Pojazd startowy Polar Satellite — Polar Satellite Launch Vehicle
Funkcjonować | System uruchamiania średniego podnoszenia |
---|---|
Producent | ISRO |
Kraj pochodzenia | Indie |
Koszt na uruchomienie |
₹ 130 crore (18 mln USD) - ₹ 200 crore (28 mln USD) |
Rozmiar | |
Wzrost | 44 m (144 stóp) |
Średnica | 2,8 m (9 stóp 2 cale) |
Masa |
PSLV-G: 295 000 kg (650 000 funtów) PSLV-CA: 230 000 kg (510 000 funtów) PSLV-XL: 320 000 kg (71 000 funtów) |
Gradacja | 4 |
Pojemność | |
Ładunek do LEO | |
Masa | 3800 kg (8400 funtów) |
Ładunek do SSO | |
Masa | 1750 kg (3860 funtów) |
Ładunek do podrzędnego GTO | |
Masa | 1425 kg (3142 funtów) |
Ładunek do GTO | |
Masa | 1300 kg (2900 funtów) |
Historia uruchamiania | |
Status | Aktywny |
Uruchom witryny | Centrum Kosmiczne Satish Dhawan |
Razem uruchomień | 53 |
Sukces(y) | 50 |
Awarie | 2 |
Awarie częściowe | 1 |
Pierwszy lot | |
Ostatni lot | |
Wybitne ładunki | Chandrayaan-1 , Mars Orbiter Mission , Astrosat , SRE-1 , NAVIC |
Dopalacze (PSLV-G) – S9 | |
Liczba dopalaczy | 6 |
Pchnięcie | 510 kN (110 000 funtów· f ) |
Specyficzny impuls | 262 s (2,57 km/s) |
Czas palenia | 44 sekundy |
Gaz pędny | HTPB |
Dopalacze (PSLV-XL/QL/DL) – S12 | |
Liczba dopalaczy | 6 (XL) 4 (QL) 2 (DL) |
Długość | 12 m (39 stóp) |
Średnica | 1 m (3 stopy 3 cale) |
Masa miotająca | 12 200 kg (26 900 funtów) każdy |
Pchnięcie | 703,5 kN (158 200 funtów· f ) |
Całkowity ciąg | 4221 kN (949 000 lbf· s ) (XL) 2814 kN (633 000 lb· f ) (QL) 1407 kN (316 000 lb· f ) (DL) |
Specyficzny impuls | 262 s (2,57 km/s) |
Czas palenia | 70 sekund |
Gaz pędny | HTPB |
Pierwszy etap | |
Długość | 20 m (66 stóp) |
Średnica | 2,8 m (9 stóp 2 cale) |
Masa miotająca | 138 200 kg (304 700 funtów) każdy |
Silnik | S139 |
Pchnięcie | 4846,9 kN (1089600 funtów· f ) |
Specyficzny impuls | 237 s (2,32 km/s) ( poziom morza ) 269 s (2,64 km/s) ( podciśnienie ) |
Czas palenia | 110 sekund |
Gaz pędny | HTPB |
Drugi etap | |
Długość | 12,8 m (42 stopy) |
Średnica | 2,8 m (9 stóp 2 cale) |
Masa miotająca | 42 000 kg (93 000 funtów) każdy |
Silniki | 1 wikariusz |
Pchnięcie | 803,7 kN (180,700 funtów· f ) |
Specyficzny impuls | 293 s (2,87 km/s) |
Czas palenia | 133 sekund |
Gaz pędny | N 2 O 4 / UDMH |
Trzeci etap | |
Długość | 3,6 m (12 stóp) |
Średnica | 2 m (6 stóp 7 cali) |
Masa miotająca | 7600 kg (16800 funtów) każdy |
Silnik | S-7 |
Pchnięcie | 240 kN (54.000 funtów· f ) |
Specyficzny impuls | 295 s (2,89 km/s) |
Czas palenia | 83 sekundy |
Gaz pędny | HTPB |
Czwarty etap | |
Długość | 3 m (9,8 stopy) |
Średnica | 1,3 m (4 stopy 3 cale) |
Masa miotająca | 2500 kg (5500 funtów) każdy |
Silniki | 2 x L-2-5 |
Pchnięcie | 14,66 kN (3300 funtów· f ) |
Specyficzny impuls | 308 s (3,02 km/s) |
Czas palenia | 525 sekund |
Gaz pędny | MMH / PON |
Polar Satellite Launch Vehicle ( PSLV ) jest zbyteczne średnich wyciąg rakiety zaprojektowany i obsługiwany przez Indyjskiej Organizacji Badań Kosmicznych (ISRO). Został opracowany, aby umożliwić Indiom wystrzelenie indyjskich satelitów teledetekcyjnych (IRS) na orbity synchroniczne ze słońcem , usługę, która do pojawienia się PSLV w 1993 r. była dostępna komercyjnie tylko w Rosji . PSLV może również wystrzelić małe satelity na orbitę geostacjonarną (GTO).
