极轨卫星运载火箭

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极地卫星运载火箭
Polar Satellite Launch Vehicle（PSLV）
PSLV-C8进行任务发射时的情况
用途中型运载火箭
制造商印度空间研究组织
制造国家 印度
外型及质量参数
高度44 米
直径2.8 米
质量294,000 公斤
级数4节
业载量

Template:Infobox rocket/Payload

至SSO有效载荷
质量1,750千克（3,860英磅）[1]
至GTO有效载荷
质量1,200千克（2,600英磅）[1]
发射历史
现状现役
总发射次数39
PSLV-G: 12
PSLV-CA: 11
PSLV-XL: 16
成功次数37
PSLV-G: 10
PSLV-CA: 11
PSLV-XL: 16
失败次数1次
部分失败
次数		1次
首次发射PSLV:1993年9月20日
PSLV-CA:2007年4月23日
PSLV-XL:2008年10月22日
助推器
数量6枚
发动机1 固态发动机
单发推力645-677千牛顿/枚(XL:720千牛顿/枚)
比冲262 秒
推进时间44 秒(XL:49秒)
燃料HTPB（固态火箭发动机）
芯一级
发动机1 固态发动机
推力4,860 千牛顿
比冲269 秒
推进时间105 秒
燃料HTPB（固态火箭发动机）
芯二级
发动机1 颗Vikas发动机
推力725 千牛顿
比冲293 秒
推进时间158 秒
燃料四氧化二氮／联氨
芯三级
发动机1 固态发动机
推力328 千牛顿
比冲294 秒
推进时间83 秒
燃料固态火箭发动机
芯四级
发动机2颗液态发动机
推力14 千牛顿
比冲308 秒
推进时间425 秒
燃料四氧化二氮／联氨

极地卫星运载火箭（英语：Polar Satellite Launch Vehicle，PSLV）是由印度空间研究组织（ISRO）所研发制造的可抛弃式运载火箭，开发的目的是将印度自行研发的印度遥感卫星（制图卫星）送入太阳同步轨道和开发商用卫星发射市场，在此之前，市场上只有委托俄罗斯替其发射卫星的选择。除了像遥感卫星这些大型卫星外，极地卫星运载火箭也能将小型卫星送入地球同步转移轨道。[2]

2016年6月22日，印度成功进行任务代号为PSLV-C34的卫星发射任务，将二十颗包括制图卫星-2C和美国、德国等国的卫星送入轨道，成功更新了印度在2008年所创造的一箭十星纪录，并与中国于2015年9月20日创造的纪录持平。[3]2017年2月15日，印度成功进行代号为PSLV-C37的卫星发射任务，将达104颗的卫星送入轨道，超越俄罗斯在2014年所创造的37颗纪录，成为世界纪录以来最多。[4]

直至2016年9月26日，印度太空研究组织（ISRO）已经成功透过极地卫星运载火箭将79颗分别属于包括加拿大、印尼、新加坡、英国、美国、日本、欧盟等国或组织的卫星送入轨道。在一系列发射任务中，比较著名的发射任务是PSLV-C11（月船1号）和PSLV-C25（火星轨道探测器）。[1]

发展

极地卫星运载火箭（PSLV）的开发可追溯于二十世纪九十年代在维克拉姆·萨拉巴伊航天中心附近的喀拉拉邦锡鲁万纳塔普拉姆市，而惯性导航系统的开发则在同市的印度太空研究组织惯性系统部（IISU）开发。至于该型火箭的第二节和第四节发动机则由液体推进系统中心（LPSC）在邻近泰米尔纳德邦蒂鲁内尔维利市的马亨德拉山[注 1]（Mahendragiri）开发，固体燃料推进器则在位于安得拉邦斯里赫里戈达岛的萨迪什·达万航天中心（SHAR）进行开发与操作。

