GSLV III (ракета-носитель)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
GSLV Mk.III
GSLV Mk.III
Модель ракеты-носителя «GSLV Mk.3»
Общие сведения
Страна  Индия
Семейство GSLV
Назначение ракета-носитель
Разработчик ISRO
Изготовитель ISRO
Основные характеристики
Количество ступеней 3
Длина (с ГЧ) 43,43 м
Диаметр 4,0 м
Стартовая масса 644 750 кг
Масса полезной нагрузки  
 • на НОО 8000 кг (на орбиту 600 км)
 • на ГПО 4000 кг
История запусков
Состояние разрабатывается
Места запуска Космический центр имени Сатиша Дхавана, Шрихарикота
Число запусков 3
 • успешных 3
Первый запуск 5 июня 2017 года
Ускоритель (Ступень 0) — S-200
Количество ускорителей 2
Диаметр 3,2 м
Маршевый двигатель ТТУ
Тяга 9316 кН (суммарная)
Удельный импульс 274,5 с (в вакууме)
Время работы 130 с
Топливо HTPB
Первая ступень — L-110
Диаметр 4,0 м
Маршевые двигатели 2 × Vikas
Тяга 1598 кН (в вакууме)
Удельный импульс 293 с (в вакууме
Время работы 200 с
Горючее несимметричный диметилгидразин
Окислитель тетраоксид диазота
Вторая ступень — C25
Диаметр 4,0 м
Маршевый двигатель CE-20
Тяга 186 кН
Удельный импульс 443 с
Время работы 580 с
Горючее жидкий водород
Окислитель жидкий кислород
Commons-logo.svg GSLV III на Викискладе

GSLV Mk.III или GSLV Mk.3 (англ. Geosynchronous Satellite Launch Vehicle Mark III — «ракета-носитель для запуска геосинхронных спутников, версия 3»), также известная как LVM3 — одноразовая индийская ракета-носитель, предназначена для выведения полезной нагрузки на геопереходную орбиту (ГПО) или низкую опорную орбиту (НОО).

Ракета-носитель с 2000 года находится в стадии разработки Индийской организацией космических исследований (ISRO) и позволит Индии уменьшить иностранную зависимость в выводе тяжёлых грузов на орбиту. Модификация этой ракеты будет использоваться для запуска пилотируемого космического аппарата.

Первый полёт «GSLV Mk.3», который ранее планировался в 2009 году, несколько раз переносился, первые суборбитальные испытания были произведены в декабре 2014 года.

Первый орбитальный запуск ракеты состоялся 5 июня 2017 года, на орбиту выведен телекоммуникационный спутник GSAT-19.

Конструкция[править | править код]

Твердотопливные ускорители[править | править код]

Ракета-носитель оснащается двумя трёхсегментными твердотопливными ускорителями S200, разработанными Космическим центром им. Викрама Сарабая[en], которые закрепляются по бокам первой ступени и обеспечивают всю тягу на старте и в первые минуты полёта ракеты-носителя до запуска первой ступени.

S200 является самым большим индийским твердотопливным ускорителем и уступает в размерах только ускорителям, которые использовались для запуска «Шаттлов» и твердотопливным боковым ускорителями P-230 европейской ракеты-носителя «Ариан-5». Первые успешные наземные испытания ускорителя проведены 24 января 2010 года[1][2].

Диаметр ускорителя составляет 3,2 м, высота — 25 м, сухая масса — 31,3 т, каждый ускоритель вмещает 207 т топлива на основе HTPB. Пи́ковая тяга ускорителя на уровне моря достигает 5150 кН, средняя тяга на уровне моря — 3578 кН[3]. Суммарная средняя тяга в вакууме двух ускорителей составляет 9316 кН. Удельный импульс ускорителя — 227 с на уровне моря и 274,5 с в вакууме[4].

Сопло двигателя c помощью электро-гидравлических приводов отклоняется на 5,5° от центральной оси в двух направлениях, обеспечивая контроль вектора тяги по тангажу и рысканию. Совместное отклонение сопел двух ускорителей обеспечивает контроль вращения. Небольшие баки с гидравлической жидкостью для приводов расположены снаружи ускорителей[3].

Время работы ускорителей составляет 130 секунд, спустя 149 секунд после старта ракеты-носителя происходит их отсоединение от первой ступени с помощью пиротехнических механизмов, после чего ускорители отводятся в стороны с помощью шести маленьких твердотопливных двигателей, расположенных в носовой и задней части[3].

