GSLV Mark III - GSLV Mark III
Funkce | Nosná raketa se středním zdvihem |
---|---|
Výrobce | Indická organizace pro výzkum vesmíru |
Země původu | Indie |
Cena za spuštění | ₹ 367 milionů rupií (49 milionů USD) |
Velikost | |
Výška | 43,43 m (142,5 stop) |
Průměr | 4 m (13 stop) |
Hmotnost | 640 000 kg (1410 000 lb) |
Fáze | 3 |
Kapacita | |
Užitečné zatížení pro LEO | |
Hmotnost | 10 000 kg (22 000 liber) |
Užitečné zatížení pro GTO | |
Hmotnost | 4000 kg (8800 liber) |
Přidružené rakety | |
Rodina | Geosynchronní satelitní spouštěcí vozidlo |
Srovnatelný | |
Spustit historii | |
Postavení | Aktivní |
Spusťte stránky | Satish Dhawan Space Center SLP , Andhra Pradesh , Indie |
Totální spuštění | 4 |
Úspěch (y) | 4 |
Selhání | 0 |
První let | |
Poslední let | 22. července 2019 |
Pozoruhodné užitečné zatížení | PÉČE , Chandrayaan-2 |
První fáze - posilovače S200 | |
Délka | 25 m (82 stop) |
Průměr | 3,2 m (10 stop) |
Prázdná hmota | 31 000 kg (68 000 liber) každý |
Hrubá hmotnost | 236 000 kg (520 000 lb) každý |
Hnací hmota | 205 000 kg (452 000 lb) každý |
Motor | Solidní S200 |
Tah | 5 150 kN (525 tf) |
Specifický impuls | 274,5 s (2,692 km/s) (vakuum) |
Doba hoření | 128 s |
Hnací plyn | HTPB |
Druhá fáze - L110 | |
Délka | 21,39 m (70,2 ft) |
Průměr | 4,0 m (13,1 ft) |
Prázdná hmota | 9000 kg (20 000 liber) |
Hrubá hmotnost | 125 000 kg (276 000 liber) |
Hnací hmota | 116 000 kg (256 000 lb) |
Motory | 2 motory Vikas |
Tah | 1598 kN (163,0 tf) |
Specifický impuls | 293 sekund (2,87 km/s) |
Doba hoření | 203 s |
Hnací plyn |
UDMH / N 2Ó 4 |
Třetí fáze - C25 | |
Délka | 13,545 m (44,44 ft) |
Průměr | 4,0 m (13,1 ft) |
Prázdná hmota | 5 000 kg (11 000 liber) |
Hrubá hmotnost | 33 000 kg (73 000 liber) |
Hnací hmota | 28 000 kg (62 000 liber) |
Motory | 1 CE-20 |
Tah | 200 kN (20 tf) |
Specifický impuls | 443 sekund (4,34 km/s) |
Doba hoření | 643 s |
Hnací plyn | LOX / LH 2 |
Geostacionární družice Launch Vehicle Mark III ( GSLV Mk III ), označovaný také jako Launch Vehicle Mark 3 ( LVM3 ), je třístupňová medium-lift vozidlo startu vyvinutý indické Space Research Organisation (ISRO). Je primárně určen k vypouštění komunikačních satelitů na geostacionární oběžnou dráhu a je také identifikován jako nosná raketa pro mise s posádkou v rámci indického programu pro lidský vesmírný let a specializované vědecké mise jako Chandrayaan-2 . GSLV Mk III má vyšší kapacitu užitečného zatížení než obdobně pojmenovaný GSLV Mk II .
Po několika zpožděních a suborbitálním zkušebním letu dne 18. prosince 2014 ISRO úspěšně provedlo první orbitální testovací start GSLV Mk III dne 5. června 2017 z vesmírného střediska Satish Dhawan , Andhra Pradesh .
