濕婆之戟 ——印度國產運載火箭發展史(上)

濕婆之戟 ——印度國產運載火箭發展史(上)

古老的印度次大陸從來都不缺少仰望星空,探索蒼穹的智者閑士。實際上,印度本土天文學的發端甚至可以追溯到遙遠的印度河流域文明時期。從三千年前的吠陀時期就已成書的《吠陀占星術》(Vedanga

Jyotisha),到計算精準的印度太陰曆,再到獨具特色的印度二十七星宿。從笈多-戒日王朝時期的天文學家以及數學家阿耶波多,伐羅訶密希羅以及婆羅摩笈多,到朱羅王朝時期的婆什迦羅,再到德里蘇丹國時期的尼拉坎塔叟馬亞吉。可以說,印度古典天文學和數學為整個人類探索宇宙的歷程提供了巨大的智力資源。

1948年以後,新生的印度共和國,在歷經殖民時期的屈辱以及印巴分治時期民族仇殺的巨大苦難之後,開始在國際舞台上不遺餘力的施展自己獨特的影響力。不結盟運動初期的成功,美蘇英法等列強的拉攏,都讓印度找到了點作為第三世界盟主,乃至國際性強國的感覺,正如印度第一任總理尼赫魯在其著作《發現印度》所宣揚的那樣「印度...是不能在世界上扮演二等角色的,要麼就做一個有聲有色的大國,要麼就銷聲匿跡」(India...cannot play a secondary

part in the world. She will either count for a great deal or not count at all.)。不過,真正的大國地位靠的可遠不止是在國際場合如何拋頭露面,如何發表振奮人心的講演,國家的硬實力才是根本,以尼赫魯為首的印度政治家早就意識到了這一點,在效法以蘇聯為代表的工業強國,全力振興本國工業與科技實力的同時,他們也早早將目光投向了航天領域——這一印度強國之路上必須要涉足的戰場。

1.次大陸的雄心

緬懷古典天文學的先賢顯然遠不能滿足印度進軍航天領域的雄心,好在在揚帆起航之初,印度在當時新興的航天領域並不算完全空白,英國殖民時期遺留下的大量優質教育資源,經由殖民政府扶持起來的科研院所培養出來的大批優秀科研人才,都給印度後來的航天事業奠定了堅實的理論基礎。比如印度航天事業的先行者,理論物理學家庫馬爾·密特拉(Sisir Kumar Mitra,下圖左),天體物理學家梅格納德·薩哈(Meghnad Saha,下圖中)以及物理學家,1930年諾貝爾物理學獎獲得者錢德拉塞卡拉·拉曼爵士(Sir Chandrasekhara Raman,下圖右)

可以說,相對於起步稍早的中國,印度在開展航天事業的初期,其所處的國際環境和人才儲備條件更為優越。不過,儘管手握豐厚的殖民地遺產,此時的印度卻同中國一樣,極度缺乏完整的工業生產體系和相關專業技術人才,從鋼鐵,冶金,機械工業,到能源,化學,材料工業等方方面面印度都存在先天性的缺陷,這對於銳意發展以國家整體工業實力作為堅實後盾的航天事業的印度政府而言是相當不利的。

1910年代,位於孟買市郊的塔塔鋼鐵公司的一家鍊鋼廠。英屬印度時期,印度本土的工業布局主要是圍繞大英帝國的經濟需要而展開的。

在尼赫魯時代,印度仿效蘇聯的工業模式,推行一種混合了資本主義與社會主義經濟特徵的經濟發展政策,雖然在當時不 甚成功,卻也為印度後來的工業化道路準備了一定的制度基礎,不少相關部門機構的創立對於印度日後的發展意義重大,這其中就包括1962年成立的「印度國家空間研究委員會」(The Indian National Committee for

Space Research ,簡稱INCOSPAR),這一機構原本只是當時塔塔集團下設的一個叫「塔塔基礎研究所」(Tata Institute of Fundamental Research)的機構的一部分。後來被獨立劃分出來,變成了由印度國家航天事業的主管部門。而在INCOSPAR成立之前,印度的空間研究工作只是1954年成立的印度原子能源部(Department of Atomic Energy ,簡稱DAE)所負責的眾多任務中的一項而已。

