插图:tuput
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ISRO的SpaDeX卫星于2025年1月16日对接,3月13日分离,4月20日再次对接,4月21日在两星之间传输了电力。2026年3月23日议会答复称,接下来的两次对接试验仍处于研究阶段。
2025年1月16日凌晨,ISRO在轨道上让两颗卫星完成对接。印度新闻信息局(PIB)认为,印度由此成为继美国、俄罗斯和中国之后,第四个做到这一点的国家。这两颗卫星名为SDX01和SDX02,各重约220公斤,2024年12月30日由一枚PSLV火箭一同送入太空。
2025年3月13日,ISRO把两颗卫星分开,4月20日第二次对接,4月21日在两星之间传输了电力。2026年3月23日联邦院的一份书面答复称,ISRO对接下来的两次对接试验仍只是在研究。
发射与两次推迟的日期
据 Spaceflight Now 报道,PSLV-C60 于2024年12月30日晚10点(印度时间)从斯里哈里科塔升空。ISRO的任务手册说,约15分钟后两颗卫星在大约477公里的高度分离。PSLV是ISRO的主力火箭,它2017年一次发射104颗卫星的故事,见另一篇文章。PIB 12月28日的简报还说,火箭的第四级将搭载来自高校和初创企业的24项实验。
12月31日,联邦部长吉滕德拉·辛格博士说,预计对接将在2025年1月7日进行。当天并没有发生。据 News On AIR 报道,1月6日,ISRO在发现一种需要在地面模拟中加以更多检查的中止情形后,把日期改到了1月9日。
1月9日的尝试同样被推迟。在把间距缩小到225米的机动过程中,两颗卫星在与地面失去联系期间,比预期更快地漂开了。ISRO的任务页面说,卫星是安全的。
据PIB记载,1月12日的预演中,ISRO把两颗卫星带到3米处,然后又退回到安全距离。真正的对接发生在1月16日凌晨。
ISRO如何走完最后15米
两个航天器都以约每小时28,800公里的速度绕地球飞行,所以追踪星必须把相对目标星的速度降到每小时0.036公里,PIB在12月28日这样解释。换算下来是每秒10毫米,也就是ISRO任务页面上写的接近速度。
SDX01是追踪星,SDX02是目标星。ISRO的手册说,两者是雌雄同体式的:对接机构在两颗星上完全相同,哪一颗都可以充当主动方。计划让追踪星分阶段逼近。两个航天器先漂到相距约20公里,然后依次在5公里、1.5公里、500米、225米、15米和3米处停住。据 Spaceflight Now 的描述,从5公里起,两颗卫星通过无线电链路交换位置和姿态数据。
随着距离缩小,几种传感器依次接手。ISRO列出的有:工作范围6,000米至200米的激光测距仪,2,000米至10米的交会传感器,以及30米至0.4米的接近与对接传感器。一台摄像机记录了最后几米,一个机构进入传感器则探测追踪星是否进入目标星。一个由卫星导航(GNSS)信号驱动的处理器,算出每个航天器相对对方的位置和速度。
PIB 1月16日的情况说明称,对接是从3米的停留点开始的。电机驱动的机构先捕获目标星,再收回,把两个航天器拉到一起,然后刚性锁定,也就是ISRO所说的 rigidised,意思是把它们锁成一个整体的硬结构。ISRO说,此后这一对卫星可以作为单个物体来操控。
ISRO的任务页面把自己的机构与其他航天机构用于载人任务的国际对接系统标准做了比较。ISRO的对接环直径450毫米,用两台电机,而标准是800毫米和24台电机。页面还说,小型航天器的对接比大型航天器要求更高的精度。部长把这一自主研制的系统称为 Bharatiya Docking System,即印度对接系统。
分离、第二次对接和一次加热器试验
2025年3月13日约9点20分,ISRO在第一次尝试中就把两颗卫星分开了,当时在轨道倾角45度、高度460公里的圆轨道上。班加罗尔、勒克瑙和毛里求斯的地面站跟踪了这次操作,ISRO报告说两颗卫星状态正常。
第二次对接发生在2025年4月20日晚8点20分。ISRO说,这一次从15米到接触是全自主的。第一次对接时,在3米处的停留是手动操作的。
4月21日,ISRO把电力从SDX02送到SDX01,再送回来,用另一颗星的供电让一颗星上的加热器运行了约四分钟。ISRO说,表现与预期一致。
空间站对它的要求
内阁于2024年9月18日批准了印度空间站(Bharatiya Antariksh Station)的第一个舱段BAS-1,作为修订后的Gaganyaan计划的一部分,该计划共八次任务,要在2028年12月前完成。航天部2026年8月6日告诉联邦院,空间站将有五个舱段,计划在2035年投入运行。