V červnu 2018 schválil odborový kabinet 43,38 miliardy ₹ (580 milionů USD) na výstavbu 10 raket GSLV Mk III po dobu pěti let.
GSLV Mk III zahájil CARE , indický experimentální modul obnovy vesmírných kapslí, Chandrayaan-2 , druhou indickou lunární misi a bude sloužit k přepravě Gaganyaan , první mise s posádkou v rámci programu indického lidského vesmírného letu .
Dějiny
Rozvoj
ISRO původně plánoval dvě rodiny odpalovacích zařízení, Polar Satellite Launch Vehicle pro nízkou oběžnou dráhu Země a polární starty a větší Geosynchronous Satellite Launch Vehicle pro užitečné zatížení na geostacionární přenosovou oběžnou dráhu (GTO). Jak se změnil mandát ISRO, vozidlo bylo rekonceptualizováno jako výkonnější odpalovací zařízení. Toto zvětšení velikosti umožnilo vypuštění těžších komunikačních a víceúčelových satelitů, budoucí meziplanetární průzkum a bude určeno pro lidi k zahájení misí s posádkou. Vývoj GSLV Mk III začal na počátku roku 2000, přičemž první spuštění bylo plánováno na roky 2009–2010. Neúspěšné spuštění GSLV D3 z důvodu selhání kryogenního horního stupně oddálilo vývojový program GSLV Mk III. GSLV Mk III, který sdílí jméno s GSLV, nabízí různé systémy a komponenty.
S200 statické požární zkoušky
První test statické palby raketového posilovače S-200 , ST-01, byl proveden 24. ledna 2010. Posilovač střílel 130 sekund a měl nominální výkon. Vygeneroval špičkový tah asi 4 900 kN (1 100 000 lbf). Druhá statická požární zkouška, ST-02, byla provedena 4. září 2011. Posilovač střílel 140 sekund a měl nominální výkon. Třetí test, ST-03, byl proveden dne 14. června 2015 za účelem ověření změn z údajů o suborbitálním zkušebním letu.
L110 statické požární zkoušky
ISRO provedl první statický test základní fáze L110 ve svém testovacím zařízení Liquid Propulsion Systems Center (LPSC) v Mahendragiri , Tamil Nadu, 5. března 2010. Test měl trvat 200 sekund, ale byl ukončen 150 sekund po úniku v řídicím systému. Druhá statická požární zkouška po celou dobu trvání byla provedena 8. září 2010.
Testy fáze C25
První statická požární zkouška kryogenního stupně C25 byla provedena 25. ledna 2017 v zařízení ISRO Propulsion Complex (IPRC) v Mahendragiri, Tamil Nadu. Fáze byla testována po dobu 50 sekund a měla nominální výkon.
Druhá statická požární zkouška po celou dobu letu 640 sekund za letu byla dokončena 17. února 2017. Tato zkouška prokázala opakovatelnost výkonu motoru spolu s jeho podsystémy, včetně tahové komory, generátoru plynu, turbočerpadel a ovládacích komponent po celou dobu trvání. Všechny parametry motoru měly nominální výkon.
Redesigns
Po suborbitálním zkušebním letu GSLV Mk III byly na vozidle provedeny určité úpravy s cílem zlepšit jeho výkon. Geometrie zrna pohonné hmoty v hlavovém segmentu byla změněna na konfiguraci s 13 laločnatými hvězdami z konfigurace s 10 laločnatými štěrbinami a zatížení hnacího plynu bylo sníženo na 205 tun (452 000 liber), aby se zlepšil výkon během transonické fáze startu. Kapotáž užitečného zatížení CFRP byla upravena na ogive tvar a posilovací nosníky S200 byly nakloněny, aby se zlepšil aerodynamický výkon. Otevřená struktura mezi tanky kryogenního stupně C25 byla přepracována tak, aby byla uzavřena pro lepší aerodynamický výkon.