极地卫星运载火箭的首次试验是在1993年9月20日进行，该次测试按预期计划进行第一节和第二节测试，但是该次试验遇上一种姿态控制（Attitude control）的问题，导致了第二节和第三节在分离时发生碰撞，使任务未能达成预期目标。[5]在初次尝试失败后，印度太空研究组织终于在1994年10月15日成功测试，[6]可是在第三次任务进行时，火箭发射遇上在离开有效载荷低于计划中的轨道问题而失败。从该次试射之后，极地卫星运载火箭已经成功进行37次发射，没有任何故障。[7]

除了本国卫星之外，极地卫星运载火箭同时也兼顾了为印度打开特别针对于近地轨道（LEO）的卫星商用卫星发射的市场。而该型火箭也已经经历了多个版本的改进，特别针对于火箭推力、运载效率及重量的改进。[8]

火箭介绍

极地卫星运载火箭有四节分别使用固体和液体推进系统。第一节具有一个能够为火箭提供逾4800千牛最大推力，承载达138吨的端羟基聚丁二烯推进剂（HTPB）的固体火箭发动机，而其直径2.8米的外壳是由马氏体时效钢作为材料制成，具有30,200公斤的空载质量。[9]除此之外，二次元推力矢量控制系统（SITVC）为了在第一节飞行期间提供俯仰（Pitch）和偏航（Yaw）的控制，就将“高氯酸锶盐水溶液”（Aqueous solution of strontium perchlorate）注入喷嘴（nozzle）中，可是这种做法会产生不对称的推力。因此，极地卫星运载火箭便采用了一种将溶液存储在绑定在固体火箭发动机的两个圆柱体铝罐并用氮气加压和采用位于节两侧的两个小液体发动机提供侧倾控制（RCT）的解决方案。

在PSLV和PSLV-XL版本中，第一节均具备六支捆绑式的固体助推器，其中四支助推器是就地点燃，另外两支则在发射后在空中点燃25秒。在标准的PSLV版本中，每一支的助推器都能承载逾9吨的推进剂并产生达510千牛的推力，而在PSLV-XL版本中则使用了更大的助推器，可承载达12吨的推进剂并产生达719千牛的推力。[9]

在第二节中，则采用了能够产生800千牛的最大推力的维卡斯发动机和携带41.5吨的液体推进剂（UDMH）作为燃料和采用四氧化二氮（N2ö4）作为氧化剂。与第一节一样，第二节的发动机也提供了俯仰和偏航控制，而侧倾控制则由两个热气反应控制电机提供。

在第三节中，则采用了7吨基于端羟基聚丁二烯（HTPB）的推进剂，能够产生240千牛最大推力。这节的外壳采用了克维拉—聚酰胺的纤维制造，并且配备了“密封式柔性滚动轴承”（flex-bearing-seal）喷嘴（±2℃）的推力矢量发动机以作俯仰和偏航控制。而该节的侧倾控制则由第四节中的反推力系统提供。[9]

在第四节中，动力则由采用甲基肼（MMH）和氮的混合氧化物（MON）混合氧化物的双发动机提供，每个发动机均能产生7.4千牛的推力和摆动（±3°），以提供俯仰、偏航和侧倾控制。在PSLV和PSLV-XL中，该节拥有2,500公斤的推进剂，而在PSLV-CA版本，则拥有2100公斤的推进剂。[10]

第一节 第二节 第三节 第四节
俯仰 二次注入矢量控制系统 发动机平衡环架 柔性滚动轴承喷嘴 发动机平衡环架
偏航 二次注入矢量控制系统 发动机平衡环架 柔性滚动轴承喷嘴 发动机平衡环架
侧倾 侧倾控制和二次注入矢量控制系统 热气反应控制电机 PS4反推力系统 PS4反推力系统

发展型

印度空间研究组织（ISRO）设想了多种极地卫星运载火箭（PSLV）的改良版本以满足不同的任务要求。目前有三个版本正在服役，包括标准型（PSLV）、没有六支捆绑式固体助推器的单独核心型本（PSLV-CA）和放大型（PSLV-XL），其中放大型版本能够携带比标准型更多的固体燃料。[11]这些版本中提供了在低地球轨道的有效载荷3,800公斤能力和在太阳同步轨道的有效载荷1,800公斤的能力。

