極軌衛星運載火箭

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极轨卫星运载火箭
Polar Satellite Launch Vehicle（PSLV）
PSLV-C8進行任務發射時的情況
用途中型運載火箭
製造商印度太空研究組織
製造國家 印度
外型及質量參數
高度44 公尺
直徑2.8 公尺
質量294,000 公斤
節數4節
酬載量

Template:Infobox rocket/Payload

至SSO載荷
質量1,750公斤（3,860英磅）[1]
至GTO載荷
質量1,200公斤（2,600英磅）[1]
發射歷史
現況現役
總發射次數39
PSLV-G: 12
PSLV-CA: 11
PSLV-XL: 16
成功次數37
PSLV-G: 10
PSLV-CA: 11
PSLV-XL: 16
失敗次數1次
部分失敗
次數		1次
首次發射PSLV:1993年9月20日
PSLV-CA:2007年4月23日
PSLV-XL:2008年10月22日
輔助火箭
數量6枚
引擎1 固態引擎
單引擎推力645-677千牛頓/枚(XL:720千牛頓/枚)
比衝262 秒
推進時間44 秒(XL:49秒)
燃料HTPB（固態火箭引擎）
第一節
引擎1 固態引擎
推力4,860 千牛頓
比衝量269 秒
推進時間105 秒
燃料HTPB（固態火箭引擎）
第二節
引擎1 顆Vikas引擎
推力725 千牛頓
比衝量293 秒
推進時間158 秒
燃料四氧化二氮／聯氨
第三節
引擎1 固態引擎
推力328 千牛頓
比衝量294 秒
推進時間83 秒
燃料固態火箭引擎
第四節
引擎2顆液態引擎
推力14 千牛頓
比衝量308 秒
推進時間425 秒
燃料四氧化二氮／聯氨

极轨卫星运载火箭（英語：Polar Satellite Launch Vehicle，PSLV）是由印度太空研究組織（ISRO）所研發製造的可拋棄式運載火箭，開發的目的是將印度自行研發的印度遙感衛星（製圖衛星）送入太陽同步軌道和開發商用衛星發射市場，在此之前，市場上只有委託俄羅斯替其發射衛星的選擇。除了像遙感衛星這些大型衛星外，极轨卫星运载火箭也能將小型衛星送入地球同步轉移軌道。[2]

2016年6月22日，印度成功進行任務代號為PSLV-C34的衛星發射任務，將二十顆包括製圖衛星-2C和美國、德國等國的衛星送入軌道，成功更新了印度在2008年所創造的一箭十星紀錄，並與中國於2015年9月20日創造的紀錄持平。[3]2017年2月15日，印度成功進行代號為PSLV-C37的衛星發射任務，將達104顆的衛星送入軌道，超越俄羅斯在2014年所創造的37顆紀錄，成為世界紀錄以來最多。[4]

直至2016年9月26日，印度太空研究組織（ISRO）已經成功透過极轨卫星运载火箭將79顆分別屬於包括加拿大、印尼、新加坡、英國、美國、日本、歐盟等國或組織的衛星送入軌道。在一系列發射任務中，比較著名的發射任務是PSLV-C11（月船1號）和PSLV-C25（火星軌道探測器）。[1]

發展

极轨卫星运载火箭（PSLV）的開發可追溯於二十世紀九十年代在維克拉姆·薩拉巴伊太空中心附近的喀拉拉邦錫魯萬納塔普拉姆市，而慣性導航系統的開發則在同市的印度太空研究組織慣性系統部（IISU）開發。至於該型火箭的第二節和第四節引擎則由液體推進系統中心（LPSC）在鄰近泰米爾納德邦蒂魯內爾維利市的馬亨德拉山[注 1]（Mahendragiri）開發，固體燃料推進器則在位於安得拉邦斯里赫里戈達島的薩迪什·達萬太空中心（SHAR）進行開發與操作。

极轨卫星运载火箭的首次試驗是在1993年9月20日進行，該次測試按預期計劃進行第一節和第二節測試，但是該次試驗遇上一種姿態控制（Attitude control）的問題，導致了第二節和第三節在分離時發生碰撞，使任務未能達成預期目標。[5]在初次嘗試失敗後，印度太空研究組織終於在1994年10月15日成功測試，[6]可是在第三次任務進行時，火箭發射遇上在離開載荷低於計劃中的軌道問題而失敗。從該次試射之後，极轨卫星运载火箭已經成功進行37次發射，沒有任何故障。[7]

除了本國衛星之外，极轨卫星运载火箭同時也兼顧了為印度打開特別針對於近地軌道（LEO）的衛星商用衛星發射的市場。而該型火箭也已經經歷了多個版本的改進，特別針對於火箭推力、運載效率及重量的改進。[8]