Design vozidla
První stupeň se skládá ze dvou pevných motorů S200, známých také jako Large Solid Boosters (LSB), připojených k základnímu stupni. Každý posilovač je 3,2 metru (10 stop) široký, 25 metrů (82 stop) dlouhý a nese 207 tun (456 000 liber) paliva na bázi HTPB ve třech segmentech s plášti vyrobenými z vysokopevnostní oceli M250 . Jedná se o největší posilovač na pevná paliva po SRB raketoplánu Space Shuttle a Ariane 5 . Flexibilní trysky lze vektorovat až o ± 8 ° pomocí elektrohydraulických pohonů pracujících v režimu odkalování a slouží k ovládání vozidla během počáteční fáze výstupu. Hydraulická kapalina pro ovládání těchto pohonů je uložena v externě namontované válcové nádrži na základně každého posilovače. Tyto boostery hoří 130 sekund a produkují průměrný tah 3 578,2 kilonewtonů (804 400 lb f ) a špičkový tah 5 150 kilonewtonů (1 160 000 lb f ) každý.
Druhý stupeň, označený jako L110 , je stupeň na kapalné palivo, který je vysoký 21 metrů a široký 4 metry a obsahuje 110 metrických tun nesymetrického dimethylhydrazinu (UDMH) a oxidu dusičitého ( N.
2Ó
4). Je poháněn dvěma motory Vikas 2 , z nichž každý generuje tah 766 kilonewtonů (172 000 lb f ), což dává celkový tah 1532 kilonewtonů (344 000 lb f ). L110 je první indický klastrový motor na kapalné palivo . Motory Vikas využívají regenerační chlazení , které poskytuje lepší hmotnost a specifický impuls ve srovnání s dřívějšími indickými raketami. Každý motor Vikas může být individuálně vybaven kardanem pro ovládání sklonu, zatáčení a náklonu vozidla. Jádrový stupeň L110 se zapálí 114 sekund po startu a hoří 203 sekund. Protože je stupeň L110 osvětlen vzduchem, jeho motory potřebují stínění během letu před horkými výfukovými plyny hořících posilovačů S200 a zpětným tokem plynů pomocí „systému uzavírání trysek“, který se před zapálením L110 odstraní.
Kryogenní horní stupeň , označený C25 , má průměr 4 metry a délku 13,5 metru a obsahuje 28 tun hnacího plynu LOX a LH2 , natlakovaného heliem uloženým v ponořených lahvích. Je poháněn jediným motorem CE-20 , který produkuje tah 200 kN (45 000 lb f ). CE-20 je první kryogenní motor vyvinutý v Indii, který používá generátor plynu ve srovnání s postupnými spalovacími motory používanými v GSLV.
Kapotáž kompozitního užitečného zatížení CFRP má průměr 5 metrů (16 stop) a objem užitečného zatížení 110 metrů krychlových (3900 krychlových stop).
Varianty a upgrady
Páření se semikryogenním stádiem
Základní stupeň L110 v GSLV Mk III má být nahrazen keroloxovým stupněm poháněným SCE-200, aby se zvýšila jeho užitečná hmotnost na 7,5 metrických tun (17 000 liber) na GTO . SCE-200 používá jako palivo petrolej místo UDMH a může vyvinout tah kolem 200 tun. Čtyři z těchto motorů mohou být seskupeny v raketě bez popruhů na posilovačích, aby dodaly GTO až 10 tun (22 000 liber).
Hydrolox Horní stupeň C25 s téměř 25 t (55000 lb) hnací zatížení bude převedena na C32 s vyšší hnací zatížení 32 t (71000 lb). Celková hmotnost avioniky bude snížena použitím miniaturních verzí. Dne 30. listopadu 2020 dodala společnost Hindustan Aeronautics Limited společnosti ISRO kryogenní nádrž na bázi hliníkové slitiny, konkrétně C32-LH2. Nádrž má kapacitu pojmout 5 755 kg (12 688 lb) paliva v objemu 89 m 3 (3 100 krychlových stop), navržených ke zvýšení kapacity užitečného zatížení GSLV Mk III.