Niektóre ważniejsze ładunki rozpoczęte przez PSLV to pierwszy Indii Księżyca sondy Chandrayaan-1 , pierwszy Indii międzyplanetarnej misji , Mars Orbiter Mission (Mangalyaan) i pierwszej Indii Space Observatory , Astrosat .
PSLV zyskało wiarygodność jako wiodący dostawca usług wspólnych przejazdów dla małych satelitów, dzięki licznym kampaniom wdrażania wielu satelitów z dodatkowymi ładunkami, które zwykle korzystają z współdzielenia wzdłuż indyjskiego głównego ładunku. Według stanu na luty 2021, PSLV wystrzeliło 342 zagraniczne satelity z 36 krajów. Najważniejszym z nich było wystrzelenie PSLV-C37 w dniu 15 lutego 2017 r., które z powodzeniem rozmieściło 104 satelity na orbicie synchronicznej ze słońcem, potrojając poprzedni rekord Rosji pod względem największej liczby satelitów wysłanych w kosmos podczas jednego startu, do 24 stycznia 2021, kiedy SpaceX uruchomił misję Transporter-1 na rakiecie Falcon 9 niosącej na orbitę 143 satelity.
Ładunki można zintegrować w konfiguracji tandemowej za pomocą adaptera Dual Launch Adapter. Mniejsze ładunki są również umieszczane na pokładzie sprzętu i dostosowanych adapterach ładunku.
Rozwój
Badania nad stworzeniem pojazdu zdolnego do przenoszenia 600 kg ładunku na 550 km orbitę synchroniczną ze słońcem z SHAR rozpoczęły się w 1978 roku. Spośród 35 proponowanych konfiguracji wybrano cztery, a do listopada 1980 roku konfiguracja pojazdu z dwoma paskami na rdzeniu wzmacniacza ( S80) z ładunkiem 80 ton paliwa stałego każdy, faza płynna z ładunkiem paliwa 30 ton (L30) i górny stopień zwany systemem Perigee-Apogee (PAS).
Do 1981 r. wzrosło zaufanie do rozwoju statków kosmicznych z teledetekcją wraz z wystrzeleniem Bhaskary-1, a cele projektu PSLV zostały zmodernizowane, aby pojazd dostarczał 1000 kg ładunku na 900 km SSO . W miarę jak transfer technologii silników rakietowych Viking umocnił się, zespół kierowany przez APJ Abdula Kalama zaproponował nową lżejszą konfigurację, odchodzącą od trzech dużych, solidnych dopalaczy, i ostatecznie ją wybrano. Finansowanie zostało zatwierdzone w lipcu 1982 r. na sfinalizowany projekt wykorzystujący pojedynczy duży lity rdzeń S125 jako pierwszy stopień z sześcioma 9-tonowymi paskami (S9) pochodzącymi z pierwszego stopnia SLV-3 , drugim stopniem na paliwo płynne (L33) i dwoma litymi górnymi stopniami S7 i S2. Ta konfiguracja wymagała dalszych ulepszeń, aby spełnić wymagania dokładności wtrysku orbitalnego satelitów IRS, a zatem stały stopień końcowy (S2) został zastąpiony stopniem zasilanym paliwem płynnym (L1.8 lub LUS) napędzanym dwoma silnikami pochodzącymi z silników z kontrolą przechyłu pierwszego scena. Oprócz zwiększenia precyzji, górny stopień cieczowy pochłaniał również wszelkie odchylenia w działaniu trzeciego stopnia stałego. Ostateczna konfiguracja PSLV-D1 do lotu w 1993 roku to (6 × S9 + S125) + L37,5 + S7 + L2.