火箭介紹

极轨卫星运载火箭有四節分別使用固體和液體推進系統。第一節具有一個能夠為火箭提供逾4800千牛最大推力，承載達138噸的端羥基聚丁二烯推進劑（HTPB）的固體火箭引擎，而其直徑2.8米的外殼是由馬氏體時效鋼作為材料製成，具有30,200公斤的空載質量。[9]除此之外，二次元向量推力控制系統（SITVC）為了在第一節飛行期間提供俯仰（Pitch）和偏航（Yaw）的控制，就將「高氯酸鍶鹽水溶液」（Aqueous solution of strontium perchlorate）注入噴嘴（nozzle）中，可是這種做法會產生不對稱的推力。因此，极轨卫星运载火箭便採用了一種將溶液存儲在綁定在固體火箭引擎的兩個圓柱體鋁罐並用氮氣加壓和採用位於節兩側的兩個小液體引擎提供側傾控制（RCT）的解決方案。

在PSLV和PSLV-XL版本中，第一節均具備六支捆綁式的固體推進器，其中四支推進器是就地點燃，另外兩支則在發射後在空中點燃25秒。在標準的PSLV版本中，每一支的推進器都能承載逾9噸的推進劑並產生達510千牛的推力，而在PSLV-XL版本中則使用了更大的推進器，可承載達12噸的推進劑並產生達719千牛的推力。[9]

在第二節中，則採用了能夠產生800千牛的最大推力的維卡斯引擎和攜帶41.5噸的液體推進劑（UDMH）作為燃料和採用四氧化二氮（N2ö4）作為氧化劑。與第一節一樣，第二節的引擎也提供了俯仰和偏航控制，而側傾控制則由兩個熱氣反應控制電機提供。

在第三節中，則採用了7噸基於端羥基聚丁二烯（HTPB）的推進劑，能夠產生240千牛最大推力。這節的外殼採用了克維拉—聚酰胺的纖維製造，並且配備了「密封式柔性滾動軸承」（flex-bearing-seal）噴嘴（±2℃）的向量推力引擎以作俯仰和偏航控制。而該節的側傾控制則由第四節中的反推力系統提供。[9]

在第四節中，動力則由採用甲基肼（MMH）和氮的混合氧化物（MON）混合氧化物的雙引擎提供，每個引擎均能產生7.4千牛的推力和擺動（±3°），以提供俯仰、偏航和側傾控制。在PSLV和PSLV-XL中，該節擁有2,500公斤的推進劑，而在PSLV-CA版本，則擁有2100公斤的推進劑。[10]

第一節 第二節 第三節 第四節
俯仰 二次注入向量控制系統 引擎平衡環架 柔性滾動軸承噴嘴 引擎平衡環架
偏航 二次注入向量控制系統 引擎平衡環架 柔性滾動軸承噴嘴 引擎平衡環架
側傾 側傾控制和二次注入向量控制系統 熱氣反應控制電機 PS4反推力系統 PS4反推力系統

發展型

印度太空研究組織（ISRO）設想了多種极轨卫星运载火箭（PSLV）的改良版本以滿足不同的任務要求。目前有三個版本正在服役，包括標準型（PSLV）、沒有六支捆綁式固體推進器的單獨核心型本（PSLV-CA）和放大型（PSLV-XL），其中放大型版本能夠攜帶比標準型更多的固體燃料。[11]這些版本中提供了在低地球軌道的載荷3,800公斤能力和在太陽同步軌道的載荷1,800公斤的能力。

PSLV-G

PSLV-G是PSLV的標準版本，具有四節用於交替使用的固體和液體推進系統和六支捆綁式推進器。該型火箭目前仍在服役中，並有能力進入太陽同步軌道622公里。

PSLV-CA

PSLV-CA[注 2]（PSLV-Core Alone）是极轨卫星运载火箭的首個衍生版本，於2007年4月23日首先試射，不過該型版本並不具備四節推動和六支捆綁式推進器。在第一節中兩個側傾控制和兩個第一節電機推力推制仍然存在。[10]與標準版本相比，CA的第四節具有400公斤的推進劑，[10]有能力進入太陽同步軌道622公里。[12]

PSLV-XL

PSLV-XL是標準版本的增強型，具備了更強大的運載能力和配置了捆綁式推進器。[10]在升空時，PSLV-XL重約320噸，火箭亦捆綁了大型助推進器（PSOM-XL）以實現更高而有效的載荷能力。而該大型推進器直徑約1米，長約13.5米，並且配置了12噸的固體推進劑而不是標準型的9噸。[13]在2005年12月29日，印度太空研究組織成功進行了捆綁了推進器的PSLV改良版本。其後在2008年10月22日，代號為PSLV-C11的衛星發射任務是PSLV-XL首次發射試驗，也是印度首次進行的月球人造衛星發射任務。該改良版本的載荷能力為1,800公斤，而其他的改良版本只有1,600公斤。[12]同時，2011年7月15日代號為PSLV-C17和2012年4月26日代號為PSLV-C19的衛星發射任務也是PSLV-XL為數不多的比較重要的任務之一。[14]