Verze poháněná SCE-200 nebude použita pro misi posádky kosmické lodi Gaganyaan .
V září 2019 zpráva citovala S. Somanatha , ředitele VSSC, který řekl, že semi-kryogenní motor je připraven k zahájení testování. Údajně SCE-200 vychází z ukrajinského RD-810 .
Podle rámcové dohody o spolupráci při mírovém využívání vesmíru mezi Indií a Ukrajinou podepsané v roce 2005 se od Ukrajiny očekávalo, že otestuje součásti indické verze motoru a bude létat až po úspěšném dokončení programu Gaganyaan . Neočekávalo se tedy, že by upgradovaná verze GSLV Mk III dorazila dříve než v roce 2022.
Hnací nádrž pro semikryogenní stupeň SC120 byla dodána v říjnu 2021 společností HAL .
Hodnocení člověka
Zatímco GSLV Mk III je pro projekt Gaganyaan hodnocen jako člověk , ve fázi návrhu byly brány v úvahu potenciální aplikace lidského vesmírného letu rakety. Maximální zrychlení během výstupové fáze letu bylo omezeno na 4 g pro pohodlí posádky a bylo zavedeno kapotáž užitečného zatížení o průměru 5 metrů, aby bylo možné pojmout velké moduly, jako jsou segmenty vesmírných stanic.
Kromě toho se plánuje řada změn, které mají zajistit bezpečnost kritických subsystémů, a to prostřednictvím nižších provozních marží, redundance, přísných kvalifikačních požadavků, přecenění a posílení komponent atd.
V avionice:
- Čtyři nadbytečné NGC
- Dual chain Telemetry & Telecommand Processor (TTCP)
- Integrovaný zdravotní monitorovací systém (LVHM)
Stupně vozidel:
- Motory Vikas s vysokým tahem jádrového stupně L110 pro provoz při tlaku v komoře 58,5 barů místo 62 barů.
- Popruh S200 nebo HS200 s lidským hodnocením bude pracovat při tlaku v komoře 56,5 ksc místo 60 ksc. Segmentové spoje budou mít každý tři O-kroužky .
Pozoruhodné mise
X (suborbitální letový test)
První let GSLV Mk III se uskutečnil 18. prosince 2014. Let vzlétl z druhé odpalovací rampy v 04:00 UTC. Test měl funkční zesilovače, základní stupeň a nefunkční fiktivní horní stupeň. Nesl experiment posádkového modulu atmosférického opětovného vstupu (CARE), který byl testován při opětovném vstupu.
Jen něco málo přes pět minut letu raketa vysunula modul CARE ve výšce 126 kilometrů (78 mi), který poté sestoupil a byl řízen svými palubními motory. Během testu zaznamenal tepelný štít CARE maximální teplotu kolem 1 000 ° C (1830 ° F). ISRO stáhlo spouštěcí telemetrii během fáze balistického doběhu před výpadkem rádia, aby se zabránilo ztrátě dat v případě selhání splash-down. Ve výšce kolem 15 kilometrů (9,3 mil) se vrcholový kryt modulu oddělil a byly nasazeny padáky. CARE vystříkla dolů v Bengálském zálivu poblíž Andamanských a Nikobarských ostrovů a byla úspěšně obnovena.
D1 (GSAT-19)
První orbitální let GSLV Mk III se uskutečnil 5. června 2017 a odstartoval z druhé odpalovací rampy v 11:58 UTC. Vozidlo neslo komunikační satelit GSAT-19 , což z něj činilo nejtěžší indickou raketu a užitečné zatížení, jaká kdy byla vypuštěna. Družice byla úspěšně umístěna na geostacionární přenosovou oběžnou dráhu (GTO) na 170 kilometrů (110 mi). Let také testoval upgrady designu z údajů získaných během suborbitálního zkušebního letu (viz část o přepracování ).