Первая ступень[править | править код]

Первая ступень разработана Центром Жидкостных Реактивных Систем[en] и носит название L110. Первое успешное огневое испытание ступени с полной протяжённостью в 200 секунд состоялось 8 сентября 2010 года, за шесть месяцев до этого, 5 марта, испытания были прерваны на 150-й секунде из-за незначительной неполадки в системе управления[5].

Диаметр ступени — 4 м, высота — 17 м (21,3 м вместе с промежуточной секцией). Состоит из двух алюминиевых топливных баков, которые способны вместить до 110 т компонентов топлива: несимметричного диметилгидразина (горючее) и тетраоксида диазота (окислитель)[4].

На ступень установлены 2 улучшенных жидкостных ракетных двигателя Vikas, позволяющие ступени развивать тягу в 1598 кН в вакууме, с удельным импульсом 293 с[4]. Двигатели используют регенеративное охлаждение циркуляцией топлива, что позволило улучшить удельный импульс и его весовые характеристики по сравнению с предыдущими ракетами. Каждый двигатель может отклонятся от центральной оси индивидуально, позволяя обеспечивать контроль вектора тяги во всех плоскостях[3].

Старт ракеты-носителя обеспечивается только за счёт тяги твердотопливных ускорителей, зажигание двигателей первой ступени происходит только на 110 секунде полёта, за 20 секунд до завершения работы ускорителей. Двигатели первой ступени работают в течение 200 секунд, после чего происходит расстыковка первой и второй ступени[3].

Верхняя ступень[править | править код]

Криогенная верхняя ступень является увеличенной версией третьей ступени ракеты-носителя GSLV Mk.II, которая была первой индийской криогенной ракетной ступенью и сроки завершения её разработки неоднократно откладывались из-за технологических сложностей[3].

Имеет название C25 и вмещает до 27 т компонентов топлива — жидкого водорода (горючее) и жидкого кислорода (окислитель), с рабочими температурами −253 °C и −195 °C соответственно. Диаметр ступени составляет 4 м, длина — 13,5 м[4].

Оборудована самым мощным индийским криогенным ЖРД CE-20 с тягой 186 кН и удельным импульсом 443 с в вакууме[3][4].

19 февраля 2016 года были проведены финальные наземные испытания двигателя верхней ступени протяжённостью 640 секунд[6].

25 января 2017 года проведены успешные наземные огневые испытания криогенной ступени продолжительностью 50 с, следующим планируют выполнить 640-секундное испытание, соответствующее длительности участка работы ступени при реальном запуске ракеты-носителя[7].

17 февраля 2017 года проведены огневые испытания ступени продолжительностью 640 с, показатели производительности ступени соответствовали ожидаемым[8].

Головной обтекатель[править | править код]

Головной обтекатель сделан из алюминиевого сплава и имеет диаметр 5 метров[3].

Развитие[править | править код]

Значение для будущего пилотируемого полета[править | править код]

Планируется, что GSLV III будет использоваться для выведения на орбиту пилотируемого космического корабля ISRO Orbital Vehicle с целью первого в истории страны полёта человека в космос. Ракета-носитель со стартовой массой 629 тонн будет способен выводить на НОО до 20 тонн груза. Полёты будут осуществляться из космического центра имени Сатиша Дхавана на острове Шрихарикота[9][10].

Роль в будущем[править | править код]

Индийская организация космических исследований планирует три непилотируемых полёта «GSLV Mk.3» до выполнения полёта человека в космос. Прежде всего ракета-носитель разработана для обеспечения независимости Индии в вопросе доставки тяжёлых грузов на НОО и ГСО. Также ракету-носитель планируется использовать для межпланетных исследовательских программ[11]. Лунный проект Индии Чандраян-2 изначально планировалось запустить с помощью «GSLV Mk.3»[12][13], в дальнейшем для миссии была выбрана ракета-носитель GSLV Mk.II[14].

Керосино-кислородная первая ступень[править | править код]

В разработке ISRO находится жидкостный ракетный двигатель SCE-200, использующий в качестве топлива керосин и жидкий кислород, с ожидаемыми показателями тяги около 2000 кН в вакууме. Его планируют использовать на будущих тяжёлых и многоразовых индийских ракетах, а до этого использовать его в качестве маршевого двигателя на первой ступени SC160 ракеты GSLV Mk.III, заменив нынешнюю ступень L110 с двигателями Vikas. Это позволит увеличить массу выводимой на геопереходную орбиту полезной нагрузки до 6,2 тонн[15][16].