W inercyjne systemy nawigacyjne są tworzone przez ISRO inercyjnych systemach jednostki (IISU) w Trivandrum . Płynne stopnie napędowe dla drugiego i czwartego stopnia PSLV, jak również systemy kontroli reakcji (RCS) są opracowywane przez Liquid Propulsion Systems Center (LPSC) w Mahendragiri niedaleko Tirunelveli , Tamil Nadu . Silniki na paliwo stałe są przetwarzane w Satish Dhawan Space Center (SHAR) w Sriharikota w stanie Andhra Pradesh, które również przeprowadza operacje startowe.
PSLV został po raz pierwszy wystrzelony 20 września 1993 roku. Pierwszy i drugi stopień działał zgodnie z oczekiwaniami, ale problem z kontrolą położenia doprowadził do kolizji drugiego i trzeciego stopnia podczas separacji, a ładunek nie dotarł na orbitę. Po tej początkowej porażce PSLV pomyślnie zakończył swoją drugą misję w 1994 roku. Czwarty start PSLV uległ częściowej awarii w 1997 roku, pozostawiając ładunek na orbicie niższej niż planowano. W listopadzie 2014 roku PSLV wystartował 34 razy bez dalszych niepowodzeń. (Chociaż uruchomienie 41: sierpień 2017 PSLV-C39 zakończyło się niepowodzeniem.)
PSLV nadal wspiera indyjskie i zagraniczne wystrzeliwanie satelitów, zwłaszcza dla satelitów na niskiej orbicie okołoziemskiej (LEO). Z każdą kolejną wersją przeszedł kilka ulepszeń, szczególnie tych dotyczących ciągu, wydajności oraz masy. W listopadzie 2013 roku został użyty do wystrzelenia misji Mars Orbiter , pierwszej indyjskiej sondy międzyplanetarnej.
W czerwcu 2018 roku Unia Ministrów zatwierdziła ₹ 6131 crore (US $ 860 milionów) przez 30 lotów operacyjnych PSLV który ma się odbyć między 2019 a 2024 r.
ISRO planuje prywatyzację działalności PSLV i będzie działać poprzez joint venture z prywatnymi przemysłami. Integracją i uruchomieniem będzie zarządzało konsorcjum przemysłowe za pośrednictwem Antrix Corporation .
Opis Pojazdu
PSLV ma cztery stopnie wykorzystujące naprzemiennie stałe i płynne systemy napędowe.
Pierwszy etap (PS1)
Pierwszy etap, jeden z największych silników rakietowych na paliwo stałe na świecie, przewozi 138 t (136 ton długich; 152 ton amerykańskich) paliwa wiązanego polibutadienem (HTPB) zakończonego grupami hydroksylowymi i rozwija maksymalny ciąg około 4800 kN (1100 000 funtów). f ). Obudowa silnika o średnicy 2,8 m (9 stóp 2 cale) jest wykonana ze stali maraging i ma masę własną 30 200 kg (66 600 funtów).
Smoła i odchylenia sterującego podczas pierwszego etapu lotu jest zapewnione przez wtrysk wtórny wektor ciągu sterujący (SITVC) systemu, które wtryskuje się wodny roztwór o strontu nadchloran karne S139 rozbieżne spalinowych z pierścienia 24 otworów wtryskowych do wytworzenia asymetrycznych ciągu. Roztwór jest przechowywany w dwóch cylindrycznych aluminiowych zbiornikach przymocowanych do rdzenia silnika rakietowego na paliwo stałe i pod ciśnieniem azotu . Pod tymi dwoma zbiornikami SITVC znajdują się również moduły Roll Control Thruster (RCT) z małym silnikiem na paliwo dwupaliwowe (MMH/MON).