發展型（改良版本） 發射次數 成功次數 失敗次數 部份失敗次數 備註
PSLV-G 12 10 1 1
PSLV-CA 11 11 0 0
PSLV-XL[1] 15 15 0 0

PSLV-3S

PSLV-3S是印度太空研究組織（ISRO）正在建議或開發中的版本，亦是极轨卫星运载火箭的三節版本，它將不再具備六支捆綁式推進器與原有四節中的第二節推進器，該型火箭的設計目標是將少於500公斤的衛星發射到低地球軌道（LEO），是為PSLV小型改良火箭。[12][15]

發射歷史

至2016年12月7日為止，印度极轨卫星运载火箭已經成功進行38次發射、1次失敗和1次部份成功，任務的成功率為95%。

編號 型號 發射日期與時間 (UTC) 發射地點 酬載衛星 酬載物質量 結果
D1 PSLV 1993年9月20日
05:12 		薩迪什·達萬太空中心
第一發射台 		印度 IRS-1E 846 公斤 失敗

首次試射。發射過程中第二級引擎分離失敗。[16]

D2 PSLV 1994年10月15日
05:05 		薩迪什·達萬太空中心
第一發射台 		印度 IRS-P2 804 公斤 成功

[17]

D3 PSLV 1996年3月21日
04:53 		薩迪什·達萬太空中心
第一發射台 		印度 IRS-P3 920 公斤 成功

[18]

C1 PSLV 1997年9月29日
04:47 		薩迪什·達萬太空中心
第一發射台 		印度 IRS-1D 1250 公斤 部份失敗

首次不依賴俄羅斯援助下發射衛星。[19]

C2 PSLV 1999年5月26日
06:22 		薩迪什·達萬太空中心
第一發射台 		印度 Oceansat-1
德國 DLR-Tubsat
大韓民國 KitSat 3 		1050 公斤
45 公斤
107 公斤 		成功

首次為外國發射衛星和首次試驗一箭多星技術。[20][21]

C3 PSLV 2001年10月22日
04:53 		薩迪什·達萬太空中心
第一發射台 		印度 技術試驗衛星（TES）
歐洲 PROBA
德國 BIRD 		1108 公斤
94 公斤
92 公斤 		成功

[22][23]

C4 PSLV 2002年9月12日
10:23 		薩迪什·達萬太空中心
第一發射台 		印度 Kalpana-1 1060 公斤 成功

[24][25][26]

C5 PSLV 2003年10月17日
04:52 		薩迪什·達萬太空中心
第一發射台 		印度 RESOURCESAT-1（IRS-P6） 1360 公斤 成功

[27][28]

C6 PSLV 2005年5月5日
04:45 		薩迪什·達萬太空中心
第二發射台 		印度 CARTOSAT-1
印度 HAMSAT 		1560 公斤
42.5 公斤 		成功

首次從第二發射台發射。[29]

C7 PSLV 2007年1月10日
03:54 		薩迪什·達萬太空中心
第一發射台 		印度 CARTOSAT-2
印度 SRE-1
印度尼西亞 LAPAN-TUBsat
阿根廷 PEHUENSAT-1 		680 公斤
500 公斤
56 公斤
6 公斤 		成功

首次發射太空返回艙。[30]

C8 PSLV-CA 2007年4月23日
10:00 		薩迪什·達萬太空中心
第二發射台 		意大利 伽瑪射線輕型探測器
印度 AAM 		352 公斤
185 公斤 		成功

印度首次為外國商業機構發射衛星。[31][32]

C10 PSLV-CA 2008年1月21日
03:45 		薩迪什·達萬太空中心
第一發射台 		以色列 TecSAR 295 公斤 成功

[33][34]

C9 PSLV-CA 2008年4月28日
03:53 		薩迪什·達萬太空中心
第二發射台 		印度 Cartosat-2A
印度 IMS-1
德國 RUBIN-8
加拿大 CanX-6
加拿大 CanX-2
日本 Cute-1.7+APD II
荷蘭 Delfi-C3
日本 SEEDS-2
德國 COMPASS-1
丹麥 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發射，創造亞洲紀錄。 [35][36]

C11 PSLV-XL 2008年10月22日
00:52 		薩迪什·達萬太空中心
第二發射台 		印度 月船1號 1380 公斤 成功

印度首個月球探測器。[37][38]