ISRO的SpaDeX页面说,当一个共同目标需要多次发射时,在太空对接必不可少。2026年3月23日的答复在载人飞行上说得更进一步:乘员转移,以及推进剂、流体和电力的转运,都需要对接技术。答复称,在轨道上证明这项技术,为把Gaganyaan舱段与BAS这样的空间站对接铺平了道路。SpaDeX测试了这份清单上的一项,即电力传输。
月船四号对它的要求
内阁2024年9月18日对月船四号的批准文件,把对接和分离列为这次月球采样返回任务必须展示的技术之一。该文件给这项任务拨款2,104.06 crore卢比(约210.4亿卢比),其中包括两次LVM3发射,并预期在批准后36个月内完成。印度在月球南极附近的软着陆,见我们的月船三号文章。
ISRO的SpaDeX页面称这项任务是自主对接的先行者,月船四号这样的月球任务需要在没有地球GNSS支持的情况下完成自主对接。为本文查阅的资料没有说明ISRO是否已经展示过这一部分。
尚未得到验证的部分
ISRO 2025年3月的声明说,SpaDeX用两颗小卫星,在圆轨道上展示了交会、对接和分离。2026年3月23日的答复介绍了ISRO正在研究的另外两项试验。
SPADEX-2 将在高椭圆轨道(一种拉长的、不是圆形的轨道)上对接两个航天器,以满足月船四号的需要,并在两个舱段之间转移一份样品。SPADEX-3 将在圆轨道上用印度对接系统对接两个加压舱段,作为空间站对接的前导。
答复没有给出任何一项的发射日期,也没有说有无批准。2024年9月的内阁文件给出的日期是2028年12月,八次载人航天任务要在这之前完成,以BAS-1的发射收尾。
资料来源与延伸阅读
- ISRO: SpaDeX Mission
- ISRO: SPADEX docking of SDX-01 and SDX-02 completed on 16 January 2025
- ISRO: SPADEX undocking successful
- ISRO: SPADEX Mission, successful demonstration of second docking and power transfer
- ISRO: PSLV-C60 SPADEX mission brochure
- Press Information Bureau: ISRO's year end mission to seek the rare feat of docking two satellites in space (28 December 2024)
- Press Information Bureau: ISRO's SPADEX mission, a giant leap in space docking technology (31 December 2024)
- Press Information Bureau: Space docking, ISRO achieved the unbelievable (16 January 2025)
- Press Information Bureau, Department of Space: SpaDeX Mission, Revolutionising Space Exploration (16 January 2025)
- Press Information Bureau: Parliament question on space docking technology (23 March 2026)
- Press Information Bureau: Dr. Jitendra Singh informs Rajya Sabha of key milestones in Gaganyaan (6 August 2026)
- Prime Minister of India: Cabinet approves Chandrayaan-4 (18 September 2024)
- Prime Minister of India: Cabinet approves the first module of the Bharatiya Antariksh Station (18 September 2024)
- News On AIR: ISRO postpones SpaDeX mission to January 9 (6 January 2025)
- News On AIR: ISRO postpones SpaDeX satellite docking experiment (9 January 2025)
- Spaceflight Now: India launches its first on-orbit docking demonstration (3 January 2025)
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