W PSLV-G i PSLV-XL ciąg pierwszego stopnia jest wzmocniony sześcioma solidnymi wzmacniaczami typu strap-on . Cztery boostery zapalają się na ziemi, a pozostałe dwa zapalają się 25 sekund po wystrzeleniu. Stałe dopalacze przenoszą 9 t (8,9 ton długich; 9,9 ton amerykańskich) lub 12 t (12 ton długich; 13 ton amerykańskich) (dla konfiguracji PSLV-XL) i wytwarzają 510 kN (110 000 lb· f ) i 719 kN (162 000 lb· f ) f ) odpowiednio. Dwa boostery z paskiem są wyposażone w SITVC dla dodatkowej kontroli nastawienia. PSLV-CA nie używa dopalaczy strap-on.
Separacja pierwszego stopnia jest wspomagana przez cztery pary retrorakiet zainstalowanych na międzystopniu (1/2L). Podczas inscenizacji te osiem rakiet pomaga odepchnąć zużytą scenę z drugiego etapu.
Drugi etap (PS2)
Drugi stopień jest napędzany pojedynczym silnikiem Vikas i przenosi 41,5 t (40,8 ton długich; 45,7 ton amerykańskich) ciekłego paliwa magazynowanego na Ziemi – niesymetrycznej dimetylohydrazyny (UDMH) jako paliwa oraz tetratlenku azotu (N 2 O 4 ) jako utleniacza w dwa zbiorniki oddzielone wspólną przegrodą. Generuje maksymalnej siły 800 kN (180,000 funta f ). Silnik jest przegubowy (±4°) w dwóch płaszczyznach, aby zapewnić kontrolę pochylenia i odchylenia za pomocą dwóch siłowników, podczas gdy kontrolę przechyłu zapewnia silnik sterujący reakcją na gorący gaz (HRCM), który wyrzuca gorące gazy kierowane z generatora gazu silnika Vikas.
Na międzyetapowym (1/2U) PS2 znajdują się dwie pary rakiet ulażowych, aby utrzymać dodatnie przyspieszenie podczas inscenizacji PS1/PS2, a także dwie pary rakiet retro, które pomagają odepchnąć zużytą scenę podczas inscenizacji PS2/PS3.
Drugi stopień również przenosi pewną ilość wody w zbiorniku toroidalnym na dnie. Spray wodny służy do chłodzenia gorących gazów z generatora gazu Vikasa do około 600°C przed wejściem do turbopompy. Zbiorniki na paliwo i wodę drugiego stopnia są pod ciśnieniem helem .
Trzeci etap (PS3)
W trzecim etapie stosuje 7 T (6,9; 7,7 tony długie krótkie ton) polibutadien z końcowymi grupami hydroksylowymi oparte na paliwo stałe i produkuje maksymalnej siły 240 kN (54,000 funtów f ). Posiada obudowę z włókna Kevlar - poliamid i zanurzoną dyszę wyposażoną w dyszę przegubową z elastycznym łożyskiem i uszczelką z wektorem ciągu ±2° do kontroli pochylenia i odchylenia. Kontrolę przechyłów zapewnia system sterowania reakcją czwartego stopnia (RCS) podczas fazy ciągu, a także podczas fazy połączonego wybiegu, w ramach której wypalona PS3 pozostaje podłączona do PS4.
Czwarty etap (PS4)
Czwarty stopień napędzany jest bliźniaczymi silnikami chłodzonymi regeneracyjnie, spalającymi monometylohydrazynę (MMH) i mieszane tlenki azotu (MON). Każdy silnik zasilany ciśnieniem wytwarza ciąg 7,4 kN (1700 lb · f ) i jest wyposażony w przegub (±3°) w celu zapewnienia kontroli pochylenia, odchylenia i przechyłu podczas lotu z napędem. Kontrolę położenia w fazie wybiegu zapewnia RCS. Stopień jest sprężony przez hel i przenosi do 2500 kg (5500 funtów) paliwa w PSLV i PSLV-XL oraz 2100 kg (4600 funtów) w PSLV-CA.
