Startovací vozidlo Polar Satellite - Polar Satellite Launch Vehicle

Startovací vozidlo Polar Satellite

PSLV-C35 na odpalovací rampě
Funkce	Startovací systém se středním zdvihem
Výrobce	ISRO
Země původu	Indie
Cena za spuštění	₹ 130 milionů rupií (18 milionů USD) - ₹ 200 milionů rupií (28 milionů USD)
Velikost
Výška	44 m (144 stop)
Průměr	2,8 m (9 ft 2 v)
Hmotnost	PSLV-G: 295 000 kg (650 000 lb) PSLV-CA: 230 000 kg (510 000 lb) PSLV-XL: 320 000 kg (710 000 lb)
Fáze	4
Kapacita
Užitečné zatížení pro LEO
Hmotnost	3800 kg (8400 liber)
Užitečné zatížení k SSO
Hmotnost	1750 kg (3860 liber)
Užitečné zatížení pro Sub-GTO
Hmotnost	1425 kg (3142 lb)
Užitečné zatížení pro GTO
Hmotnost	1300 kg (2900 liber)
Spustit historii
Postavení	Aktivní
Spusťte stránky	Satish Dhawan Space Center
Totální spuštění	53
Úspěch (y)	50
Selhání	2
Částečné selhání	1
První let
Poslední let
Pozoruhodné užitečné zatížení	Chandrayaan-1 , Mars Orbiter Mission , Astrosat , SRE-1 , NAVIC
Posilovače (PSLV-G)-S9
Ne. Posilovače	6
Tah	510 kN (110 000 lb f )
Specifický impuls	262 s (2,57 km/s)
Doba hoření	44 sekund
Hnací plyn	HTPB
Boostery (PSLV-XL/QL/DL)-S12
Ne. Posilovače	6 (XL) 4 (QL) 2 (DL)
Délka	12 m (39 stop)
Průměr	1 m (3 ft 3 v)
Hnací hmota	12 200 kg (26 900 lb) každý
Tah	703,5 kN (158 200 lb f )
Celkový tah	4221 kN (949000 lb f ) (L) 2814 kN (633000 lb f ) (QL) 1407 kN (316000 lb f ) (DL)
Specifický impuls	262 s (2,57 km/s)
Doba hoření	70 sekund
Hnací plyn	HTPB
První část
Délka	20 m (66 stop)
Průměr	2,8 m (9 ft 2 v)
Hnací hmota	138 200 kg (304 700 lb) každý
Motor	S139
Tah	4 846,9 kN (1 089 600 lb f )
Specifický impuls	237 s (2,32 km/s) ( hladina moře ) 269 ​​s (2,64 km/s) ( vakuum )
Doba hoření	110 sekund
Hnací plyn	HTPB
Druhá fáze
Délka	12,8 m (42 stop)
Průměr	2,8 m (9 ft 2 v)
Hnací hmota	42 000 kg (93 000 liber) každý
Motory	1 Vikas
Tah	803,7 kN (180 700 lb f )
Specifický impuls	293 s (2,87 km/s)
Doba hoření	133 sekund
Hnací plyn	N 2 O 4 / UDMH
Třetí fáze
Délka	3,6 m (12 stop)
Průměr	2 m (6 ft 7 v)
Hnací hmota	7 600 kg (16 800 lb) každý
Motor	S-7
Tah	240 kN (54 000 lb f )
Specifický impuls	295 s (2,89 km/s)
Doba hoření	83 sekund
Hnací plyn	HTPB
Čtvrtá fáze
Délka	3 m (9,8 ft)
Průměr	1,3 m (4 ft 3 v)
Hnací hmota	2 500 kg (5 500 lb) každý
Motory	2 x L-2-5
Tah	14,66 kN (3300 lb f )
Specifický impuls	308 s (3,02 km/s)
Doba hoření	525 sekund
Hnací plyn	MMH / MĚSÍC

Polar Satellite Launch Vehicle ( PSLV ) je nahraditelný medium-lift vozidlo startu konstruovány a provozovány podle indické Space Research Organisation (ISRO). Byl vyvinut s cílem umožnit Indii vypustit své satelity Indian Remote Sensing (IRS) na sluneční synchronní oběžné dráhy , služba, která byla až do příchodu PSLV v roce 1993 komerčně dostupná pouze z Ruska . PSLV může také vypouštět malé satelity na geostacionární přenosovou oběžnou dráhu (GTO).

