布卫星”(Dlrtsbsat)同时送入轨道。2001年4月18日,在印度南部的斯里哈里克塔航天基地,第四代GSLV-D1地球同步卫星运载火箭成功发射升空,并将一颗重达1540公斤的试验通讯卫星送入对地同步轨道。2002年2月9日,印度又对自行开发的火箭用超低温发动机进行了一次“全面试验”并取得成功。配备了这种发动机的运载火箭可以将卫星送入地球上空3.6万公里的轨道。这次试验虽然只持续了短短10秒钟,却被印度航天界人士称为是印度航天计划的一个“重要里程碑”,因为目前世界上只有美国、俄罗斯、法国、中国和日本5个国家具备使用超低温发动机发射对地同步卫星的能力。(注:India 2002 A Reference Annual Compiled and edited by Research ,Reference and Training Division Ministry of information and Broadcasting Govermment of India;P.158。)

四、印度空间技术已向市场化迈进

印度空间研究组织所开发的236个高级技术已经被转移给本国的工业,进行商业开发利用。印度空间组织还给工业提供技术顾问,同时,也利用印度的工业进行空间计划。某些首要的工业如航空、通信和工程现在已经设立了自己专门的部门来处理空间硬件。为了使印度空间组织的硬件和服务能够市场化,一家政府独资公司一Antrix有限公司已经成立。Antrix已同美国的一家主要公司签定了一个重要的合同,目的是接收和在全球销售来自印度遥感卫星的数据。全球很多地面站都已经增加安装了印度提供的硬件设施,以接收来自印度遥感卫星的数据。Antrx同时正执行另外几个合同。

印度的火箭发射技术已经逐步走向了商业化,现正努力开拓国际市场,积极参与国际竞争。1999年5月26日,印度用自己研制的极地卫星运载火箭(PSLV-C2)将本国的“海洋遥感卫星”(IRS-P4)、韩国的“基特一Ⅲ卫星”(Kitsat3)和德国的“图布卫星”(Dlrtubsat)同时送入轨道。印度的遥感卫星系统已打进国际商业领域。美国、德国、沙特阿拉伯、韩国、厄瓜多尔、泰国和澳大利亚等都在接收印度遥感卫星发射的信号,并由印度向这些国家的地面站提供所需的软件和硬件。

五、印度空间技术的坚强后盾——坚实的基础研究和庞大的研究机构

1、空间计划的研究和实施机构

印度空间计划的研究和开发活动都是在空间局和印度空间研究组织的领导下进行的。空间局总部和印度空间研究组织都在班加罗尔。(1):运载火箭开发中心设在提鲁纳兰塔普纳姆(Tniruvananhapuram)的维克拉姆·萨拉拜空间中心(VSSC),它是火箭研究计划和运载火箭开发项目的先锋。(2)班加罗尔的印度空间研究组织卫星中心(ISAC),负责卫星的科学、技术和运用任务的设计、组装、试验和管理。(3)阿默达巴达的空间运用中心(SAC),从事卫星运载系统的设计和开发;完成空间技术的运用示范。(4)斯里哈里科塔的SHAR中心,位于安得拉邦东海岸,是印度空间研究组织主要的发射中心;火箭燃料加工和固体燃料火箭阶段的地面试验都在这里进行。(5)液体推进系统中心(LPS)是运载火箭和卫星的液体推进系统开发中心,在提鲁纳兰塔普纳姆、班加罗尔、泰米尔纳杜邦的马亨得拉机里建有相关设备设施。(6)阿默达巴达的开发教育交流单位(DECU),从事于空间运用项目的定义、计划和社会经济的价值估价。(7)印度空间组织的测距术、跟踪和指挥网络(ISTRAC),其总部和宇宙飞船控制中心设在班加罗尔;地面站的网络可以连接到斯里哈里科塔、提鲁纳兰塔普纳姆、班加罗尔、勒克垴、布来尔港和毛里求斯;它们为运载火箭、印度空间组织的卫星任务和其他空间机构提供测距术、跟踪和控制服务。(8)位于卡纳踏克境内哈桑的主要控制设备(MCF)负责所有印度国家卫星系统的卫星发射后的运行,包括轨道调度、地面站管理和宇宙飞船的轨道内运行。(9)印度空间研究组织的惯性系统单位(IISU),位于提鲁纳兰塔普纳姆,负责卫星和运载火箭惯性系统的开发。(10)物理研究实验室(PRL)位于阿默达巴达,是印度空间局主要的空间科学和相关学科的国家研究中心。(11)国家遥感卫星机构(NRSA),位于海德拉巴,负责遥感卫星数据的接收、加工和发送;同时还执行空中巡视。(12)在提鲁帕提附近的加旦几的国家中层、平流层和对流层读数设备(NMRF),可供科学家进行大气研究。在西隆已经建起了一个东北空间运用中心(NE-SAC),以促进这一地区的空间技术运用。

2、空间科学的基础研究

空间科学的基础研究主要是在以下领域进行的:天文学、天文物理学、地球大气层和超高层大气物理学、地球科学、太阳系研究和理论物理。阿默达巴达的物理研究实验室、提鲁纳兰塔普纳姆的空间物理实验室、阿默达巴达的空间运用中心、班加罗尔的印度空间研究组织卫星中心承担了这些研究活动。一项用气球、火箭和卫星来进行的地球一生物体研究正在继续,旨在研究人类的活动对地球环境所产生的影响。在提鲁帕提附近的加旦几已经建起了国家中层一平流层雷达(NMRF),用于研究大气动力、大气湍流和漫射测定、大气物质污染分散研究、风的剪力的检测和云层物理等。在SROSS卫星上进行的伽马射线爆发试验和在IRS-P3遥感卫星上进行的X-射线载荷有助于对高能天文学进行更进一步的研究。

印度经过几十年的努力,在空间技术领域的成就突飞猛进。印度的国家卫星系统、遥感卫星、运载火箭的技术已经进入世界前列。这些似乎正在告诉世界“印度正在崛起”。

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