W misji PSLV-C29/TeLEOS-1 czwarty etap po raz pierwszy zademonstrował zdolność ponownego zapłonu, która została wykorzystana w wielu kolejnych lotach do rozmieszczenia ładunków na wielu orbitach w ramach jednej kampanii.
Scena PS4 jako platforma orbitalna
PS4 zawiera hostowane ładunki, takie jak AAM na PSLV-C8, Rubin 9.1 / Rubin 9.2 na PSLV-C14 i mRESINS na PSLV-C21. Ale teraz PS4 jest powiększane, aby służyć jako długotrwała platforma orbitalna po zakończeniu głównej misji. Platforma orbitalna PS4 (PS4-OP) będzie miała własne zasilanie, pakiet telemetryczny, przechowywanie danych i kontrolę położenia dla hostowanych ładunków.
W kampaniach PSLV-C37 i PSLV-C38 , jako demonstracja, PS4 był sprawny i monitorowany przez ponad dziesięć orbit po dostarczeniu statku kosmicznego.
PSLV-C44 była pierwszą kampanią, w której PS4 przez krótki czas funkcjonowało jako niezależna platforma orbitalna, ponieważ nie było możliwości wytwarzania energii na pokładzie. Przenosił KalamSAT-V2 jako stały ładunek, satelitę 1U firmy Space Kidz India oparty na zestawie Interorbital Systems .
W kampanii PSLV-C45 czwarty etap miał własne możliwości wytwarzania energii, ponieważ został rozszerzony o szereg nieruchomych ogniw słonecznych wokół zbiornika paliwa PS4. Trzy ładunki hostowane na PS4-OP to: Advanced Retarding Potential Analyzer for Ionospheric Studies (ARIS 101F) firmy IIST, eksperymentalny ładunek AIS firmy ISRO i AISAT firmy Satelize .
Owiewka ładunku
Owiewka ładowności PSLV, nazywana również „Heatshield” waży 1182 kg i ma średnicę 3,2 metra. Ma konstrukcję Isogrid i jest wykonany ze stopu aluminium 7075 ze stalową nasadką nosową o grubości 3 mm. Dwie połówki owiewki oddzielane są za pomocą systemu zrzucania opartego na urządzeniu pirotechnicznym , składającego się z poziomych i pionowych mechanizmów separacji.
Scena 1 | Etap 2 | Etap 3 | Etap 4 | |
---|---|---|---|---|
Poziom | SITVC | Gimbal silnika | Dysza Flex | Gimbal silnika |
Myszkować | SITVC | Gimbal silnika | Dysza Flex | Gimbal silnika |
Rolka | RCT i SITVC w 2 PSOM | Silnik sterujący reakcją gorącego gazu HRCM | PS4 RCS | PS4 RCS |
Warianty
ISRO przewidział szereg wariantów PSLV, aby zaspokoić różne wymagania misji. Obecnie istnieją dwie operacyjne wersje PSLV — wersja z samym rdzeniem (PSLV-CA) bez silników przypinanych oraz wersja (PSLV-XL) z sześcioma silnikami przypinanymi o zwiększonej długości (XL) z 12 tonami HTPB każdy na bazie paliwa. Te konfiguracje zapewniają szerokie możliwości ładowności do 3800 kg (8400 funtów) w LEO i 1800 kg (4000 funtów) na orbicie synchronicznej ze słońcem.
PSLV-G
Standardowa lub „generyczna” wersja PSLV, PSLV-G miała cztery stopnie wykorzystujące naprzemiennie stałe i płynne systemy napędowe oraz sześć silników typu strap-on (PSOM lub S9) z 9-tonowym ładunkiem paliwa. Miał możliwość uruchomienia 1678 kg (3699 funtów) do 622 km (386 mil) na orbitę synchroniczną ze słońcem. PSLV-C35 był ostatnim operacyjnym uruchomieniem PSLV-G przed jego zaprzestaniem.