PSLV-G

PSLV-G是PSLV的标准版本，具有四节用于交替使用的固体和液体推进系统和六支捆绑式助推器。该型火箭目前仍在服役中，并有能力进入太阳同步轨道622公里。

PSLV-CA

PSLV-CA[注 2]（PSLV-Core Alone）是极地卫星运载火箭的首个衍生版本，于2007年4月23日首先试射，不过该型版本并不具备四节推动和六支捆绑式助推器。在第一节中两个侧倾控制和两个第一节电机推力推制仍然存在。[10]与标准版本相比，CA的第四节具有400公斤的推进剂，[10]有能力进入太阳同步轨道622公里。[12]

PSLV-XL

PSLV-XL是标准版本的增强型，具备了更强大的运载能力和配置了捆绑式助推器。[10]在升空时，PSLV-XL重约320吨，火箭亦捆绑了大型助助推器（PSOM-XL）以实现更高而有效的载荷能力。而该大型助推器直径约1米，长约13.5米，并且配置了12吨的固体推进剂而不是标准型的9吨。[13]在2005年12月29日，印度太空研究组织成功进行了捆绑了助推器的PSLV改良版本。其后在2008年10月22日，代号为PSLV-C11的卫星发射任务是PSLV-XL首次发射试验，也是印度首次进行的月球人造卫星发射任务。该改良版本的有效载荷能力为1,800公斤，而其他的改良版本只有1,600公斤。[12]同时，2011年7月15日代号为PSLV-C17和2012年4月26日代号为PSLV-C19的卫星发射任务也是PSLV-XL为数不多的比较重要的任务之一。[14]

发展型（改良版本） 发射次数 成功次数 失败次数 部分失败次数 备注
PSLV-G 12 10 1 1
PSLV-CA 11 11 0 0
PSLV-XL[1] 15 15 0 0

PSLV-3S

PSLV-3S是印度空间研究组织（ISRO）正在建议或开发中的版本，亦是极地卫星运载火箭的三节版本，它将不再具备六支捆绑式助推器与原有四节中的第二节助推器，该型火箭的设计目标是将少于500公斤的卫星发射到低地球轨道（LEO），是为PSLV小型改良火箭。[12][15]

发射历史

至2016年12月7日为止，印度极地卫星运载火箭已经成功进行38次发射、1次失败和1次部分成功，任务的成功率为95%。

编号 型号 发射日期与时间 (UTC) 发射地点 酬载卫星 酬载物质量 结果
D1 PSLV 1993年9月20日
05:12 		萨迪什·达万航天中心
第一发射台 		印度 IRS-1E 846 公斤 失败

首次试射。发射过程中第二级发动机分离失败。[16]

D2 PSLV 1994年10月15日
05:05 		萨迪什·达万航天中心
第一发射台 		印度 IRS-P2 804 公斤 成功

[17]

D3 PSLV 1996年3月21日
04:53 		萨迪什·达万航天中心
第一发射台 		印度 IRS-P3 920 公斤 成功

[18]

C1 PSLV 1997年9月29日
04:47 		萨迪什·达万航天中心
第一发射台 		印度 IRS-1D 1250 公斤 部分失败

首次不依赖俄罗斯援助下发射卫星。[19]

C2 PSLV 1999年5月26日
06:22 		萨迪什·达万航天中心
第一发射台 		印度 Oceansat-1
德国 DLR-Tubsat
大韩民国 KitSat 3 		1050 公斤
45 公斤
107 公斤 		成功

首次为外国发射卫星和首次试验一箭多星技术。[20][21]

C3 PSLV 2001年10月22日
04:53 		萨迪什·达万航天中心
第一发射台 		印度 技术试验卫星（TES）
欧洲 PROBA
德国 BIRD 		1108 公斤
94 公斤
92 公斤 		成功

[22][23]

C4 PSLV 2002年9月12日
10:23 		萨迪什·达万航天中心
第一发射台 		印度 Kalpana-1 1060 公斤 成功

[24][25][26]

C5 PSLV 2003年10月17日
04:52 		萨迪什·达万航天中心
第一发射台 		印度 RESOURCESAT-1（IRS-P6） 1360 公斤 成功