INCOSPAR的成立可謂意義重大,可以說從1962年開始,印度的航天事業才真正起步。而INCOSPAR的創立者兼首位主席則是印度航天一位開創性的領軍人物,被譽為印度航天之父的維克拉姆·薩拉巴伊(Vikram Sarabhai),1919年生於英屬印度西海岸城市艾哈邁達巴德,他出身於當時聲名顯赫的薩拉巴伊家族,早年畢業於英國劍橋大學設於印度本土的古吉拉特學院物理系(英印政府為培養本土科研人才而設立的學府,現古吉拉特大學前身),之後投身於印度諾貝爾物理學獎獲得者錢德拉塞卡拉·拉曼爵士門下,專註於宇宙射線的研究工作並取得物理學博士學位,後來在印度獨立之後參與創立了一系列重要的國家級科研院所,涉及工業生產建設的多個領域,比如印度物理研究實驗室(Physical Research Laboratory),艾哈邁達巴德紡織工業研究協會(Ahmedabad Textile Industrys Research Association),以及印度管理學院(Indian Institute of Management)。

當時的印度,雖然不缺乏如梅格納德·薩哈以及錢德拉塞卡拉·拉曼這樣高端的科學泰斗,但像薩拉巴伊這樣兼具科研能力與組織管理能力的複合型專家,卻是屈指可數的。加之他本身的研究方向就是天體物理學,因此在1962年,他當仁不讓的成為整個INCOSPAR籌建者以及印度航天早期的領軍人物。

維克拉姆·薩拉巴伊與夫人

2.步履蹣跚

有了專門的航天機構,有了穩定的國家財政支持,接下來,印度發展航天事業的目標是什麼?這一切該如何起步?該怎樣制定中長期的發展規劃?這一系列大的方向性問題在當時尚不明確。如同在INCOSPAR創立之初,薩拉巴伊那句名言:

有人質疑發展中國家開展空間探索的必要性,對我們而言…我們並沒有幻想與有實力進行月球探索和載人航天飛行的經濟強國開展競爭,但如果我們想在國計民生和國際社會發揮有顯著意義的作用,就必須在著眼於解決人類和社會實際問題的應用技術領域扮演獨一無二的角色。

"There are some who question the relevance of space activities in a

developing nation. To us... We do not have the fantasy of competing with the

economically advanced nations in the exploration of the Moon or the planets or

manned space-flight. But we are convinced that if we are to play a meaningful

role nationally, and in the community of nations, we must be second to none in

the application of advanced technologies to the real problems of man and

society.」

這篇講話在當時看來擲地有聲,振奮人心,而且直到今天都被印度人民視為本國航天事業揚帆起航的號角。但細細觀察薩拉巴伊這句話,卻也暗含著印度航天起步階段遇到諸如目標不明,規劃不清等中心問題,事實上,在INCOSPAR成立後的數年內,高層領導人除了在目睹美蘇早期航天事業取得的重大進展之後大談特談開展空間研究的意義之外,對於襁褓中的航天計劃,並沒有一個清晰的發展目標,也沒有制定出航天事業詳盡的發展規劃。

既然沒有詳盡的發展規劃與綱要,沒有在大方向上的統籌規劃,INCOSPAR初期的任務就變得十分具體, 與中國一樣,在初期的起步階段,印度航天的重點發展項目是進行探空火箭的試射。如前所述,起步階段的印度雖然不缺乏科學泰斗級的學者,但實踐性的科研人才嚴重不足,薩拉巴伊無奈的發現他的手下幾乎沒有可以堪用的技術人才。本國的科研院所實力不濟,而帶頭開展不結盟運動的印度亦無法像中國那樣得到蘇聯成套的工業援助, 薩拉巴伊只能選派技術人員,分批到美國進行短期培訓以解燃煤之急。1962年,就在INCOSPAR成立的當年,通過薩拉巴伊的精挑細選,首批由5名印度年輕的科學家和工程師組成的團隊被選派到美國國家航天局(NASA)進行火箭製造與應用領域的培訓,這5個人後來成為印度首批火箭專家,乃至整個航天事業的頂樑柱。

1962年首批赴美培訓團隊成員在美國NASA合影,左起第二位是日後印度的導彈及火箭專家,第11任印度總統的阿卜杜爾·卡拉姆(Abdul Kalam)。中間者是印度第二任航天部部長拉瑪昌德拉·勞

人才可以以選派出國的方式在短期內速成,但更大的問題還在於基礎設施的建設。試射探空火箭就需要專門的發射站,而發射站需要一系列配套設施,這些卻不是一朝一夕能夠完成的。在選派赴美培訓團隊的同時,計劃中的火箭發射站建設任務也提上日程,通過在地圖上的反覆選址,薩拉巴伊及同事們最終看中了位於印度喀拉拉邦首府提魯瓦南塔普拉姆(Thiruvananthapuram,亦被英印政府命名為特里凡得琅,即Trivandrum)附近的一個叫頓巴(Thumba)的小漁村。這個名不見經傳的漁村,在薩拉巴伊眼裡卻是發射探空火箭,進行低緯度高層大氣及電離層研究的理想寶地。

