卫星运载火箭

更新时间:2023-12-08 08:37

卫星运载火箭又称之为SLV,为印度太空研究机构于1970年代早期应太空科技需求所发展的运载火箭,此系列火箭设计用于将40千克的载荷送入40千米的低地轨道中。图解:The SLV-3火箭的起飞阶段

简介

本文主题为印度运载火箭,关于“运载火箭”,请查阅百科分类:运载工具 (航天)。

卫星运载火箭又称之为SLV,卫星运载火箭(SLV,उपग्रह प्रक्षेपण यान)为印度太空研究机构于1970年代早期应太空科技需求所发展的运载火箭,此系列火箭设计用于将40千克的载荷送入40千米的圆形轨道(低地轨道)中。卫星运载火箭为4节式的固态火箭,于1979年8月10日进行首次发射,1983年4月17日为最后一次发射。卫星运载火箭则为下个阶段的加强号卫星运载火箭打下基础。SLV3火箭有4个固体推进剂推进器,多级火箭的各级之间的连锁装置,惯性导航与控制系统来操纵火箭按照一个预定轨道,和一个隔热系统用于保护第四节火箭和载荷。

项目负责人

项目的负责人是卡拉姆博士,同时他也负责设计第四级火箭。他领导着有着丰富组合火箭推进剂专家VR Gowariker博士,专业于推进剂,推进系统的MR Kurup和高能推进剂专家 Muthunayagam。

用途

小型运载火箭

制造商

印度太空研究机构

第一级

发动机:1 固态

推力:502.6千牛顿

比冲:253 秒

推进时间:49 秒

燃料:固态火箭发动机

第二级

发动机:1 固态

推力:267千牛顿

比冲:267 秒

推进时间:40 秒

燃料:固态火箭发动机

第三级

发动机:1 固态

推力:90.7千牛顿

比冲:277 秒

推进时间:45 秒

燃料:固态火箭发动机

第四级

发动机:1 固态

推力:26.83千牛顿

比冲:283秒

推进时间:33 秒

燃料:固态火箭发动机

第四级火箭

第四级火箭需要组合结构并且需要制造工艺方面的革新。Curian教授,CNES(法国空间项目研究中心)总裁经常进行互惠的交流参观。CNES正在发展DIAMONT运载火箭并且要求IRSO发展此运载火箭的第四级。DIAMONT火箭的主体采用了一个不同的级层直径,这使得APJA卡拉姆的研究小组不得不进行额外的技术革新。常用的末级推进器进行了设计和升级,从初始的250千克,400毫米的直径改变成600千克,650毫米的直径。但是当此级火箭研制成功并准备好运往法国的时候,法国的CNES却取消了DIAMONT运载火箭项目。此级火箭后来成为了SLV-3火箭的专用配置---360千克,700毫米。在火箭的4个级段中最大的是重约8.6吨的第一级火箭和高效比的远地点火箭推进器(第四级),使用着高能量推进剂。

发射纪录

现况:退役

发射场:斯里哈里科塔

总发射次数:4次

重要事件

1、1975 探空火箭所有子系统的成立与发展。

2、1976 未进地球轨道的飞行。

3、1978 最终轨道飞行。

冯·布劳恩在其首次对ISRO的访问中提到美国NIH理论并说,“如果你想在火箭学领域做任何事,你要独立的做”,他说,“SLV-3是一个真正的印度设计火箭。虽然火箭可能存在缺陷,但是你要记住成功是从失败的基础上取得的。”

基本数据

首次发射日期

1979年8月10日。

最后发射日期

1983年4月17日。

低轨道载荷

40 千克。

射程

400 千米轨道.

起飞推力

46,390 千克f

总质量

17,610千克。

芯部直径

1米。

全长

24米。

出厂单价

500万美元(1985年币值)。

发射轨道

飞行中有两次轨道定轨:第二级火箭脱落后 (海拔88千米高度) 和在到达近地点高度,第三级火箭脱落后。

火箭试射

SLV-3 E1 实验型

发射日期和时间: 1979年8月10日;

载荷: 罗西尼—1A 实验技术卫星,重30 千克;

初始目标:

1、了解完整的运载火箭。

2、对火箭组件,如各级推进器,导航控制系统和电子子系统进行评估

3、对地面系统进行评估。

飞行次序,结果与讨论: 失败。

第一级火箭工作正常,但是第二级火箭失控,火箭飞行了317秒后飞行结束,火箭残骸掉落在孟加拉湾中。试验后分析显示第二级火箭推进定向控制系统因红烟硝酸氧化剂在起飞前8分钟左右的时候产生的因阀门失误性操作而导致的泄露使得故障发生。