[27][28]

C6 PSLV 2005年5月5日
04:45 		萨迪什·达万航天中心
第二发射台 		印度 CARTOSAT-1
印度 HAMSAT 		1560 公斤
42.5 公斤 		成功

首次从第二发射台发射。[29]

C7 PSLV 2007年1月10日
03:54 		萨迪什·达万航天中心
第一发射台 		印度 CARTOSAT-2
印度 SRE-1
印度尼西亚 LAPAN-TUBsat
阿根廷 PEHUENSAT-1 		680 公斤
500 公斤
56 公斤
6 公斤 		成功

首次发射太空返回舱。[30]

C8 PSLV-CA 2007年4月23日
10:00 		萨迪什·达万航天中心
第二发射台 		意大利 伽玛射线轻型探测器
印度 AAM 		352 公斤
185 公斤 		成功

印度首次为外国商业机构发射卫星。[31][32]

C10 PSLV-CA 2008年1月21日
03:45 		萨迪什·达万航天中心
第一发射台 		以色列 TecSAR 295 公斤 成功

[33][34]

C9 PSLV-CA 2008年4月28日
03:53 		萨迪什·达万航天中心
第二发射台 		印度 Cartosat-2A
印度 IMS-1
德国 RUBIN-8
加拿大 CanX-6
加拿大 CanX-2
日本 Cute-1.7+APD II
荷兰 Delfi-C3
日本 SEEDS-2
德国 COMPASS-1
丹麦 AAUSAT-II 		690 公斤
83 公斤
8 公斤
6.5 公斤
3.5 公斤
3 公斤
2.2 公斤
1 公斤
1 公斤
0.75 公斤 		成功

印度首次完成一箭十星发射，创造亚洲纪录。 [35][36]

C11 PSLV-XL 2008年10月22日
00:52 		萨迪什·达万航天中心
第二发射台 		印度 月船1号 1380 公斤 成功

印度首个月球探测器。[37][38]

C12 PSLV-CA 2009年4月20日
01:15 		萨迪什·达万航天中心
第二发射台 		印度RISAT-2
印度 ANUSAT 		300 公斤
40 公斤 		成功

[39][40]

C14 PSLV-CA 2009年9月23日
06:21 		萨迪什·达万航天中心
第一发射台 		印度 Oceansat-2
德国卢森堡 Rubin 9.1
德国卢森堡Rubin 9.2
瑞士 SwissCube-1
德国 BeeSat
德国 UWE-2
土耳其 ITUpSAT1 		960 公斤
8 公斤
8 公斤
1 公斤
1 公斤
1 公斤
1 公斤 		成功

[41][42][43][44][45]

C15 PSLV-CA 2010年7月12日
03:52 		萨迪什·达万航天中心
第一发射台 		印度 Cartosat-2B
阿尔及利亚 ALSAT-2A
挪威 AISSat-1
瑞士 TIsat-1
印度 STUDSAT 		694 公斤
117 公斤
6.5 公斤
1 公斤
0.95 公斤 		成功

[46][47][48][49][50][51][52]

C16 PSLV 2011年4月20日
04:42 		萨迪什·达万航天中心
第一发射台 		印度 ResourceSat-2
新加坡 X-Sat
印度俄罗斯 YouthSat 		1206 公斤
106 公斤
92 公斤 		成功

[53]

C17 PSLV-XL 2011年7月15日
11:18 		萨迪什·达万航天中心
第二发射台 		印度 GSAT-12 1410 公斤 成功

[54][55]

C18 PSLV-CA 2011年10月12日
05:31 		萨迪什·达万航天中心
第一发射台 		印度法国 Megha-Tropiques

印度 SRMSAT
印度 Jugnu
卢森堡 VesselSat-1

1000 公斤
10.9 公斤
3 公斤
28.7 公斤 		成功

[56][57]

C19 PSLV-XL 2012年4月26日
00:17 		萨迪什·达万航天中心
第一发射台 		印度RISAT-1 1850 公斤 成功

[58]