Některé pozoruhodné náklad zahájené PSLV patří Indie je první lunární sondu Chandrayaan-1 , první indický meziplanetární mise , Mars Orbiter Mission (Mangalyaan) a Indie je první vesmírnou observatoř , ASTROSAT .

PSLV získal důvěryhodnost jako přední poskytovatel služeb spolujízdy pro malé satelity, díky jeho četným multi-satelitním nasazovacím kampaním s pomocným užitečným zatížením obvykle jezdí sdílení po indickém primárním užitečném zatížení. V únoru 2021 vypustila PSLV 342 zahraničních satelitů z 36 zemí. Nejpozoruhodnější z nich bylo vypuštění PSLV-C37 dne 15. února 2017, úspěšné rozmístění 104 satelitů na sluneční synchronní oběžnou dráhu, což ztrojnásobilo předchozí rekord Ruska v nejvyšším počtu satelitů vyslaných do vesmíru při jediném startu, a to do 24. ledna 2021, kdy SpaceX vypustila misi Transporter-1 na raketu Falcon 9 nesoucí 143 satelitů na oběžnou dráhu.

Užitečné zatížení lze integrovat do tandemové konfigurace pomocí adaptéru Dual Launch. Menší užitečné zatížení je také umístěno na palubě vybavení a přizpůsobených adaptérech užitečného zatížení.

Rozvoj

Připevňovací pásek PSLV-C11

Studie na vývoj vozidla schopného dopravit užitečné zatížení 600 kg na 550 km synchronní oběžné dráhy Slunce od SHAR byly zahájeny v roce 1978. Z 35 navrhovaných konfigurací byly vybrány čtyři a do listopadu 1980 konfigurace vozidla se dvěma popruhy na posilovači jádra ( S80) s 80 tuny tuhého paliva, každý s náplní, zvažoval se kapalný stupeň s 30 tunovým zatížením (L30) a horní stupeň zvaný Perigee-Apogee System (PAS).

V roce 1981 vzrostla důvěra ve vývoj kosmických lodí na dálkový průzkum s vypuštěním Bhaskara-1 a byly aktualizovány cíle projektu PSLV, aby vozidlo dodalo užitečné zatížení 1000 kg v 900 km SSO . Jak se přenos technologií raketového motoru Viking upevnil, tým vedený APJ Abdulem Kalamem navrhl a nakonec vybral novou lehčí konfiguraci, která se odklonila od spoléhání na tři velké pevné posilovače . Financování bylo schváleno v červenci 1982 pro dokončený návrh využívající jediné velké pevné jádro S125 jako první stupeň se šesti 9tunovými popruhy (S9) odvozenými z prvního stupně SLV-3 , druhého stupně s kapalným palivem (L33) a dvou pevných horních stupňů S7 a S2. Tato konfigurace potřebovala další vylepšení, aby splnila požadavky na přesnost orbitálního vstřikování satelitů IRS, a proto byl pevný koncový stupeň (S2) nahrazen tlakově napájeným kapalně poháněným stupněm (L1.8 nebo LUS) poháněným dvojitými motory odvozenými z motorů řízení otáčení prvního etapa. Kromě zvýšení přesnosti kapalný horní stupeň také absorboval jakékoli odchylky ve výkonu pevného třetího stupně. Konečná konfigurace PSLV-D1 k letu v roce 1993 byla (6 × S9 + S125) + L37,5 + S7 + L2.

K inerciální navigační systémy jsou vyvíjeny ISRO Inertial Systems Unit (IISU) na Thiruvananthapuram . Stupně kapalného pohonu pro druhý a čtvrtý stupeň PSLV, jakož i reakční řídicí systémy (RCS) jsou vyvinuty Centrem pro kapalné pohonné systémy (LPSC) v Mahendragiri poblíž Tirunelveli , Tamil Nadu . Motory na tuhá paliva jsou zpracovávány ve vesmírném středisku Satish Dhawan Space Center ( SHAR ) v Sriharikota , Andhra Pradesh, které rovněž provádí vypouštěcí operace.

