落月成功又探日，印度深空探测发展如何？

北京时间9月2日14点20分，印度使用PSLV-XL火箭，从萨蒂什·达万航天中心成功发射了太阳神-L1号太阳探测器。“太阳神-L1”作为印度研制和发射的第一个太阳探测器，是印度展现深空探测领域雄心的最新代表，它将成为印度空间科学领域的开路先锋。

姗姗来迟的太阳神探测器

印度的太阳探测计划启动很早，而且一开始就叫“太阳神”，只不过随着岁月变迁，太阳神项目有了不小的变化。2008年，印度空间研究咨询委员会提出了建造太阳神太阳探测器的想法。早期计划中的“太阳神”只是一个400公斤重的小型太阳探测器，而且运行在距离地面800公里高的近地轨道上，这颗试验星带有日冕仪，用于观测和研究太阳日冕。

印度成功发射太阳神-L1号太阳探测器

印度的太阳神太阳探测器虽然论证早，但遗憾的是，作为一个很大的发展中国家，纯科学性的基础研究在印度航天里的优先级很低。不要说和极具军用价值的遥感卫星、具有经济价值的通信卫星比，就算和具有政治价值的其他深空探测项目相比，太阳探测器也只能靠边站。

2012～2013财年，印度空间研究组织拿到大笔预算，为一颗名为“曼加里安”的火星探测器在2013年顺利发射铺平了道路。曼加里安号探测器原计划于2016～2018年发射，2012年突然得到巨额拨款，目的是抢在2013年的火星探测窗口发射，争取拿到亚洲第一个火星探测器的荣誉。

与之相比，太阳神太阳探测器缺乏宣传噱头，在印度空间研究组织年度预算节节高的时代，反而因为项目预算不足而多次推迟，实在令人扼腕叹息。

2016～2017财年，印度空间研究组织终于为太阳神探测器分配了300万卢比（不足30万元人民币）的预研实验预算，虽然经费拨付姗姗来迟，但项目终于落到实处。随着项目的正式启动和研制经费的拨付，该任务有了不小的变化，它改为发射到日地拉格朗日点L1，项目也更名为太阳神-L1。截至2019年7月，太阳神-L1项目累计分配到37.853亿卢比的经费，折合人民币约3.3亿元，这些预算保证了探测器后续的研制工作。即使再加上PSLV火箭的发射经费，对比欧美日的深空探测项目，印度太阳神-L1太阳探测器项目的经费也是很少的。

太阳探测有“绝活”

印度的太阳神探测器今非昔比，早已不是当初400公斤重的小探测器。现在的太阳神-L1探测器，采用I-1K卫星平台，是一个1480公斤重的探测器。PSLV-XL火箭无法将其直接射入转移轨道，火箭发射器箭分离后，探测器进入环绕地球的大椭圆轨道，随后16天里进行5次变轨加速，获得转移进入L1晕轨道的速度，之后再飞行约110天，进入150万公里外、环绕日地L1点的晕轨道。探测器在L1晕轨道上飞行，能最大限度减少消耗燃料维持轨道的需要，同时持续稳定地开展太阳观测。此外，这个位置在地球轨道内侧，航天器能在太阳高能粒子和磁暴抵达地球前获得预警，是一个开展太阳观测研究的“风水宝地”。

太阳神-L1探测器一共携带了7种开展太阳观测的有效载荷，都由印度本国的各个实验室研制，其科学目标包括研究日冕加热和太阳风加速现象、太阳大气的动力学特性、太阳风分布和温度的各向异性，以及日冕物质抛射、太阳耀斑和近地空间天气的驱动因素等。

其中，可见光发射线日冕仪负责研究日冕和日冕质量抛射的动力学特性；太阳紫外线成像望远镜将在近紫外光谱拍摄太阳光球和色球层的影像，测量太阳辐射的变化；太阳低能X射线光谱仪和高能L1轨道X射线光谱仪负责测量X射线范围内的太阳耀斑；太阳神太阳风粒子实验和太阳神等离子体分析器负责研究太阳风、高能离子和它们的能量分布；磁强计用于在日地L1轨道上测量行星际磁场。

太阳神-L1探测器虽然不大，又是印度太阳观测的“排头兵”，但还是力争实现一些“绝活”：它是第一个在近紫外区域观测太阳的探测器，还首次观测太阳盘（1.05倍太阳半径）附近日冕物质抛射，并号称能对太阳风的方向和能量各向异性进行多向观测。总的说来，它虽然是人类太阳研究的一小步，却是印度太阳探测的一大步。

崛起中的印度深空探测

太阳神-L1探测器已经成功发射，踏上飞向日地L1点的旅途。不久前的8月23日，印度的月船3号探测器成功着陆月球南极附近区域，携带的普拉吉安号月球车在行驶了100多米后，已于9月2日转入休眠状态。长期质疑声不断的印度，在深空探测领域给人刮目相看的感觉。

印度深空探测的成功并非偶然。虽然受限于国家整体工业实力和发展水平，印度航天的总体水平还不高，但是印度空间发展组织从筚路蓝缕开创航天事业开始，扎扎实实地开展航天工作，在第三世界国家中成绩仅次于中国。

印度还在积极推进未来深空探测项目，其中的月球探测计划包括印日合作的月球极地探测任务。印度正在积极开发月船4号探测器，这是一种发射质量约6吨，携带350公斤级别大型月球车的大型着陆探测器。相比“月船3号”打擦边球的“着陆南极”概念，“月船4号”将真正着陆在月球南极点附近，通过着陆器的原位钻探和大型月球车的漫游巡视，搜寻极区水冰等资源。“月船4号”将使用日本H-3火箭发射，月球车也是日本宇宙航空研究开发机构负责研制。

而印度除了合作还计划研制自己的类似项目，使用国产大型运载火箭发射大型着陆器，运送大型月球车开展探测。印度还计划在更遥远的未来，开展月球取样返回探测项目，不过这肯定是2030年以后的事情了。

印度同样在推进火星探测和金星探测项目。曼加里安二号/火星轨道器二号目前还没有正式立项，据报道称，是因为缺乏相关火星探测的有效载荷，但外界猜测更可能是缺乏预算。早期报道中曼加里安二号任务包括着陆器，甚至有绕落巡一次完成的说法，但2021年印度空间研究组织主席接受采访时表示，该任务将仅包括一个轨道器，但会使用气动制动减速，并携带高光谱相机、雷达和超高分辨率相机，对火星地形地貌和地壳开展观测研究。

印度还将深空探测的目标转向金星。据报道，印度正在研制金星轨道器，这个项目可能被命名为“金星船”。这个2.5吨重的金星探测器将使用LVM3大型火箭发射，最终进入近金点500公里、远金点6万公里的椭圆轨道。它携带重100公斤的多种有效载荷，主要用于研究金星大气层的结构成分和动力学特性，以及金星地表地下的地层学和再表层化过程。

为了深入研究金星大气层，它还将释放气球开展探测工作。如果金星探测器能在2024年底如期发射的话，印度有望抢先一步，率先观测和研究金星大气层尤其是甲烷的问题，甚至做出独到的科学发现。（作者：张雪松 图片来源：ISRO 把关专家：中国航天科技集团科技委副主任 江帆）