非合作目標(biāo)交會對接

此次印度驗證非合作目標(biāo)交會對接，實在是讓人刮目相看。非合作目標(biāo)交會對接的難度和復(fù)雜度要大得多。這種情況下，目標(biāo)航天器并不是為對接任務(wù)設(shè)計的，可能根本沒有標(biāo)準(zhǔn)的對接接口，也沒有能力精確調(diào)整姿態(tài)，而且衛(wèi)星碎片等太空垃圾的軌道參數(shù)、質(zhì)量結(jié)構(gòu)都不一定明確可知。

機(jī)械臂是非合作目標(biāo)交會對接的關(guān)鍵設(shè)備之一。可用于目標(biāo)捕獲與抓取、姿態(tài)調(diào)整輔助和近距離操作保障。機(jī)械臂一般有著多個自由度的關(guān)節(jié)，可以在三維空間中實現(xiàn)多種復(fù)雜的運動姿態(tài)組合，其設(shè)計非常復(fù)雜，研發(fā)難度比較高。

比如加拿大為國際空間站研制的“加拿大臂2”有7個自由度，這使其能夠像人的手臂一樣靈活地彎曲、扭轉(zhuǎn)、伸展，從而適應(yīng)不同形狀、不同姿態(tài)非合作目標(biāo)的抓取和操作需求，能夠到達(dá)追蹤航天器周邊不同方位去完成任務(wù)。中國在天宮空間站部署的一大一小機(jī)械臂水平也非常高，不光可以在艙體爬行，雙臂甚至可以協(xié)同工作。

PSLV-C60任務(wù)中POEM-4上的24個有效載荷，排名前二的就是RRM-TD行走機(jī)械臂和太空碎片捕獲機(jī)械手。RRM-TD是印度第一臺具有行走能力的太空機(jī)械臂，也有7個自由度，可爬行到指定位置。太空碎片捕獲機(jī)械手利用視覺伺服和物體運動預(yù)測來捕獲系繩連接的碎片。在首次實驗成功演示之后，未來將具備捕獲自由漂浮碎片，以及為系繩連接和自由漂浮的航天器進(jìn)行燃料加注的能力。

上圖為RRM-TD行走機(jī)械臂，下圖為太空碎片捕獲機(jī)械手。圖片來源：ISRO

印度對于遙感極其重視

印度一直希望在太空部署強(qiáng)大的合成孔徑雷達(dá)與光學(xué)成像相結(jié)合的遙感星座，巨大的民用和軍用價值不言而喻。SDX01和SDX02在完成對接和分離操作之后，將執(zhí)行后續(xù)的太空任務(wù)，整體傾向于偵察、遙感。

SDX01上搭載的高分辨率相機(jī)（HRC），憑借其在特定高度下具有一定尺寸的瞬時視場角以及不同模式下相應(yīng)的幅寬，能夠?qū)δ繕?biāo)區(qū)域進(jìn)行拍攝成像，可用于獲取地面等目標(biāo)的相關(guān)影像信息，從這個角度講具備類似偵察、遙感功能。

SDX02上搭載的微型多光譜有效載荷（MMX），有著特定波段范圍的可見近紅外波段，并且在相應(yīng)高度下有對應(yīng)的瞬時視場角和幅寬，這種多光譜成像能力有助于對自然資源、植被等情況進(jìn)行觀測和分析，也符合常見遙感任務(wù)的范疇。

還有兩個載荷跟合成孔徑雷達(dá)有關(guān)。GLX-SQ項目用于演示在太空環(huán)境中合成孔徑雷達(dá)（SAR）圖像的生成、采集以及處理過程。其目標(biāo)是在10分鐘以內(nèi)完成圖像處理和壓縮工作，將400兆字節(jié)的原始數(shù)據(jù)壓縮至不足1.5兆字節(jié)。

伐樓拿項目（Varuna，印度掌控秩序與水的神）驗證立方體衛(wèi)星的合成孔徑雷達(dá)能力。單個小型立方體衛(wèi)星的合成孔徑雷達(dá)性能當(dāng)然比不過專業(yè)的大衛(wèi)星，但是其造價極其低廉，組網(wǎng)以后性能相當(dāng)可觀。通過組網(wǎng)形成衛(wèi)星星座，可以增加重訪率，也就是對同一區(qū)域能夠更頻繁地進(jìn)行觀測成像，實現(xiàn)對目標(biāo)區(qū)域的近實時、全方位監(jiān)測。

印度要造空間站，太空交會對接是必修課。圖片來源：ISRO

如何評價印度的首次

美俄的首次，現(xiàn)來看來畢竟原始，當(dāng)然無法用上星間鏈路和差分全球定位導(dǎo)航系統(tǒng)這些高新技術(shù)。跟美俄中的首次相比，印度的首次太空對接試驗，吃了時代技術(shù)進(jìn)步的紅利，總體水平不算太低，很有印度式精打細(xì)算風(fēng)格。比如與國際主流接軌的周邊式設(shè)計，在一定程度上反映了印度航天技術(shù)的現(xiàn)代化水平和國際適應(yīng)性，為未來與其他國家開展航天合作或國際空間站對接任務(wù)提供了技術(shù)接口的可能性。

通過此次試驗，印度在航天資源利用上達(dá)到了新的高度，PSLV-C60火箭的多功能應(yīng)用，從單純的運載工具轉(zhuǎn)變?yōu)榧l(fā)射、實驗平臺于一體的綜合平臺，大幅提升了航天任務(wù)的性價比，為其后續(xù)航天項目的經(jīng)濟(jì)可行性提供了良好范例。

更為關(guān)鍵的是，此次試驗緊密契合載人航天發(fā)展脈絡(luò)，合作與非合作目標(biāo)交會對接技術(shù)的驗證，是印度邁向載人航天實質(zhì)性階段的重要里程碑，為印度自主建設(shè)空間站和開展載人登月計劃筑牢了前期技術(shù)根基。

印度此次太空對接雖取得階段性成果，但也需清醒認(rèn)識到其航天之路仍布滿荊棘。過往經(jīng)驗表明，印度在軍工和科研項目上常受延期困擾，阿瓊坦克與LCA戰(zhàn)斗機(jī)便是例證。航天領(lǐng)域技術(shù)復(fù)雜程度更甚，后續(xù)任務(wù)挑戰(zhàn)重重。

盡管此次展示了一定技術(shù)實力，但在長期穩(wěn)定推進(jìn)太空項目、確保技術(shù)持續(xù)升級以及大規(guī)模應(yīng)用轉(zhuǎn)化等方面，印度仍需投入大量精力，接受時間與實踐的嚴(yán)格檢驗，其能否真正在全球航天競爭中站穩(wěn)腳跟并實現(xiàn)長遠(yuǎn)目標(biāo)，尚有待進(jìn)一步觀察，未來充滿不確定性與艱難險阻。

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