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0前言
2008年10月22日，继日本和中国分别发射本国首颗月球探测器月亮女神和嫦娥1号之后，印度用PSLV-XL运载火箭成功发射了本国研制的第1个月球探测器——月球初航-1（Chandrayaan-1）。
印度一直希望成为世界航天大国，在成功发射月球初航-1探测器后，计划用自行研制的地球同步轨道卫星运载火箭(GSLV)在2011~2012年发射能从月球取样返回的月球初航-2探测器，并准备在2014~2015年将印度宇航员送上地球轨道。除了极地轨道卫星运载火箭（PSLV）和GSLV外，印度也在研究和试验跨大气层的可重复使用航天运载器。
1发展历程和现状
印度政府于1969年8月成立了宇航机构——印度空间研究组织（ISRO），并正式开始研制本国的运载火箭。ISRO下设维克拉姆·莎拉伯依航天中心、沙尔莎迪什·达万航天中心（斯里哈里科塔发射场）、液体推进系统中心、卫星中心和空间应用中心等机构，由政府所有的安得利公司推销印度的航天产品和服务。
印度航天发展可分为3个阶段：1962~1973年为第1阶段（前期准备阶段），主要兴建探空火箭发射场并研制探空火箭，为研制运载火箭打下基础；1974~1994年为第2阶段（应用和发展阶段），主要是集中力量研发对国民经济和国防建设具有重大意义和影响的应用卫星、遥感技术以及与之配套的运载火箭；1995年至今为第3阶段，主要是走出国门，参与国际合作。期间经历了从小推力火箭到大推力火箭、从固体推进剂火箭到液体推进剂火箭、从无发射能力到能满足本国卫星发射需求的过程，并逐步实现探月计划目标，进军国际商业卫星发射市场。
目前，印度已研制成功4种运载火箭，它们是卫星运载火箭（SLV-3）、加大推力卫星运载火箭(ASLV)、PSLV和GSLV。其中，SLV-3和ASLV火箭已分别于1983年和1994年先后退役，PSLV和GSLV是印度在用的主力运载火箭（见图1）。
1.1 PSLV运载火箭
PSLV运载火箭由ISRO负责研制，于1993年开始执行卫星发射任务。PSLV采用4级方案：一子级为固体推进剂火箭，推进剂为端羟基聚丁二烯（HTPB）；二子级为液体推进剂火箭，采用了印度研制的Vikas液体燃料发动机；三子级为高性能固体推进剂火箭，也采用HTPB推进剂；四子级为液体推进剂火箭，采用双压燃料输送系统的液体火箭发动机。在一子级周围捆绑了6枚小型固体助推器。PSLV全长44.43 m，起飞质量293.9 t，极地轨道运载能力1.5～1.6 t，也可根据需要把有效载荷送入近地轨道或地球同步转移轨道。
除标准型（PSLV-G）外，印度还在陆续推出PSLV的几种改型，它们是PSLV-CA、PSLV-XL、PSLV-HP、PSLV-3S等型号，其中，PSLV-CA不带捆绑助推器，极地轨道运载能力为1.1 t，于2007年4月进行首次发射，将意大利的天文卫星送入预定轨道。PSLV-XL的助推器的长度由原来的10 m增加到13.5 m，其推进剂质量也额外增加3 t，使极轨道运载能力提高到1.75 t。PSLV-CA和PSLV-XL四子级液体推进剂的质量也由PSLV-G的2 t增至2.5 t，提高了有效载荷的入轨能力。PSLV-HP和PSLV-3S为在研型号，PSLV-HP的助推器和一、三子级与PSLV-XL相同，二、四子级有所改进；PSLV-3S为三级运载火箭，取消了基准型的二子级，且一子级不带捆绑助推器，近地轨道运载能力为0.6 t，ISRO目前未对外公布PSLV-3S的具体技术性能。PSLV系列各型号主要技术性能列于表1。
1999年5月和2001年10月，PSLV-G先后两次成功进行了“一箭三星”的发射，标志着印度“一箭多星”技术的突破。2007年1月，PSLV-G火箭进行了“一箭四星”的发射，并成功回收了太空返回实验舱（SRE-1），验证了印度航天器离轨和回收技术，为印度载人计划奠定了基础；2008年4月，印度PSLV-CA成功进行了“一箭十星”的发射；2008年10月，PSLV-XL成功发射了月球初航-1探测器，验证了PSLV火箭的可靠性和多功能性。截止到2009年6月底，PSLV运载火箭共进行了15次发射，完全成功13次，部分成功1次，失败1次（为1993年PSLV火箭首次发射）。
