大廈將傾！印度導(dǎo)航系統(tǒng)因衛(wèi)星原子鐘故障僅剩三顆衛(wèi)星正常工作

3月14日：印度區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（NavIC，印度星座導(dǎo)航系統(tǒng)）因IRNSS-1F衛(wèi)星上最后一臺星載原子鐘發(fā)生故障，目前運行狀態(tài)已跌破最低工作閾值。印度空間研究組織（ISRO）表示，此次故障導(dǎo)致能提供完整定位、導(dǎo)航與授時（PNT）服務(wù)的衛(wèi)星數(shù)量僅剩三顆。

NavIC系統(tǒng)設(shè)計初衷是為印度全境及邊境約1500公里范圍內(nèi)提供高精度區(qū)域?qū)Ш礁采w，該系統(tǒng)至少需要四顆搭載正常工作原子鐘的全功能衛(wèi)星，才能實現(xiàn)穩(wěn)定的導(dǎo)航服務(wù)。而IRNSS-1F衛(wèi)星失效后，該星座的運行能力暫時未達(dá)這一基本要求。

IRNSS-1F衛(wèi)星壽終正寢前原子鐘率先失效

IRNSS-1F衛(wèi)星于2016年3月10日發(fā)射，是初代NavIC星座部署的重要組成部分，其設(shè)計服役年限為10年，并于2026年3月10日正式結(jié)束規(guī)劃運行周期。

2026年3月13日，該衛(wèi)星上僅剩的一臺銣原子鐘停止工作。此前，衛(wèi)星搭載的兩臺備用原子鐘已先后故障，因此最后一臺原子鐘停擺后，該衛(wèi)星徹底無法生成導(dǎo)航信號。

印度空間研究組織表示，盡管IRNSS-1F衛(wèi)星無法再提供導(dǎo)航服務(wù)，但仍將留在軌道中，繼續(xù)播發(fā)單向通信信號，為部分民生及災(zāi)害管理應(yīng)用提供支持。

原子鐘是衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的核心部件，通過精準(zhǔn)的時間測量，衛(wèi)星才能計算出信號傳輸至地面接收器的時長。哪怕是極其微小的計時誤差，也會造成定位結(jié)果的巨大偏差。

目前NavIC系統(tǒng)的在軌工作衛(wèi)星

自2013年起，印度空間研究組織為搭建并維護(hù)NavIC星座，累計發(fā)射了11顆衛(wèi)星。受IRNSS-1F衛(wèi)星故障影響，目前僅有三顆衛(wèi)星搭載的原子鐘可正常工作，能提供完整的導(dǎo)航服務(wù)。

現(xiàn)階段承擔(dān)定位、導(dǎo)航與授時核心服務(wù)的衛(wèi)星分別為：2014年4月發(fā)射的IRNSS-1B、2018年4月發(fā)射的替補衛(wèi)星IRNSS-1I，以及2023年5月發(fā)射的首顆第二代NavIC衛(wèi)星NVS-01。

