印度准备在2021年发射首个载人飞船

1984年4月2日，印度空军(IAF)飞行员Rakesh Sharma搭乘苏联火箭进入近地轨道，在“礼炮7号”空间站停留了一周。这使他成为第一个也是唯一一个冒险进入太空的印度公民。现在，差不多36年过去了，这个曾经依靠苏联进入轨道的国家正在慢慢地向自己的载人航天计划迈进，这个计划的目标是在2021年12月发射第一次载人飞行，名为“Gaganyaan”。

印度的GSLV MkIII运载火箭将于2019年携带月船2号宇宙飞船在萨迪什·达万航天中心等待发射。三级火箭能够携带10吨到近地轨道，使它成为印度最强大的火箭。ISRO

为了展示印度自主研发的技术，印度空间研究组织(ISRO)将在历史上首次将三名宇航员送入近地轨道，为期至少一周。ISRO退休科学家Kashyap Mankad向《天文学》杂志解释说，这对印度来说将是一个历史性的时刻，这个国家将永远铭记这一时刻。

一开始就不顺

ISRO将印度宇航员送入太空的目标并不新鲜。近几十年来，美国国家航空航天局已经将数百名宇航员送入太空，而ISRO最近一次失败的计划是在1986年。当时，该组织已经准备好在NASA的一架航天飞机上发射两名有效载荷专家。但是挑战者号的灾难和美国国家航空航天局随后暂停了载人飞行，使得ISRO的计划戛然而止。这导致ISRO将其资金转向本国的运载火箭，将其载人任务搁置一旁。

沉睡已久的载人飞行梦想在2006年重新出现。Gaganyaan任务的间歇计划开始了，但是资金的缺乏阻碍了重大进展。印度总理纳伦德拉·莫迪(Narendra Modi)在2018年正式宣布这项任务后，ISRO的年度预算才增加了3%。这导致了一个宇航员候选人的简短名单的产生，并为非载人和载人航天飞行设定了真正的最后期限。

向太空发射假人

为了准备2021年的载人飞行任务，印度空间研究组织计划在2020年12月和2021年7月进行两次无人飞行。ISRO将发射一个名为Vyommitra的人形机器人(梵文是“太空的朋友”的意思)进入近地轨道，而不是测试空的宇宙飞船。在前两次测试飞行中，Vyommitra将扮演一个模拟宇航员的角色。国际空间研究组织(ISRO)于2020年1月22日公布了Vyommitra的计划，它将适应环境，模拟宇航员活动，并执行生命维持操作，所有这些都将有助于在2021年飞行前评估宇航员乘务舱的问题。

“成功执行任务的重要里程碑是确保机上人员的生命安全和健康。”这需要对各种复杂系统进行严格的测试，”人类太空飞行中心的首席系统开发人员Shubhayu Sardar告诉《天文学》杂志，他的工作是为Gaganyaan的宇航员开发生命支持系统。

虽然Vyommitra没有腿，但它的身体配备了通信系统，帮助它识别宇航员并与之交谈。除了先进的技术，科学家们认为从这些演示任务中收集的数据将有助于改善2021年飞行的关键系统，增加成功的几率。

ISRO的人形机器人Vyommitra在印度班加罗尔的揭幕仪式上穿着传统的印度服装。Vyommitra将在2020年12月和2021年7月执行Gaganyaan任务的前两次无人飞行。印度时报的Chethan Kumar报道

对于一个在过去50年里只将通讯卫星发射到近地轨道的国家来说，将人类发射需要在现有技术的基础上迈出一大步。尽管GSLV MkIII——被选中既可以发射虚拟宇航员，也可以发射真实宇航员——是印度最强大的火箭，但它的三个阶段中有两个计划进行重大升级，为载人飞行做准备。

MkIII的副项目主任S. Somanath说：“人造运载火箭的可靠性目标是0.99，这意味着在统计上每100个运载火箭中只有1个是不可靠的。”

一旦机组模块和子系统准备就绪，MkIII将与宇航员一起从萨迪什·达万航天中心发射升空，并进行六项科学实验。进入近地轨道的飞行时间预计为16分钟，之后太阳能电池阵列将部署一周。在返航过程中，乘员舱将与服务舱及其引擎分离，重新进入地球大气层，并打开两个降落伞，使其减速，以便在阿拉伯海进行软着陆。

一系列的第一

尽管对载人航天的追求对ISRO来说是新的，但对前所未有的目标的推动却不是。火星轨道器任务，月船一号和月船二号，以及同时发射的104颗卫星只是ISRO最近几个需要完全自主研发技术的任务中的几个例子。尽管并非每一次登月都是成功的——月球飞船2号在去年的紧急着陆中失去了着陆器和漫游者——但它们显示了印度有能力开发以前从未尝试过的系统设计和任务管理战略。

曼卡德说:“历史告诉我们，大多数技术发展要么发生在战争期间，要么发生在发展空间项目的过程中。”

在Gaganyaan任务中，其中一个这样的发展是使宇航员能够在太空飞行中使用喷水技术洗澡。在一个简单的水枪上施加微小的压力，可以使宇航员在水不流动的环境下使用喷射器梳洗。