Суборбитальный испытательный полёт[править | править код]

Первый успешный испытательный суборбитальный полёт состоялся 18 декабря 2014 года. Запуск ракеты-носителя состоялся в 04:00 UTC со второй стартовой площадки Космического центра им. Сатиша Двахана. Целью полёта были испытания твердотопливных ускорителей и первой ступени, систем расстыковки ступеней и головного обтекателя, проверка полётной аппаратуры и аэродинамической стабильности в атмосферной фазе полёта. Верхняя ступень в этом полёте не была функциональна, являла собой полногабаритную модель, заполненную 25 тоннами топлива, для симуляции полётной конфигурации ракеты-носителя. В рамках этого полёта были проведены испытания возвращаемого модуля будущего индийского пилотируемого космического корабля[17][18][3].

На основании данных, полученных в течение полёта, были произведены изменения формы свода головного обтекателя и градуса наклона конусовидных защитных колпаков боковых ускорителей[19].

Запуски[править | править код]

Дата, время
(UTC)
Стартовая
площадка
Полезная нагрузка Масса
(в кг)
Орбита Результат
Х 18 декабря 2014, 04:00[20] Шрихарикота,
вторая
Индия CARE 3735 Суборбитальный
запуск
Успех
Первый испытательный полёт тяжёлого носителя LVM3 (GSLV III), с полезной нагрузкой будущего пилотируемого корабля.
D1 5 июня 2017, 11:58 Шрихарикота,
вторая
Индия GSAT-19 3136 ГПО Успех
Первый орбитальный запуск. Спутник выведен на целевую геопереходную орбиту с параметрами 170 × 35 975 км, наклонение 21,5°. GSAT-19 стал самым тяжёлым спутником, выведенным индийской ракетой-носителем[21][22].
D2 14 ноября 2018, 11:38 Шрихарикота Индия GSAT-29 3423 ГПО Успех
Планируемые запуски
30 января 2019[23] вторая Индия Чандраян-2 к Луне

Примечания[править | править код]

  1. Successful static testing of Solid Propellant Booster Rocket Stage S200 for GSLV Mk III Launch Vehicle (англ.). ISRO (24 January 2010).
  2. ISRO successfully tests world's 3rd largest solid booster (англ.). DNA India (25 January 2010).
  3. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 GSLV Mk.III Launch Vehicle (англ.). Spaceflight101.
  4. 1 2 3 4 5 LVM3 (англ.). ISRO.
  5. ISRO successfully conducts static testing of new age rocket (англ.). The Hindu (8 September 2010).
  6. India’s heavy-lift rocket on track for December debut following engine test (англ.). Space News (22 February 2016).
  7. ISRO Successfully Tests C25 Cryogenic Upper Stage of GSLV MkIII (англ.). ISRO (26 January 2017).
  8. ISRO Successfully Tests its Cryogenic Stage (C25) for GSLV MkIII for the Flight Duration (англ.). ISRO (18 February 2017).
  9. The Hindu News Update Service
  10. India’s first manned mission set for 2015 liftoff
  11. MSN: InfoWeb.net Information Directory
  12. The Hindu : National : Work on Chandrayaan-II has begun: Annadurai
  13. India Is Near To Moon, Ready To Send Manned Mission (недоступная ссылка). Дата обращения 7 апреля 2009. Архивировано 18 февраля 2009 года.
  14. ISRO chief signals India's readiness for Chandrayaan II mission (англ.). The Times of India (201602-28).
  15. First Prototype of ISRO's Semi-Cryogenic Engine To Be Ready By 2016 (англ.) (19 August 2015).
  16. ISRO developing heavy lift launch vehicles (англ.). The Hindu (30 May 2015).
  17. Индия впервые запустила ракету-носитель для вывода на орбиту спутников весом до 4 тонн. ИТАР-ТАСС (18 декабря 2014). Дата обращения 6 января 2015.
  18. India Tests GSLV-3 Rocket and Crew Capsule with Suborbital Launch (англ.). Space News (18 December 2014).
  19. LVM-3 (GSLV Mk.3) (англ.). Gunter's Space Page.
  20. First Experimental Flight of India's Next Generation Launch Vehicle GSLV Mk-III Successful - ISRO
  21. India’s Most-Powerful Rocket Successfully Reaches Orbit (англ.). Spaceflight101 (5 June 2017).
  22. India’s launcher fleet gets an upgrade with successful test flight (англ.). Spaceflight Now (5 June 2017).
  23. Ошибка в сносках?: Неверный тег <ref>; для сносок schedule не указан текст