M1 (Chandrayaan-2)
První operační let proběhl 22. července 2019 a odstartoval z druhého odpalovacího pole v 9:13 UTC . Raketa nesla Chandrayaan-2 , druhou indickou misi na Měsíc, skládající se z orbiteru, landeru a roveru. Chandrayaan-2 stack je nejtěžší kosmická loď vypuštěná ISRO.
Spustit historii
Let č | Datum / čas ( UTC ) | Raketa, konfigurace |
Spusťte web | Užitečné zatížení | Užitečná hmotnost | Obíhat | Uživatel | Spustit výsledek |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
X | 18. prosince 2014 04:00 |
LVM3-X | Druhá spouštěcí podložka | Experiment s atmosférickým návratem modulu posádky (CARE) | 3,775 kg (8322 lb) | Suborbitální | ISRO | Úspěch |
Testovací suborbitální vývojový let s nefunkčním kryogenním stupněm | ||||||||
D1 | 5. června 2017 11:58 |
Mk III | Druhá spouštěcí podložka | GSAT-19 | 3136 kg (6914 liber) | GTO | INSAT | Úspěch |
První orbitální testovací spuštění s funkční kryogenní fází | ||||||||
D2 | 14. listopadu 2018 11:38 |
Mk III | Druhá spouštěcí podložka | GSAT-29 | 3423 kg (7546 lb) | GTO | INSAT | Úspěch |
Druhý orbitální zkušební let. Jádro L110 používalo modernizované motory Vikas s vyšším tahem. | ||||||||
M1 | 22. července 2019 09:13 | Mk III | Druhá spouštěcí podložka | Chandrayaan-2 | 3850 kg (8490 liber) | EPO | ISRO | Úspěch |
První operační let GSLV MK-III. |
Plánované starty
Datum / čas ( UTC ) | Raketa, konfigurace |
Spusťte web | Užitečné zatížení | Obíhat |
---|---|---|---|---|
Června 2022 | Mk III | Druhá spouštěcí podložka | Gaganyaan-1 | LEV |
První bezpilotní orbitální ukázkový let indického modulu posádky. | ||||
Q3 2022 | Mk III | Druhá spouštěcí podložka | Chandrayaan-3 | EPO |
Opakování mise Chandrayaan-2 s lunárním přistávačem a roverem . | ||||
2022 | Mk III | Druhá spouštěcí podložka | Gaganyaan-2 | LEV |
Druhý bezpilotní orbitální ukázkový let modulu posádky. | ||||
NET 2022 | Mk III | Druhá spouštěcí podložka | GSAT-20 (CMS-03) | GTO |
2023 | Mk III | Druhá spouštěcí podložka | Gaganyaan-3 | LEV |
První indická mise s posádkou. Spouštěcí hmotnost je 7800 kg (17200 liber) se servisním modulem, hmotnost kapsle je 3735 kg. | ||||
Prosince 2024 | Mk III | Druhá spouštěcí podložka | Shukrayaan-1 | TBD |
Spouštěcí hmotnost je 2 500 kg; Oběžná dráha Venuše a atmosférický balón. Může být spuštěno na GSLV Mk II. | ||||
2024 | Mk III | Druhá spouštěcí podložka | Mangalyaan 2 | TBD |
Druhá indická mise na oběžné dráze na Mars. | ||||
TBA | Mk III | Druhá spouštěcí podložka | GSAT-22 | GTO |
Viz také
- Porovnání rodin orbitálních odpalovacích zařízení
- Porovnání orbitálních odpalovacích systémů
- Gaganyaan , indický orbiter s posádkou
- Geosynchronní satelitní spouštěcí vozidlo
- Seznam indických satelitů
- Nosná raketa se středním zdvihem , schopná zvednout užitečné zatížení mezi 2 000 a 20 000 kg (4400 a 44100 lb) na oběžnou dráhu Země
- Startovací vozidlo Polar Satellite