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1.2 GSLV运载火箭
在发展PSLV计划的同时，ISRO在PSLV的基础上研制了GSLV运载火箭，设计用于将印度的INSAT级质量为2.0~2.5 t的卫星或者国外通信卫星送入地球同步转移轨道，同时也可执行近地轨道发射任务。GSLV运载火箭的研制工作始于1990年，它是印度目前运载能力最大的运载火箭，全长49 m，起飞质量约1 096 t，箭体最大直径约7.5 m。基准型GSLV-MK1前两级是在PSLV运载火箭一、二子级基础上进行小幅度改进而来，一子级采用的发动机与PSLV一子级相同，采用固体火箭发动机，捆绑4个采用国产Vikas液体燃料发动机（L40）的助推器；二子级为液体推进剂火箭，也采用了Vikas发动机；三子级采用的是由俄罗斯Glavkosmos航天局提供的低温上面级12KRB（采用液氢液氧燃料），并配有2台微调发动机提供动力，能够重复点火。GSLV-MK1可将质量为1.85 t的卫星送入地球同步转移轨道(GTO)。GSLV有4种型号，分别为MK1、MK2、MK3和MK4。MK2与MK1结构大致相同，采用3级结构，MK2的三子级与MK1不同，采用印度国产低温上面级C12。MK2地球同步转移轨道运载能力为2 t，GSLV-MK2预计于2009年进行首次发射。
为了满足国内需求并开发国际商业卫星发射市场，印度已着手研制运载能力更大的GSLV-MK3运载火箭，该项目在2002~2003年获得批准立项，研制工作估计需要6年时间，有望在2009或2010年进行试射。这种新型两级火箭，采用110 t液体推进剂的芯级（L110）和2枚装有200 t固体装药的助推器（S200），上面级将装有25 t的低温推进剂（C25），GTO运载能力将达到4 t，具有多轨道发射能力。目前，GSLV-MK3火箭的研制工作进展良好，对其结构改进以及风洞试验已经完成。这是印度为争取获得数10亿美元的全球卫星发射市场份额的重大举措。MK4是在MK3的基础上将捆绑助推器的数量由2枚增至4枚，其运载能力将得到更大提高。GSLV系列各型号主要技术性能列于表2。
2001年4月，GSLV首次发射成功，将质量1.5 t的卫星送入了地球同步转移轨道。截止到2009年6月底，GSLV运载火箭共进行了5次发射，其实成功2次，部分成功2次，失败1次。
1.3可重复使用运载器
在研制一次性运载火箭的同时，印度也启动了长期的技术储备用于研究未来两级入轨可重复使用运载器，包括RLV技术验证机、吸气式验证机，带有吸气式的二级入轨飞行器。为支持这些项目，对一些先进技术进行了研究，例如半低温发动机、高能低温发动机、高比强度的材料热结构和先进试验设施等。ISRO在维克拉姆?萨拉伯依航天中心已成功进行了超燃冲压发动机的地面试车，发动机在马赫数为6的条件下进行了7 s的稳定超声速燃烧试车。下一步将利用两级探空火箭做飞行试验，此项技术如果能够得到成功验证，可能会推动印度国防研究与发展组织（DRDO）的小型单级入轨空天飞机项目——先进跨大气层研究吸气式飞行器（AVATAR）的研制，AVATAR重25 t，既可用作低成本可重复使用航天运载器，又可用作高速民用运输机。印度计划在2010年前研制出一个重约3 t的缩比型号的验证机，以验证该项目的技术可行性。然而，像AVATAR这样计划要想取得成功并非易事，需要解决许多重大难题。
2发展特点及趋势分析
2.1国家高度重视
印度正在重新确定其航天计划，包括在未来10年内开展月球探测以及研制性能更高的运载火箭和先进的通信与对地观测卫星，还在实施一项可重复使用运载器的研发计划。在载人航天方面，ISRO已完成了详细的可行性论证，计划在2014或2015年送人上天。在月球探测方面，计划在2011或2012年发射月球初航-2到月球，2020年进行载人登月。印度2005~2006年的航天预算达7.22亿美元，比前一年增长了24%。2006~2007年预算有所下降，为6.87亿美元，但2007~2008年又大幅度增加，达8.85亿美元，涨幅近30%。