PSLV byl poprvé spuštěn 20. září 1993. První a druhý stupeň probíhaly podle očekávání, ale problém s kontrolou polohy vedl ke srážce druhého a třetího stupně při oddělení a užitečné zatížení se nedostalo na oběžnou dráhu. Po tomto počátečním nezdaru PSLV úspěšně dokončil svou druhou misi v roce 1994. Čtvrté spuštění PSLV utrpělo částečné selhání v roce 1997, takže jeho užitečné zatížení zůstalo na nižší než plánované oběžné dráze. V listopadu 2014 PSLV odstartoval 34krát bez dalších poruch. (Ačkoli spuštění 41: srpen 2017 PSLV-C39 bylo neúspěšné.)

PSLV nadále podporuje vypouštění indických a zahraničních satelitů, zejména pro satelity s nízkou oběžnou dráhou Země (LEO). S každou další verzí prošlo několika vylepšeními, zejména těmi, které zahrnovaly tah, účinnost a hmotnost. V listopadu 2013 byl použit k zahájení mise Mars Orbiter , první meziplanetární sondy Indie.

V červnu 2018, Evropská unie vláda schválila ₹ 6131 crore (USA 860 milionů dolarů) za 30 operačních letů na PSLV se bude konat mezi 2019 a 2024.

ISRO plánuje privatizovat provoz PSLV a bude pracovat prostřednictvím společného podniku se soukromým průmyslem. Integrace a spuštění bude řízeno průmyslovým konsorciem prostřednictvím společnosti Antrix Corporation .

Popis vozidla

PSLV má čtyři stupně využívající střídavě pevné a kapalné pohonné systémy.

První fáze (PS1)

PSLV-C44 první stupeň uvnitř mobilní servisní věže.

První stupeň, jeden z největších tuhých raketových posilovačů na světě, nese 138 t (136 dlouhých tun; 152 čistých tun ) hnacího plynu vázaného na polybutadien (HTPB) s hydroxylovým zakončením a vyvíjí maximální tah přibližně 4 800 kN (1 100 000 lb) _f ). Skříň motoru o průměru 2,8 m (9 ft 2 v) je vyrobena z vysokopevnostní oceli a má prázdnou hmotnost 30 200 kg (66 600 lb).

Rozteč a vybočit kontrola během první fáze letu zajišťuje vstřikování sekundárního řízení vektoru tahu (SITVC) systém, který vstřikuje je vodný roztok o stroncium chloristan do S139 výfukového Divergentní z kroužku 24 vstřikovacích otvorů pro vytvoření asymetrické tah. Roztok je uložen ve dvou válcových hliníkových nádržích připoutaných k jádrovému raketovému motoru s pevným jádrem a natlakovaném dusíkem . Pod tyto dva tanky SITVC jsou také připevněny moduly Roll Control Thruster (RCT) s kapalným motorem s malým dvoupalivovým pohonem (MMH/MON).

U modelů PSLV-G a PSLV-XL je tah prvního stupně umocněn šesti pevnými posilovači na pásku . Čtyři zesilovače jsou osvětleny na zemi a zbývající dva se zapalují 25 sekund po spuštění. Pevné boostery unesou 9 t (8,9 dlouhých tun; 9,9 čistých tun) nebo 12 t (12 dlouhých tun; 13 čistých tun) (pro konfiguraci PSLV-XL) a produkují 510 kN (110 000 lb _f ) a 719 kN (162 000 lb) _f ) tah. Dva popruhové posilovače jsou vybaveny SITVC pro dodatečné ovládání polohy. PSLV-CA nepoužívá žádné posilovače připoutání.

Separaci prvního stupně napomáhají čtyři páry retro-raket instalovaných na mezistupni (1/2L). Během inscenace pomáhá těchto osm raket odstrčit strávenou fázi od druhé etapy.

Druhý stupeň (PS2)

PSLV-C50 druhý stupeň s motorem Vikas

Druhý stupeň je poháněn jediným motorem Vikas a nese 41,5 t (40,8 dlouhých tun; 45,7 čistých tun) kapalného paliva, které lze skladovat na Zemi - asymetrický dimethylhydrazin (UDMH) jako palivo a oxid dusičitý (N ₂ O ₄ ) jako oxidační činidlo v dva tanky oddělené společnou přepážkou. Generuje maximální tah 800 kN (180 000 lb _f ). Motor je kardanový (± 4 °) ve dvou rovinách, aby zajišťoval řízení sklonu a zatáčení dvěma akčními členy, zatímco ovládání naklápění je zajištěno motorem HRCM (Hot Gas Reaction Control Motor), který vypouští horké plyny odkloněné z generátoru plynu motoru Vikas.