SLV-3 E2 实验型

发射日期:1980年7月18日02:31 GMT;

载荷: 罗西尼-1B RS-1 实验技术卫星,35 千克。

初始目标:

1、了解完整的运载火箭。

2、对火箭组件,如各级推进器,导航控制系统和电子子系统进行评估。

3、对地面系统进行评估。

4、为遥感而设计的传感器载荷实验。

5、精确的卫星姿态轨道载荷。

飞行次序,结果与讨论: 成功发射。 轨道: 467 x 408 千米,倾斜度: 44.7° 305x919千米44.7°。

SLV-3 D3 发展型

发射日期:1981年5月31日,05:00GMT;

载荷: 罗西尼 D-1 RS-1 实验型技术卫星, 38千克。

初始目标:

1、了解完整的运载火箭。

2、对火箭组件,如各级推进器,导航控制系统和电子子系统进行评估。

3、对地面系统进行评估。

飞行次序,结果与讨论:

部分成功发射。 轨道: 186 x 418 千米,倾斜度 46.3°,轨道高度比预期的296 x 834千米要低。

SLV-3 D4 运载火箭发展型

发射日期: 1983年4月217日, 05:44 GMT;

载荷:罗西尼-D-2 RS-1 实验型技术卫星, 41.5 千克。

初始目标:

1、了解完整的运载火箭。

2、对火箭组件,如各级推进器,导航控制系统和电子子系统进行评估。

3、对地面系统进行评估。

4、2架相机。

5、L-波段天线。

飞行次序,结果与讨论:

成功发射, 轨道: 371 x 861 千米, 倾斜度 46.6° 1984年9月24日停止使用。1990年4月19日重新入轨。

背景资料

简介

印度经济保持高速增长,科技水平也得到相应的提高。尽管印度在航天领域取得了某些成就,但是这都不足以证明印度是一个航天大国。因此,为了树立航天大国地位,在国际空间竞争中赢得优势,印度逐步明确了实施载人航天的战略目标,并相应的加大了载人航天的投入力度,稳步推进载人航天事业的发展。目前,印度载人航天的发展进入了一个关键时期。对印度载人航天发展历程、现状、取得的成果及未来的发展进行总结,具有较大的现实意义。

发展历程

印度自1947 年独立以来,一直将发展空间技术视作迈向世界大国、体现综合国力、加快科技发展的重要步骤。印度开国总理尼赫鲁曾将空间技术形象地比做“现代印度寺庙的庙顶”。

印度的空间研究计划在1962年启动。1970年,印度空间研究组织(ISRO)在班加罗尔成立。经过40 多年的发展,印度已经具备了设计制造卫星和用国产火箭将其送入太空的能力。印度逐步积累了实现自主载人航天飞行所需要的关键技术和基础设施,距离载人航天飞行的目标也逐步缩短。在运载火箭方面,印度从1973 年开始研制运载火箭,其间经历了从小推力到大推力、从液体推进到固体推进、从无发射能力到满足本国卫星发射需求,并进军国际商业卫星发射市场的过程。目前,印度已研制成四种运载火箭:“卫星运载火箭”(SLV-3)、“增强型卫星运载火箭”(ASLV)、“极轨卫星运载火箭”(PSLV)和“地球同步轨道卫星运载火箭”(GSLV)。其中,GSLV未来将用作载人航天运载器,将印度航天员送上太空。在航天发射场方面,印度建设了维克拉姆·萨拉巴航天中心和萨迪什·达万航天中心。此外,印度还建设了本国的航天员培训中心,借助俄罗斯的帮助培训航天员。2007年,印度发射并回收了一个550千克的太空舱,为载人飞船的研制获得了重要的数据。

此外,近年来印度在月球探索方面取得了巨大的成就,为载人航天飞行积累了一定的技术基础。2008年10月22日,印度成功发射了“月球初航”1探测器,开启了机器人月球科学探索任务,为印度未来的载人登月做前期准备。2009年9月,虽然“月球初航”1探测器因为故障提前结束任务,但是据印度声称,其探测任务基本完成。在“月球初航”1任务中,印度进一步提高了通信、遥控和遥测信号的接收能力,验证了月球探测卫星的集成、测试和发射能力,实现了科学有效载荷、卫星平台、运载火箭与地面支持系统之间的协同工作能力,从而实现了在轨试验、任务数据的快速查阅和应用。这些能力在载人航天飞行中至关重要。

