印度月船2号项目六次推迟发射，发射探月火箭究竟有多难

　　7月15日，印度空间研究组织再次宣布＂月船2号＂延迟发射，具体发射时间将在10天内公布，这已经是＂月船2号＂第六次宣布发射时间了。前几次分别是2018年4月，同年10月、2019年1月、4月和五月。官方至今未公布延期发射的原因，不过根据来自俄罗斯的报告，最新消息是7月22日14时43分发射。
　　图1 等待发射的印度＂月船2号＂
　　我们都知道，今年4月份以色列的月球登录器着陆失败坠毁，再加上印度的＂月球2号＂一再推迟发射，小伙伴们一定很好奇，发射月球登陆器有那么难吗？咱们中国的玉兔早就上去了，美国更是在上世纪60~70年代就实现了载人登月，科学发展了这么多年，印度还不如50年前的美国吗？这里就对比中印的探月计划和技术装备来谈一谈，登月的几个难点。
　　图2 月船2号上搭载的月球车火箭技术是最大的门槛
　　火箭的原理很简单，但是做出这样一个安全、可靠的大推力火箭，把着陆器送到月球表面就是一个复杂的系统工程，其中火箭技术是第一道门槛，以印度目前的整体工业实力来说是很难跨越的。那么大推力火箭发动机技术的难点究竟在哪里呢？
　　一、 大推力发动机高空点火与启动技术：需要合理分配发动机启动能量，安全可靠点火，平稳快速进入额定工况。如果点火和启动不当，会出现爆轰、压力峰甚至启动失败。
　　图3 土星5号登月火箭
　　二、 发动机结构动力学优化技术：确保发动机结构频率和动态刚度要求，且布局合理、结构紧凑、维护性好。需要数字仿真技术并设置高压液路补偿措施。要知道，现在大型结构振动平台只有咱们中国有，连美国都得看我国的脸色，印度压根没有这个技术。
　　三、 大热流、高效、稳定燃烧推力室技术：需采用多种综合技术措施抑制高频不稳定燃烧。需在身部与喷管上段再生冷却、喷管下段引入燃气冷却和辐射冷却相结合的方案，保证发动机可靠工作。
　　图4 土星5号实物展
　　四、超大尺寸、高效、轻质喷管技术：大面积比喷管延伸段出口直径大，是世界上尺寸最大的氢氧发动机喷管。采用分段设计和制造技术，分为轻质合金再生冷却和超大尺寸单壁涡轮排气冷却两段。而印度火箭目前还是使用钢壳，差得不是一点半点。
　　五、 低温、高效高抗汽蚀涡轮泵技术：泵入口压力低、效率高、转速高、温度低。采用高抗汽蚀诱导轮和新型低温、低泄漏组合式动密封技术，提高涡轮泵性能。
　　图5 印度月船1号发射升空
　　上面提到的这些问题，我国已经全部解决完毕，这就是最新设计的长征五号系列运载火箭。2006年，国家批准了这个项目，其目的就是为了弥补中外差距。这款火箭是一次性大型低温液体捆绑式运载火箭，也是中国新一代运载火箭中芯级直径为5米的火箭系列。它的地球同步转移轨道和近地轨道运载能力将分别达到14吨级、25吨级 。中国未来天宫空间站、北斗导航系统的建设，探月三期工程及其它深空探测的实施都将使用该火箭系列。
　　图6 中国长征五号点火发射中国火箭优势巨大，短时间内印度无法追赶
　　细心的小伙伴们可能注意到了，我国发射嫦娥四号的时候，从发射到落月用时110小时，大约是四天。而印度的＂月船2号＂按照计划大约是2个月的时间。同样的里程差这么多的时间，其实是印度的无奈之举，原因就是其火箭推力不足。
　　图7 长征3乙将嫦娥四号送到月球
　　印度发射＂月船2号＂的PSLV极地卫星运载火箭为四级运载火箭，全长45米，最大直径5.2米，起飞推力5294KN，起飞质量275吨，推重比1.96，运载能力太阳同步轨道1.105吨，地球同步转移轨道（GTO）0.45吨，400公里近地轨道3吨，该火箭能将1吨的卫星送入904公里高度的太阳同步轨道。
　　图8 嫦娥四号任务着陆器资料图
　　再看我国发射嫦娥四号的长征三号乙运载火箭(CZ-3B)，全长54.838米，最大直径4.20米，最关键的是主发动机可变推力可在1500~7500KN之间灵活调节，确保嫦娥在月球上安全着陆，其起飞质量425吨，其GTO运载能力达到5.5吨，是中国近十年在国际发射服务市场上的主推火箭。
　　从数据对比上看，印度此次发射＂月船2号＂所用的PSLV极地卫星运载火箭只是勉强为之，其实际运载能力不及我国长征三乙火箭的十分之一，可靠性更是相差更多。
　　图9 ＂天宫＂空间站想象图航天计划：中国稳扎稳打、印度匆忙上马
　　中国做事向来不打无准备之仗，中国早在2000年发表的航天白皮书中，明确提出了中国航天的路线图，对于探月工程，中国从一开始就确立了＂绕、落、回＂三步走的战略目标。这个项目于2004年正式启动，到2019年1月3日上午10点26分，我国嫦娥四号月球探测器不负众望，成功的在月球背面软着陆。至此，我国探月项目取得了四连捷。
　　图10 嫦娥四号鹊桥中继卫星
　　目前，中国已经发射了神舟1至神舟11的系列太空飞船，实现了从无人到有人搭载的太空活动，2019年7月19日，天宫二号受控再入大气层，标志着中国载人航天工程空间实验室阶段全部任务圆满完成，由中国完全自主建设的＂天宫＂空间站，也进入倒计时阶段，一切准备就绪，即将升空。这使得中国的载人登月计划几乎是近在咫尺。
　　图11 预计2019年底登月的嫦娥五号
　　反观印度，在受到中国的刺激后，紧随中国之后，于2009年公布了其野心勃勃的＂登月计划＂，目标为，2015年实现载人航天器登月计划，并最晚于2020年实现宇航员月球漫步。很显然印度想抢在中国之前登上月球。不过，现在已经是2019年下半年了，印度的探月计划却一波三折。
　　图12 失踪的印度＂月船1号＂卫星
　　虽然印度野心勃勃，想法很美好，怎奈实力不足。2008年10月22日上午，印度的＂月船1号＂由印度国产的极地卫星运载火箭PSLV-C11发射升空。这个原计划运行两年的月球卫星却在2009年8月29日，与地面控制中心失去了无线电联系。而今天，＂月船2号＂无底限推迟发射时间，使得印度的登月计划再次蒙上了阴影。毫无疑问，印度于09年宣布的计划一个都没有实现，无人探测器都无法上去，奢谈载人登月只能沦为笑柄。
　　图13 测试中的印度月船2号总结
　　虽然印度有良好的国际环境，但是由于其在整体的工业实力的落后，导致其在运载火箭的研制能力上的不足。印度建立在＂沙滩＂上的航天计划，很难盖起雄伟的航天大厦。这进一步彰显了我国航天工业的可贵，虽然我们在国外技术封锁的情况下，自主研发的进度很缓慢，但是基础扎实。我要为中国航天人喝彩，为你们骄傲！！！为你们骄傲！！！为你们骄傲！！！
　　明天就到了印度宣布下一次发射＂月船2号＂的时间了，让我们一起来拭目以待，尽管我对印度的这次发射不看好，但是对于他们努力拼搏的精神也表示钦佩。预祝印度这次的努力取得圆满成功。