Na mezistupni (1/2U) PS2 jsou dva páry silážních raket pro udržení pozitivní akcelerace během PS1/PS2 stagingu a také dva páry retro-raket, které pomáhají odtlačit vyčerpaný stupeň během PS2/PS3 stagingu.

Druhý stupeň také nese určité množství vody v toroidní nádrži na svém dně. Vodní postřik se používá k ochlazení horkých plynů z generátoru plynu Vikas na přibližně 600 ° C před vstupem do turbočerpadla. Hnací plyn a vodní nádrže druhého stupně jsou natlakovány heliem .

Třetí fáze (PS3)

Třetí a čtvrtá fáze PSLV-C45

Třetí stupeň využívá 7 t (6,9 dlouhých tun; 7,7 čistých tun) tuhého paliva na bázi polybutadienu zakončeného hydroxylovou skupinou a produkuje maximální tah 240 kN (54 000 lb _f ). Má pouzdro z kevlaru a polyamidových vláken a ponořenou trysku vybavenou kardanovou tryskou s pružným těsněním s vektorem tahu ± 2 ° pro ovládání stoupání a zatáčení. Řízení náklonu zajišťuje systém řízení reakce čtvrtého stupně (RCS) během tahové fáze i během fáze kombinovaného dojíždění, pod kterou zůstává vyhořelý PS3 připojený k PS4.

Čtvrtá fáze (PS4)

Čtvrtý stupeň je poháněn regenerativně chlazenými dvojitými motory, spalujícími monomethylhydrazinem (MMH) a směsnými oxidy dusíku (MON). Každý tlakově napájený motor generuje tah 7,4 kN (1700 lb _f ) a je kardanový (± 3 °), aby poskytoval kontrolu nad stoupáním, zatáčením a naklápěním během motorového letu. Řízení polohy v pobřežní fázi zajišťuje RCS. Fáze je natlakována heliem a nese až 2 500 kg (5 500 liber) hnacího plynu v PSLV a PSLV-XL a 2 100 kg (4 600 liber) v PSLV-CA.

Na misi PSLV-C29/TeLEOS-1 čtvrtý stupeň poprvé prokázal schopnost opětovného zapálení, který byl použit v mnoha následujících letech k nasazení užitečného zatížení na více drah na jednu kampaň.

Fáze PS4 jako orbitální platforma

PS4 nesl hostované užitečné zatížení jako AAM na PSLV-C8, Rubin 9.1 / Rubin 9.2 na PSLV-C14 a mRESINS na PSLV-C21. Nyní je však PS4 rozšířen, aby po dokončení primární mise sloužil jako dlouhodobá orbitální platforma. Orbitální platforma PS4 (PS4-OP) bude mít vlastní napájecí zdroj, telemetrický balíček, úložiště dat a ovládání polohy pro hostované užitečné zatížení.

U kampaní PSLV-C37 a PSLV-C38 byl PS4 jako ukázka udržován v provozu a po dodání kosmické lodi byl monitorován více než deset oběžných drah.

PSLV-C44 byla první kampaň, kde PS4 fungovala jako nezávislá orbitální platforma po krátkou dobu, protože neexistovala žádná kapacita pro výrobu elektrické energie na palubě. Nesl KalamSAT-V2 jako pevné užitečné zatížení, 1U cubesat od Space Kidz India na základě soupravy Interorbital Systems .

V kampani PSLV-C45 měl čtvrtý stupeň vlastní schopnost výroby energie, protože byl rozšířen o řadu pevných solárních článků kolem nádrže na pohonnou hmotu PS4. Tři užitečné zátěže hostované na PS4-OP byly Advanced Advanced Retarding Potential Analyzer for Ionosphere Studies (ARIS 101F) od IIST, experimentální AIS užitečné zatížení od ISRO a AISAT od Satellize .

Kapotáž užitečného zatížení

Kapotáž užitečného zatížení PSLV, označovaná také jako „Heatshield“, váží 1 182 kg a má průměr 3,2 metru. Má konstrukci Isogrid a je vyroben ze slitiny hliníku 7075 s ocelovým nosním krytem o tloušťce 3 mm. Obě poloviny kapotáže jsou od sebe odděleny pomocí systému odhození založeného na pyrotechnickém zařízení, který se skládá z horizontálních a vertikálních separačních mechanismů.