PSLV-CA
PSLV-CA , CA czyli „Rdzeń Alone”, model miał swoją premierę 23 kwietnia 2007. Model CA nie obejmuje sześć strap-on krzykaczy używanych przez PSLV standardowej wersji, ale z dwóch zbiorników SITVC rolki modułów sterowania ster wciąż przymocowane do bok pierwszego stopnia z dodatkiem dwóch cylindrycznych stabilizatorów aerodynamicznych. Czwarty etap wariantu CA ma o 400 kg (880 funtów) mniej paliwa w porównaniu do wersji standardowej. Obecnie ma możliwość wystrzelenia 1100 kg (2400 funtów) do 622 km (386 mil) orbity synchronicznej ze słońcem .
PSLV-XL
PSLV-XL to ulepszona wersja Polar Satellite Launch Vehicle w standardowej konfiguracji, wzmocniona mocniejszymi, rozciągniętymi dopalaczami strap-on z 12-tonowym ładunkiem paliwa. Ważący 320 t (310 długich ton; 350 krótkich ton) przy starcie, pojazd wykorzystuje większe silniki typu strap-on (PSOM-XL lub S12), aby osiągnąć większą ładowność. 29 grudnia 2005 r. ISRO pomyślnie przetestowało ulepszoną wersję wzmacniacza przypinanego do PSLV. Pierwszym zastosowaniem PSLV-XL było wprowadzenie Chandrayaan-1 przez PSLV-C11. Ładowność tego wariantu wynosi 1800 kg (4000 funtów) na orbitę synchroniczną ze Słońcem .
PSLV-DL
Wariant PSLV-DL ma tylko dwa dopalacze typu strap-on z ładunkiem 12 ton paliwa. PSLV-C44 w dniu 24 stycznia 2019 roku był pierwszym lotem, w którym wykorzystano wariant PSLV-DL Polar Satellite Launch Vehicle.
PSLV-QL
Wariant PSLV-QL ma cztery dopalacze oświetlane na ziemi, każdy z 12 tonami paliwa. PSLV-C45 w dniu 1 kwietnia 2019 roku był pierwszym lotem PSLV-QL.
PSLV-3S (koncepcja)
PSLV-3S został pomyślany jako trzystopniowa wersja PSLV z sześcioma dopalaczami typu strap-on i usuniętym drugim stopniem płynnym. Całkowita masa startowa PSLV-3S miała wynosić 175 ton, a jego nośność pozwalała na umieszczenie 500 kg na niskiej orbicie okołoziemskiej o długości 550 km .
Historia uruchamiania
Na dzień 28 lutego 2021 r. PSLV wykonało 53 starty, z których 50 z powodzeniem osiągnęło zaplanowane orbity, dwie całkowite awarie i jedna częściowa awaria, co daje wskaźnik sukcesu na poziomie 94% (lub 96% z uwzględnieniem częściowej awarii). Wszystkie starty miały miejsce z Centrum Kosmicznego Satish Dhawan, znanego przed 2002 rokiem jako Pasmo Sriharikota (SHAR).
Wariant | Uruchamia | Sukcesy | Awarie | Awarie częściowe |
---|---|---|---|---|
PSLV-G (standardowy) | 12 | 10 | 1 | 1 |
PSLV-CA (sam rdzeń) | 14 | 14 | 0 | 0 |
PSLV-XL (rozszerzony) | 22 | 21 | 1 | 0 |
PSLV-DL | 3 | 3 | 0 | 0 |
PSLV-QL | 2 | 2 | 0 | 0 |
Razem na luty 2021 | 53 | 50 | 2 | 1 |
Zobacz też
- GSLV Mark II
- GSLV Mark III
- Porównanie rodzin wyrzutni orbitalnych
- Pojazd nośny o średnim udźwigu , od 2000 do 20 000 kg do LEO
- Porównanie silników rakietowych orbitalnych
- Porównanie orbitalnych systemów startowych