如今，這三顆衛(wèi)星承擔(dān)著整個系統(tǒng)的主要導(dǎo)航工作。

初代衛(wèi)星接連故障

禍不單行的是——多臺初代IRNSS衛(wèi)星均喪失了導(dǎo)航能力，故障主因是項目初期所使用的進(jìn)口銣原子鐘出現(xiàn)失效問題。

2013年7月發(fā)射的IRNSS-1A衛(wèi)星設(shè)計壽命10年，其搭載的三臺原子鐘全部故障后，便無法再提供導(dǎo)航服務(wù)；

2014年10月發(fā)射的IRNSS-1C衛(wèi)星，同樣因原子鐘故障喪失導(dǎo)航功能；

2015年3月發(fā)射的IRNSS-1D衛(wèi)星，遭遇了類似的原子鐘故障，導(dǎo)航服務(wù)能力大幅下降；

2016年1月發(fā)射的IRNSS-1E衛(wèi)星，星載計時系統(tǒng)也出現(xiàn)了同類問題；

2016年3月發(fā)射的IRNSS-1F衛(wèi)星，在2026年3月因最后一臺原子鐘故障，也加入了故障衛(wèi)星行列；

2016年4月發(fā)射的IRNSS-1G衛(wèi)星，同樣因原子鐘相關(guān)問題，導(dǎo)航性能受到影響。

替補衛(wèi)星的發(fā)射歷程

為維持星座的正常運行，印度空間研究組織于2017年8月發(fā)射了替補衛(wèi)星IRNSS-1H。但此次任務(wù)失敗，原因是PSLV-C39運載火箭的有效載荷整流罩未能分離，導(dǎo)致衛(wèi)星無法進(jìn)入預(yù)定軌道。

此后，印度空間研究組織于2018年4月成功發(fā)射IRNSS-1I衛(wèi)星，用以替代IRNSS-1A，該衛(wèi)星目前仍在正常工作。

在第二代NavIC系統(tǒng)研發(fā)計劃下，NVS-01衛(wèi)星于2023年5月發(fā)射，該衛(wèi)星搭載了升級后的導(dǎo)航有效載荷，以及印度自主研發(fā)的銣原子鐘。

另一顆補給衛(wèi)星NVS-02于2025年1月29日由GSLV-F15火箭發(fā)射，盡管發(fā)射過程本身取得成功，但衛(wèi)星未能進(jìn)入預(yù)定的工作軌道。

NVS-02衛(wèi)星入軌失敗調(diào)查結(jié)果

2026年2月25日，印度空間研究組織發(fā)布了NVS-02衛(wèi)星的故障分析報告。調(diào)查人員認(rèn)定，一處松動的連接器導(dǎo)致驅(qū)動信號無法傳輸至衛(wèi)星推進(jìn)系統(tǒng)中負(fù)責(zé)氧化劑輸送的關(guān)鍵火工閥。

受此影響，該閥門未能正常開啟，氧化劑無法輸送至發(fā)動機，衛(wèi)星因此無法執(zhí)行軌道提升機動操作，無法進(jìn)入指定的圓形導(dǎo)航軌道，最終無法為NavIC系統(tǒng)提供導(dǎo)航服務(wù)。

新一代NavIC衛(wèi)星研發(fā)計劃

為讓NavIC星座恢復(fù)完整運行能力，印度空間研究組織正加速研發(fā)第二代NVS系列的后續(xù)衛(wèi)星。該機構(gòu)計劃在2026年底前，再發(fā)射三顆衛(wèi)星——NVS-03、NVS-04和NVS-05。這批衛(wèi)星不僅要讓系統(tǒng)恢復(fù)最低運行閾值，還將逐步替代IRNSS-1B、IRNSS-1I等老化的初代衛(wèi)星。

新一代衛(wèi)星進(jìn)行了多項升級：每顆衛(wèi)星均搭載五臺印度自主研發(fā)的銣原子鐘，提升了設(shè)備的冗余性和可靠性；同時新增了包括L1頻段在內(nèi)的信號頻段，提高了與民用、軍用導(dǎo)航接收器的兼容性。

印度空間研究組織空間應(yīng)用中心的官員表示，自主研發(fā)原子鐘所需部分零部件的采購工作出現(xiàn)延遲，導(dǎo)致衛(wèi)星補網(wǎng)計劃進(jìn)度放緩。

維持星座運行的重要性

NavIC系統(tǒng)是印度自主掌握的區(qū)域?qū)Ш侥芰Γ瑥V泛應(yīng)用于民用導(dǎo)航、災(zāi)害管理、交通軌跡追蹤及戰(zhàn)略領(lǐng)域。

目前僅有三顆衛(wèi)星能提供完整的導(dǎo)航服務(wù)，因此通過發(fā)射替補衛(wèi)星恢復(fù)星座運行能力，已成為印度空間研究組織的首要任務(wù)。計劃部署的新一代NVS衛(wèi)星，將在未來數(shù)年推動該系統(tǒng)恢復(fù)全狀態(tài)運行。