Varianty

ISRO předpokládalo řadu variant PSLV, které by vyhovovaly různým požadavkům misí. V současné době existují dvě provozní verze PSLV-samostatně stojící (PSLV-CA) bez páskových motorů a verze (PSLV-XL) se šesti prodlouženými (XL) páskovými motory přepravujícími 12 tun HTPB každý hnací plyn. Tyto konfigurace poskytují široké možnosti využití užitečného zatížení až 3 800 kg (8 400 lb) v LEO a 1 800 kg (4 000 lb) na sluneční synchronní oběžné dráze.

PSLV-G

Standardní nebo „generická“ verze PSLV, PSLV-G měla čtyři stupně využívající střídavě pevné a kapalné pohonné systémy a šest připoutaných motorů (PSOM nebo S9) s náplní 9tunového paliva. To mělo schopnost vypustit 1,678 kg (3699 lb) do 622 km (386 mi) na sluneční synchronní oběžnou dráhu. PSLV-C35 byl posledním operačním spuštěním PSLV-G před jeho ukončením.

PSLV-CA

Model PSLV-CA , CA, což znamená „Core Alone“, měl premiéru 23. dubna 2007. Model CA neobsahuje šest popruhových posilovačů používaných standardní variantou PSLV, ale dva tanky SITVC s moduly Roll Control Thruster jsou stále připojeny k strana prvního stupně s přidáním dvou válcových aerodynamických stabilizátorů. Čtvrtý stupeň varianty CA má o 400 kg (880 liber) méně hnacího plynu ve srovnání se standardní verzí. V současné době má schopnost vypustit 1100 kg (2400 liber) na 622 km (386 mi) synchronní oběžnou dráhu Slunce .

PSLV-XL

PSLV-XL je modernizovaná verze vozidla Polar Satellite Launch Vehicle ve standardní konfiguraci, která je posílena výkonnějšími a nataženějšími popruhovými posilovači s 12tunovým zatížením pohonných hmot. S hmotností 320 t (310 dlouhých tun; 350 čistých tun) při zvedání používá vozidlo větší páskové motory (PSOM-XL nebo S12), aby dosáhlo vyšší schopnosti užitečného zatížení. Dne 29. prosince 2005 ISRO úspěšně testovalo vylepšenou verzi posilovače připnutí na PSLV. První použití PSLV-XL bylo uvedení Chandrayaan-1 na PSLV-C11. Užitečné zatížení této varianty je 1 800 kg (4 000 liber) na synchronní oběžnou dráhu Slunce .

PSLV-DL

Varianta PSLV-DL má pouze dva posilovače s připínáním na pásku a zatížení 12 tun hnacího plynu. PSLV-C44 dne 24. ledna 2019 byl prvním letem, který používal variantu PSLV-DL modelu Polar Satellite Launch Vehicle.

PSLV-QL

PSLV-C45 zvedněte

Varianta PSLV-QL má čtyři uzemněné posilovače připoutání, každý s 12 tunami paliva. PSLV-C45 1. dubna 2019 byl prvním letem PSLV-QL.

PSLV-3S (koncept)

PSLV-3S byl koncipován jako třístupňová verze PSLV s odstraněním šesti posilovačů na pásku a odstraněním druhého kapalného stupně. Celková vzletová hmotnost PSLV-3S měla být 175 tun s kapacitou umístit 500 kg na 550 km nízkou oběžnou dráhu Země .

Spustit historii

Ke dni 28. února 2021 uskutečnilo PSLV 53 startů, z nichž 50 úspěšně dosáhlo plánovaných oběžných drah, dvě úplná selhání a jedno částečné selhání, což vedlo k úspěšnosti 94% (nebo 96% včetně částečného selhání). Ke všem startům došlo z vesmírného střediska Satish Dhawan, známého před rokem 2002 jako Sriharikota Range (SHAR).

Viz také

• GSLV Mark II
• GSLV Mark III
• Porovnání rodin orbitálních odpalovacích zařízení
• Nosná raketa se středním zdvihem , 2 000 až 20 000 kg pro LEO
• Porovnání orbitálních raketových motorů
• Porovnání orbitálních odpalovacích systémů

Reference

externí odkazy

• PSLV: Oficiální stránka ISRO
• Stránka PSLV Indie ve vesmíru