2.2大力发展先进航天运输技术
印度一直积极谋求其航天事业的发展，2007年1月实现了太空返回实验舱（SRE-1）的成功发射和返回，标志着印度向载人航天迈出了重要的一步。印度已把2名宇航员送往美国国家航空航天局（NASA）培训，计划在2014年使用GSLV-MK2火箭将质量3 t、搭载2名航天员的载人太空舱送入近地轨道。
印度用PSLV火箭先后进行了“一箭四星”和“一箭十星”的发射，标志着发射技术的提高和火箭与卫星分离技术上的新突破。“一箭多星”技术在战时具有重要意义，能够快速弥补战场天网不足等缺点，编制战术侦察体系，尤其是在纳米卫星问世后会更有实际意义。
印度正在独立研制火箭低温上面级，并将其作为GSLV火箭的上面级，以替代之前俄罗斯提供的低温上面级。该低温上面级已在2006年10月进行了测试，验证了集成性能，并在2009年进行首次飞行。印度自主研制低温上面级意欲摆脱对其他国家的依赖，以便能够独立自主发展航天事业。
总的来说，印度的火箭运载能力还不够大，即使在GSLV-MK3和MK4研制出来以后，也仅能满足载人进入地球轨道的要求，距载人登月还有很大的差距。目前的主要技术瓶颈是火箭采用固液混合配置技术，缺少大推力的液体火箭发动机。
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2.3积极开展国际合作
开展国际合作一方面可以节约经费，另一方面还可以借鉴国外的先进经验。印度在航天发展规划中明确提出走国际合作之路，始终坚持积极发展双边和多边关系，与其他国家的航天局和航天相关实体合作，以应对新的科学和技术挑战。目前，印度已与27个国家/航天机构签订了航天合作谅解备忘录，其遥感卫星提供的数据已被世界多个国家采用，运载火箭发射技术正逐步实现商业化。
在月球初航-1任务中，有多个国家参与，包括美国、德国、英国、瑞典和保加利亚。在印度探月计划的第2阶段，月球初航-2探测器由印度和俄罗斯联合研制，印方主要负责月球轨道器研制，俄方则主要负责在月球表面进行软着陆的着陆器研制，双方还可能探讨在载人航天领域的国际合作。
2007年4月，印度完成首例商业航天发射任务，成功用PSLV火箭发射意大利AGILE卫星。印度还将用PSLV火箭为意大利航天局发射至少2颗Cosmo-SkyMed卫星。
2.4积极进军国际商业发射市场
印度积极将自行研制的运载火箭推向国际市场，其最大的竞争优势是价格低廉，印度发射1颗卫星的成本只有7 662万美元，而1颗同样的卫星在美国发射的成本将高达3.02亿美元。印度希望能在价值20多亿美元的国际商业发射服务市场上占至少10%的份额。印度在国际商业发射方面的努力已初见成效，在2006年3月布什访问印度时，印度与美国正式签署了涉及卫星发射问题的航天合作协议。此举有望推动印度的商业发射计划。美国此前曾以防扩散为由，禁止印度火箭发射带有美制部件的卫星。印度航天部门已决定签署技术保护协议，向美方保证在发射美国卫星过程中得到的技术不会转让和用于印度军事航天计划。ISRO还对外宣称，欧洲阿里安航天公司初步同意把2~2.5 t级卫星交给ISRO发射。迄今，印度已经陆续成功为印尼、阿根廷、德国、韩国、比利时和加拿大等国家搭载发射轻型卫星，为意大利发射了1颗商业卫星，还将为以色列发射技术合成孔径雷达（TECSAR）卫星。
3结束语
经过20多年的发展，印度的运载火箭已经具备了较为完整的系列，能够发射包括近地轨道、太阳同步轨道、地球同步轨道的各种轨道类型的卫星，这些都表明印度运载火箭技术达到了新的水平，印度运载火箭的成功研制也将催生印度新的航天计划，为印度可重复使用运载器和载人航天任务做技术准备，显示出印度积极谋求其航天事业的发展，正在循序渐进地执行其航天发展战略，并继续向前迈进。
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