这是一个模拟Gaganyaan的乘员舱，三个宇航员坐在一起。该模块的导航和生命支持系统正在由ISRO的研究部门维克拉姆·萨拉巴伊太空中心开发。《经济时报》

考虑到目前印度太空飞行的局限性，即使有14亿美元的预算，Gaganyaan两年的紧迫期限似乎也很难完成。试飞必须进行，飞行后必须进行改进，只有这样宇航员才能获准飞行。但作为对比，美国宇航局的第一个载人航天计划，水星计划，于1958年10月启动，并于1961年5月进行了首次载人飞行。因此，尽管ISRO的飞行两年目标似乎短得吓人，但这一时间表并非闻所未闻。另外，要记住，在水星计划第一次成功的载人飞行之后，NASA在接下来的两年里又进行了五次载人飞行任务。

为了遵守这些最后期限，同时节省宝贵的时间和金钱，ISRO选择将一些技术开发外包给其他印度研究机构，但载人飞行的某些方面需要国际帮助。印度可能正在生产太空食品和运载火箭部件等主要产品，但宇航员培训的必要性正促使印度与俄罗斯和法国建立伙伴关系。

国家使命的国际合作

尽管ISRO的目标是发展一个完全自主的人类太空飞行计划，该组织并没有很多成为宇航员的诀窍。制造一台能在轨道上工作的机器是一回事，但在太空这种无情的环境中让一个人保持健康和活力是完全不同的另一回事。

曼卡德解释说:“与太空医学、太空环境暴露、康复和适应(地球上的)正常生活等人类科学挑战相比，工程技术方面的挑战相对容易应对。”

ISRO在宇航员培训方面缺乏经验，这为其与Glavcosmos进行国际合作提供了机会。Glavcosmos是俄罗斯航天局(Roscosmos)的子公司和发射服务提供商。2020年1月，四名由印度空军飞行员转型的宇航员被送往莫斯科附近的尤里·加加林宇航员训练中心，开始为期12个月的训练计划。它将包括密集的物理和生物医学训练，对联盟号系统的研究，以及为不寻常的飞行条件做准备。此外，ISRO正在与法国合作培训印度空军医生，以监测宇航员在飞行前、飞行中和飞行后的健康状况。

前方的道路

如果这次任务成功，印度将加入中国、美国和俄罗斯的行列，向太空发射自己的宇航员。Gaganyaan的宇航员是ISRO载人航天计划的第一批宇航员，他们将在微重力环境下进行科学实验，涵盖从太空医学到通信技术等一系列研究课题。正如我们过去从其他国家航天机构看到的，ISRO完成了一系列载人飞行和实验后，印度空间站可能即将建成。

虽然在结构和目标上与国际空间站(ISS)相似，理论上印度空间站将只有20吨重，作为宇航员进行实验的临时住所。虽然ISRO设定了在2030年发射空间站的目标，但该机构还没有概述空间站将如何建造或将会是什么样子。建造功能性、可居住的空间站的历史表明，在执行之前，至少要经过十年的精心规划。尽管准备时间较长，但苏联和美国的第一次尝试范围从不完善的发射到不幸的死亡。

国际空间站的建立要追溯到1984年，它的第一个模块直到14年后才发射。国际空间站反映了5个国家的努力，他们花了近10年的时间和35次航天飞机任务来组装。目前，ISRO发射自己的空间站的计划似乎雄心勃勃，如果不是不可能的话。但Mankad说，实现这一目标的第一步是ISRO将其重点转向为其火箭开发可重复使用的低级火箭。这将有助于减少太空飞行带来的天文成本。

“现在是ISRO大展宏图、承担更具挑战性任务的时候了。他还说，印度的研究机构将在ISRO太空计划的未来发展中发挥重要作用。

此外，ISRO研究太阳、月球和火星的任务将在未来5年陆续完成，这凸显出该机构正逐步从专注于通信卫星，转向成为探索太阳系的主要参与者。“月船三号”将于2020年底发射，这将是印度空间研究组织第二次尝试将航天器送上月球南极。今年还计划发射Aditya-L1，这是ISRO的第一个太阳研究任务。一个更长期、正在进行的项目是“火星轨道器2号”(Mars Orbiter Mission 2)，它是“火星轨道器2号”(ISRO)项目的后续项目。“火星轨道器2号”是2014年“火星轨道器2号”(ISRO)项目的后续项目。

随着未来几年发射日期的计划，这些任务出现在印度历史上一个爱国的时刻：国家独立75周年。Gaganyaan任务的文化意义意味着发射毫无疑问会被很多人观看，包括ISRO的第一个参观者画廊的人群。为了激发人们对太空的兴趣，这个画廊——尽管它可以容纳大约5000名游客，但几乎总是被忽视——是ISRO自人类太空飞行计划启动以来最近采取的众多拓展努力之一。

通过这些任务和活动，印度空间研究组织不仅完成了一系列的第一项任务，并在印度宇航员重返太空方面取得了巨大的进步，而且还逐渐赢得了作为航天领域主要参与者的声誉——完成一项任务。

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