C21 PSLV-CA 2012年9月9日
04:23 		萨迪什·达万航天中心
第一发射台 		法国 SPOT-6
印度 mRESINS

日本 PROITERES

720 公斤
50 公斤
15 公斤 		成功

[59]

C20 PSLV-CA 2013年2月25日
12:31 		萨迪什·达万航天中心
第一发射台 		印度法国 SARAL

加拿大 Sapphire
加拿大 NEOSSat
奥地利 TUGSAT-1
奥地利 UniBRITE-1
英国 STRaND-1
丹麦 AAUSAT3

409 公斤
148 公斤
74 公斤
14 公斤
14 公斤
6.5 公斤
0.8 公斤 		成功

[60][61][62]

C22 PSLV-XL 2013年7月1日
18:11 		萨迪什·达万航天中心
第一发射台 		印度 IRNSS-1A 1425 公斤 成功

印度首个区域导航（IRNSS）卫星。[63]

C25 PSLV-XL 2013年11月5日
09:08 		萨迪什·达万航天中心
第一发射台 		印度 火星轨道探测器 1350 公斤 成功

印度首个火星探测器。[64][65]

C24 PSLV-XL 2014年4月4日
11:44 		萨迪什·达万航天中心
第一发射台 		印度 IRNSS-1B 1432 公斤 成功

[66][67]

C23 PSLV-CA 2014年6月30日
04:22 		萨迪什·达万航天中心
第一发射台 		法国 SPOT-7
加拿大 CanX-4
加拿大 CanX-5
德国 AISAT
新加坡 VELOX-1 		714 公斤
15 公斤
15 公斤
14 公斤
7 公斤 		成功

[68]

C26 PSLV-XL 2014年10月16日
20:02 		萨迪什·达万航天中心
第一发射台 		印度 IRNSS-1C 1425.4 公斤 成功

[69][70]

C27 PSLV-XL 2015年3月28日
11:49 		萨迪什·达万航天中心
第二发射台 		印度 IRNSS-1D 1425 公斤 成功

[71]

C28 PSLV-XL 2015年7月10日
16:28 		萨迪什·达万航天中心
第一发射台 		英国 UK-DMC3A
英国 UK-DMC3B
英国 UK-DMC3C
英国 CBNT-1
英国 DeOrbitSail 		447 公斤
447 公斤
447 公斤
91 公斤
7 公斤 		成功

[72][73]

C30 PSLV-XL 2015年9月28日
04:30 		萨迪什·达万航天中心
第一发射台 		印度 Astrosat
印度尼西亚 LAPAN-A2
加拿大 exactView 9
美国 Lemur-2 Joel
美国 Lemur-2 Peter
美国 Lemur-2 Jorean
美国 Lemur-2 Chris 		1650 公斤
68 公斤
5.5 公斤
4 公斤
4 公斤
4 公斤
4 公斤
 成功

印度首次为美国发射卫星。[74]

C29 PSLV-CA 2015年12月16日
12:30 		萨迪什·达万航天中心
第一发射台 		新加坡 TeLEOS-1
新加坡 VELOX-C1

新加坡 VELOX-II
新加坡 Kent Ridge-1
新加坡 Galassia
新加坡 Athenoxat-1[75]

400 公斤
123 公斤
13 公斤

78  公斤
3.4 公斤
-

 成功

[76][77][78]

C31 PSLV-XL 2016年1月20日
04:01 		萨迪什·达万航天中心
第二发射台 		印度 IRNSS-1E 1425 公斤 成功

[79][80][81]

C32 PSLV-XL 2016年3月10日
10:31 		萨迪什·达万航天中心
第二发射台 		印度 IRNSS-1F 1425 公斤
 成功

[82][83]

C33 PSLV-XL 2016年4月28日
07:20 		萨迪什·达万航天中心
第一发射台 		印度 IRNSS-1G 1425 公斤
 成功

印度区域导航卫星系统最后一颗卫星，意味着印度首个自主研发的导航系统已完成搭建。[84][85][86][87][88]