可在進行實地考察時,INCOSPAR的工作人員才意識到在開始建設工作前,還要解決複雜的征地難題,頓巴一帶適合建設發射站的地方,恰好是一片基督教教區,這裡的中心位置建有一座「抹大拉的瑪利亞教堂」(St

MaryMagdalene Church),這附近的土地皆是教堂所屬的地產,附近的村民又多是本土的基督徒,隨後,一系列與教區主教以及當地基督徒的討價還價就隨之而來。經過艱難的馬拉松式的說服工作,加上喀拉拉邦政府的協助,INCOSPAR與當地主教和民主達成一致:教堂附近的土地被徵用為INCOSPAR用作建設發射站,宗教人士及附近村民被安置到100公里外的地方,由當地政府提供拆遷補償,重建教堂與村舍。

1963年11月21日,在INCOSPAR主導下,頓巴赤道火箭發射站(Thumba Equatorial Rocket Launching Station,簡稱TERLS)正式成立,在其後的幾十年里,這個發射站承擔了印度幾乎所有探空及實驗火箭的發射任務。不過與我們印象中如拜科努爾航發中心,卡納維拉爾角發射場以及酒泉衛星發射中心裡,那高大恢宏的發射台以及氣氛凝重的指揮中心不同,建立之初的頓巴火箭發射站,其場內設施簡陋得令人吃驚。由於前期的征地拆遷耗資巨大,INCOSPAR資金短缺,只能教區內平整出一塊土地用於放置火箭發射平台,沒有餘力再新建指揮中心,裝配廠,辦公大樓以及圖書館等附屬設施,只得直接使用現有的教堂主體建築。而大部分負責運送火箭配件的技術工人(相當一部分是從附近村莊招募的農民)只能居住在露天的窩棚里。

頓巴地區的「抹大拉的瑪利亞」教堂在火箭發射場成立之初,被當作指揮所,裝配廠以及辦公室使用

在教堂內開闢的工作間里,阿卜杜爾·卡拉姆(右)與同事阿拉瓦穆丹(Aravamudan,左)裝配火箭。

60年代的印度,基建設施非常落後,很多中心城市道路設施都不甚完備,遑論頓巴這樣的小漁村。發射站附近沒有一條柏油馬路,甚至無法行駛汽車,只有幾條土路通行,在南印度多雨的季節會立刻變得泥濘不堪。因此,向發射站運送設備零件以及日常給養就成了大問題。在交通設施極為落後的情況下,INCOSPAR的工作人員,上至薩拉巴伊本人,下到普通工人,最多只能騎乘自行車,或者搭乘牛車進出發射站。而這些簡陋的交通工具居然也被用來運送火箭配件等重要設備,印度落後的基礎設施建設水平以及因此表現出來的整體工業水平的落後,極大地拖延了印度探空火箭技術在起步階段的發展。

頓巴火箭發射站成立之初,工作人員用自行車運送火箭零配件

3.從引進到國產

雖然條件簡陋,但頓巴火箭發射站的建成至少讓印度擁有了發射火箭的平台。此時的問題就是火箭本身。在起步階段,相關生產設施尚在藍圖之中,技術人員的數量還遠遠不能滿足日常科研要求,讓INCOSPAR立刻拿出印度國產探空火箭顯然有些天方夜譚。好在首批赴美培訓團隊歸國時,不僅帶回大批珍貴的技術資料,還帶回了與美方簽署的關於引進耐克-阿帕奇探空火箭(Nike-Apache sounding rocket)協議。

耐克-阿帕奇探空火箭(亦被稱為Argo B-13型火箭),是由美國Aerolab公司研發的二級固體燃料推進火箭,全長8.31米,空重730千克,最大射高200公里,第一級火箭「耐克」最大推力217千牛,第二級火箭「阿帕奇」最大推力21千牛,1961年首次試射。對於當時的印度而言,這型技術先進的探空火箭簡直是如獲至寶。不過,美國佬畢竟不是慷慨的國際主義者,他們只提供給印度火箭成品,至於零配件,附屬設備以及設計圖紙則閉口不談。為此,印度只能從其他進口設備中拆拆揀揀,甚至用各種土辦法為火箭提供維護。

頓巴發射站首次成功試射探空火箭時的這一天,被視為印度航天史上具有開創意義的一天

1963年11月21日,在一系列在今人看來著實有些啼笑皆非的準備工作之後,耐克-阿帕奇火箭被裝入發射台,新德里時間傍晚6點左右,火箭成功發射,發射現場響起了雷鳴般的掌聲,雖然該型火箭並非印度國產,但這一天被永遠地載入印度航天史冊。