现状及发展成果

印度载人航天的发展规划已经制定,工程建设已进入初步实施阶段,并取得了阶段性的成果。2008年5月,ISRO首次提出2015年实施载人航天飞行,将其作为重点发展计划纳入“十一五”航天发展规划中。2009年2月,印度空间委员会正式批准了ISRO制定的载人航天发展计划,并具体明确了印度载人航天飞行的实施步骤。印度载人航天飞行将分两个阶段实施:第一阶段将在2013~2014年执行一次不载人的飞行任务,第二阶段将在2014~2015年执行一次搭载2人的载人航天飞行任务。为了如期实现这一目标,印度将投资25亿美元,用于载人航天系统工程的项目启动、研制和飞船发射。据可靠消息称,印度“十一五”规划航天预算是“十五”期间的3倍,达到100亿美元。ISRO将在其“十一五”航天发展规划中开展与载人航天相关的科研工作,从而为首次载人航天飞行奠定技术基础。

印度在载人航天关键技术领域有了一定的积累,目前已经掌握低温火箭发动机技术和返回舱技术等关键技术。但是,还有多项关键技术有待研发,包括安全性和可靠性更强的载人运载火箭、生命支持系统、救生和返回系统和任务管理控制系统等,某些系统甚至还处在概念设计阶段。为了在2015年实现载人航天飞行,印度陆续形成了各载人航天分系统的建设思路,具体的设计建造工作也取得了一定的进展。

在载人飞船方面,印度的发展思路是在俄罗斯“联盟”飞船的基础上进行改进。2009年2月,ISRO首次透露了印度首艘载人飞船的设计细节。飞船重约3吨,能够搭载3名航天员,升级型号还将具备交会对接能力。根据印度公布的载人飞船示意图不难看出,印度载人飞船与俄“联盟”飞船的外形非常相似。在运载火箭方面,印度的发展思路是自主发展低成本的“静地轨道卫星运载火箭”。ISRO目前正在着力研发其下一代运载火箭——“静地轨道卫星运载火箭”3(GSLV-3)。GSLV-3能发射4吨重的有效载荷进入低地球轨道。如果进展顺利,火箭有望在2010~2011年进行首次发射。根据印度设计的载人飞船的质量和GSLV-3的运载能力和首飞时间,可以判断,印度未来很有可能使用GSLV-3作为载人运载火箭。在航天员选训方面,印度的发展思路是借助俄罗斯丰富的航天员训练经验,快速建立本国的航天员队伍。2008年,印度宣布将在班加罗尔建造一个航天员训练中心,并明确表示希望得到俄罗斯的帮助。此外,ISRO还将在萨迪什·达万航天中心(SDSC)建造一个新的航天发射工位,用于2015年的载人航天飞行任务。

发展趋势

印度将积极寻求国际合作,提高本国的载人航天技术水平。由于印度本国载人航天技术与制定的载人航天目标相距甚远,因此印度必须积极寻求国际合作,特别是寻求美、俄的技术支持。

在载人航天领域,印度主要选择俄罗斯作为其战略合作伙伴。印度主要在航天器研发和航天员培训方面依靠俄罗斯的支持。2008年12月5日,在俄总统梅德韦杰夫访问印度期间,ISRO与俄联邦航天局签署了一份关于载人航天飞行领域联合行动的谅解备忘录。根据该备忘录,俄、印两国航天领域的专家将在“联盟”飞船的基础上研制印度首艘载人飞船。在航天员的训练领域,印度曾在2008年3月明确表示希望得到俄罗斯的帮助。在此后召开的俄印双边会议上,两国同意联合进行航天员的选拔培训工作。

在月球探索领域,印度选择与美、俄、欧共同合作。“月球初航”探月任务是印度成功主导的一次月球探索领域的国际合作。美、英、德等国为“月球初航”探测器提供探测仪器,对月球实施联合探测,所获得的数据由参与国共享。在其“月球初航”2任务中,俄罗斯将成为重要合作伙伴。“月球初航”2任务包括1个绕月探测器、1个着陆器和1个月表漫游车。其中,着陆器由俄罗斯提供,月球漫游车由俄罗斯和印度共同研制。

印度如期实现自主载人航天飞行的可能性较小。从印度载人航天系统的研发情况来看,印度在2015年实现2人7天载人航天飞行的可能性较小。2007年1月,印度发射并回收了一个550千克的太空舱。该太空舱只是一个独立的舱段,主要验证飞船再入大气层所需的耐高温材料技术和姿控技术,没有对生命保障系统进行试验。相比之下,我国1999年发射的“神舟一号”无人试验飞船包括轨道舱、返回舱和推进舱,到2005年“神舟六号”实现2人多天载人航天飞行历经6年。此外,印度载人飞船还处在初步设计阶段,GSLV-3运载火箭的成功与否尚存在不确定性。因此,印度在8年内克服诸多关键技术,进而实现首次载人航天飞行的可能性较小。

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