C34 PSLV-XL 2016年6月22日
03:56
 萨迪什·达万航天中心
第一发射台
  • 727.5 公斤
  • 120 公斤
  • 130 公斤
  • 110 公斤
  • 25.5 公斤
  • 85 公斤
  • 1 公斤
  • 1.5 公斤
  • 12 × 4.7 公斤
 成功

印度首次进行的一箭二十星发射试验。[3][89][90][91][92][93]

C35 PSLV-G 2016年9月26日
03:42 		萨迪什·达万航天中心
第一发射台 		印度 ScatSat-1
阿尔及利亚 ALSAT-2B
阿尔及利亚 ALSAT-1B
美国 Pathfinder-1
印度 Pratham IIT Bombay
加拿大 NLS-19
阿尔及利亚 ALSAT-1N
印度 PISat 		371 公斤
117 公斤
103 公斤
44 公斤
10 公斤
8 公斤
7 公斤
5.25 公斤 		成功

ISRO最长的PSLV卫星发射任务。 PSLV的第一个任务是将它的有效载荷发射到两个不同的轨道。[94][95][96][97][98][99]

C36 PSLV-XL 2016年12月7日
04:55 		萨迪什·达万航天中心
第一发射台 		印度 Resourcesat-2A 1235 公斤 成功

[100][101][102][103][104][105]

C37 PSLV-XL 2017年2月15日
03:58 		萨迪什·达万航天中心
第一发射台 		印度 Cartosat-2D
印度 INS-1A
印度 INS-1B
阿拉伯联合酋长国 Nayif-1
哈萨克斯坦 Al Farabi-1
荷兰 PEASSS
以色列 BGUSat
瑞士 DIDO-2
美国 88 x Doves (Flock 3p)
美国 8 x LEMUR Nano 		730 公斤
8.4 公斤
9.7 公斤
1.1 公斤
1.7 公斤
3 公斤
4.3 公斤
4.2 公斤
88 x 4.7 公斤
8 x 4.6 公斤 		成功

印度首次实施的一箭一百零四星的计划，同时亦刷新了世界纪录。[106][107][108][109][110][111]

计划中
C38 PSLV-XL 2017年4月
 萨迪什·达万航天中心
第一发射台 		意大利 Max Viler Sat
美国澳大利亚以色列 Diamond Series Sats
+ 9颗卫星 		15 公斤
18 公斤

 计划

[112]

C39 PSLV-CA (?) 2017年
 萨迪什·达万航天中心
第一发射台 		印度 Cartosat-2E 计划

[113]

C40 PSLV-XL (?) 2017年
 萨迪什·达万航天中心
第一发射台 		印度 EMIsat / SPaDEx 计划

[113]

C41 PSLV-XL 2017年12月28日
 萨迪什·达万航天中心
第一发射台 		印度 TeamIndus (Lander + Rover)

日本 Team HAKUTO (Rover)

计划

[113][114]

发射频率


1
2
3
4
5
6
7
1993
1996
1999
2002
2005
2008
2011
2014
2017
  •   PSLV-G
  •   PSLV-CA
  •   PSLV-XL
  •   计划

参阅

脚注

  1. ↑ 马亨德拉山是印度太空研究组织测试运载火箭和卫星推进系统的地方，由于这里位于西高止山脉最南端，拥有达1,645米海拔，因此是印度测试运载火箭系统的理想地方。
  2. ↑ CA是指独立的核心，意指只有一支火箭作为动力，并不如标准型具备助推器。

参考资料

  1. ↑ 1.0 1.1 1.2 1.3 Polar Satellite Launch Vehicle
  2. ↑ Welcome To ISRO :: Launch Vehicles. [2014-04-08]. 
  3. ↑ 3.0 3.1 存档副本 (PDF). [2016-06-17]. 
  4. ↑ 存档副本. [2017-02-15]. 
  5. ↑ India (Launchers). Spacecraft Encyclopedia. [2014-11-12]. 
  6. ↑ PSLV (1). Gunter's Space Page. [2014-11-12]. 
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  8. ↑ Welcome To ISRO :: Mars Orbiter Mission. [2014-04-08]. 
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