隨後,印度通過其與各火箭大國的良好關係,又引進了蘇制M-100型二級固體火箭,以及法制「半人馬座」型二級固體火箭,先後多次在頓巴發射場進行試射,都取得了成功。

在60年代前期經常出現在頓巴發射站內的進口探空火箭:左起依次為美製耐克-阿帕奇火箭,蘇制M-100型火箭,法制「半人馬座」火箭

然而在欣喜之餘,薩拉巴伊和他的同事依然感到有些焦慮:受限於本國落後的工業生產水平,印度國產探空火箭遲遲不能面世。鑒於印度特殊的國際地位,從美蘇等火箭大國那裡引進圖紙和配套的專業技術人員顯然不大現實,對現有的二級固體探空火箭進行測繪仿製對印度而言又過於困難。無奈之下只能一切從頭開始,從技術門檻最低的單級液體火箭入手。印度國產探空火箭:「虜喜尼」(Rohini)系列探空火箭呼之欲出。該系列火箭命名自印度占星術中二十七星宿之一的虜喜尼(在中國史料中被稱作「長育宿」)。

「虜喜尼」系列的首枚火箭RH-75型於1965年面世,她是單級液體火箭,全長僅1.5米,空重8千克,最大射高也僅有10公里。其簡陋的外形讓人想起我國首枚探空火箭T-7M(於1960年試射)。但她畢竟開啟了印度國產火箭的進程,對於印度而言意義重大。1967年11月20日,RH-75發射成功。而在接下來的一年裡,RH-75一共進行了多達15次的試射,全部獲得成功,並獲得了寶貴的技術資料。而在之後的幾十年里,「虜喜尼」系列火箭更是發展出RH-125/200/300/560等多個型號。

薩拉巴伊與同事在發射場調試RH-75型火箭,通過比較周圍工作人員的身高,可見該型火箭尺寸非常小

印度開發的「虜喜尼」系列探空火箭

4.來自東方的壓力

到此為止,印度的火箭及航天技術總算跨出了艱難的第一步,如果給予印度人充足的時間和資源,印度憑藉自身的努力,採取步步為營的方式穩紮穩打,還是能夠發展出成熟的火箭技術。但計劃始終趕不上形勢的變化。1962年中印兵戎相見,中國成為巴基斯坦之外,印度的頭號競爭對手,此時印度人方才驚愕地看到了中國航天事業極為迅猛的發展態勢。1960年2月19日,中國成功試射了T-7M型探空火箭,同年11月5日,中國首枚彈道導彈東風-1試射成功,此時對於火箭技術乃至整個航天事業,印度尚處在混沌當中。而1970年4月24日,當印度剛剛完成對INCOSPAR完成重組,改名為「印度空間研究組織」(The Indian Space Research

Organisation,簡稱ISRO),並準備在安得拉邦海岸的斯里赫里戈達沙洲(Sriharikota)上籌建新的航發中心(即未來的薩迪什·達萬航天中心)時,中國成功發射了長征一號運載火箭,並成功將首顆人造衛星「東方紅-1號」送入預定軌道。而此時印度手上只有幾枚技術落後的「虜喜尼」系列火箭。

來自假想敵巨大的競爭壓力讓每個印度航天科研人員都焦慮萬分,然而屋漏偏逢連夜雨,1971年11月30日,印度航天之父薩拉巴伊突然去世,年僅52歲,這讓印度的航天事業驟然間失去了教父級的靈魂人物。薩拉巴伊的死過於突然,加上當時很多信息並不公開,直到現在在坊間也有不少猜想,有直升機遇難說,有同事謀害說等等,不過目前來看,因身體原因猝死的可能性很大,畢竟在航天事業剛剛起步的初期,每個技術人員都承擔著常人難以想像的身心壓力。

印度官方發行的薩拉巴伊紀念郵票

雖然英年早逝,但薩拉巴伊卻在死後極盡哀榮,他被當作印度航天事業的開山祖師而被後人所緬懷,ISRO所屬的位於頓巴發射站附近的一個航天研究中心亦以他的名字,命名為「維克拉姆·薩拉巴伊航天中心」(Vikram Sarabhai Space Centre)。但接下來的道路該如何走呢?過早逝世的薩拉巴伊沒有給出答案。重任落在了後繼者,他的同事薩迪什·達萬(Satish Dhawan,下圖左),拉瑪昌德拉·勞(Ramachandra Rao,下圖中)以及學生阿卜杜爾·卡拉姆(下圖右)等人的肩上。


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