C12 PSLV-CA 2009年4月20日
01:15 		薩迪什·達萬太空中心
第二發射台 		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 		薩迪什·達萬太空中心
第一發射台 		印度 Oceansat-2
德國盧森堡 Rubin 9.1
德國盧森堡Rubin 9.2
瑞士 SwissCube-1
德國 BeeSat
德國 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 		薩迪什·達萬太空中心
第一發射台 		印度 Cartosat-2B
阿爾及利亞 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 		薩迪什·達萬太空中心
第一發射台 		印度 ResourceSat-2
新加坡 X-Sat
印度俄羅斯 YouthSat 		1206 公斤
106 公斤
92 公斤 		成功

[53]

C17 PSLV-XL 2011年7月15日
11:18 		薩迪什·達萬太空中心
第二發射台 		印度 GSAT-12 1410 公斤 成功

[54][55]

C18 PSLV-CA 2011年10月12日
05:31 		薩迪什·達萬太空中心
第一發射台 		印度法國 Megha-Tropiques

印度 SRMSAT
印度 Jugnu
盧森堡 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 		薩迪什·達萬太空中心
第一發射台 		印度RISAT-1 1850 公斤 成功

[58]

C21 PSLV-CA 2012年9月9日
04:23 		薩迪什·達萬太空中心
第一發射台 		法國 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 		薩迪什·達萬太空中心
第一發射台 		印度法國 SARAL

加拿大 Sapphire
加拿大 NEOSSat
奧地利 TUGSAT-1
奧地利 UniBRITE-1
英國 STRaND-1
丹麥 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 		薩迪什·達萬太空中心
第一發射台 		印度 IRNSS-1A 1425 公斤 成功

印度首個區域導航（IRNSS）衛星。[63]

C25 PSLV-XL 2013年11月5日
09:08 		薩迪什·達萬太空中心
第一發射台 		印度 火星軌道探測器 1350 公斤 成功

印度首個火星探測器。[64][65]

C24 PSLV-XL 2014年4月4日
11:44 		薩迪什·達萬太空中心
第一發射台 		印度 IRNSS-1B 1432 公斤 成功

[66][67]

C23 PSLV-CA 2014年6月30日
04:22 		薩迪什·達萬太空中心
第一發射台 		法國 SPOT-7
加拿大 CanX-4
加拿大 CanX-5
德國 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 		薩迪什·達萬太空中心
第一發射台 		印度 IRNSS-1C 1425.4 公斤 成功

[69][70]

C27 PSLV-XL 2015年3月28日
11:49 		薩迪什·達萬太空中心
第二發射台 		印度 IRNSS-1D 1425 公斤 成功

[71]

C28 PSLV-XL 2015年7月10日
16:28 		薩迪什·達萬太空中心
第一發射台 		英國 UK-DMC3A
英國 UK-DMC3B
英國 UK-DMC3C
英國 CBNT-1
英國 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 		薩迪什·達萬太空中心
第一發射台 		印度 Astrosat
印度尼西亞 LAPAN-A2
加拿大 exactView 9
美國 Lemur-2 Joel
美國 Lemur-2 Peter
美國 Lemur-2 Jorean
美國 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

印度首次為美國發射衛星。[74]

C29 PSLV-CA 2015年12月16日
12:30 		薩迪什·達萬太空中心
第一發射台 		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 		薩迪什·達萬太空中心
第二發射台 		印度 IRNSS-1E 1425 公斤 成功

[79][80][81]

C32 PSLV-XL 2016年3月10日
10:31 		薩迪什·達萬太空中心
第二發射台 		印度 IRNSS-1F 1425 公斤
 成功

[82][83]

C33 PSLV-XL 2016年4月28日
07:20 		薩迪什·達萬太空中心
第一發射台 		印度 IRNSS-1G 1425 公斤
 成功

印度區域導航衛星系統最後一顆衛星，意味着印度首個自主研發的導航系統已完成搭建。[84][85][86][87][88]

C34 PSLV-XL 2016年6月22日
03:56
 薩迪什·達萬太空中心
第一發射台
  • 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

印度首次進行的一箭二十星發射試驗。[3][89][90][91][92][93]

C35 PSLV-G 2016年9月26日
03:42 		薩迪什·達萬太空中心
第一發射台 		印度 ScatSat-1
阿爾及利亞 ALSAT-2B
阿爾及利亞 ALSAT-1B
美國 Pathfinder-1
印度 Pratham IIT Bombay
加拿大 NLS-19
阿爾及利亞 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最長的PSLV衛星發射任務。 PSLV的第一個任務是將它的載荷發射到兩個不同的軌道。[94][95][96][97][98][99]

C36 PSLV-XL 2016年12月7日
04:55 		薩迪什·達萬太空中心
第一發射台 		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 		薩迪什·達萬太空中心
第一發射台 		印度 Cartosat-2D
印度 INS-1A
印度 INS-1B
阿拉伯聯合酋長國 Nayif-1
哈薩克斯坦 Al Farabi-1
荷蘭 PEASSS
以色列 BGUSat
瑞士 DIDO-2
美國 88 x Doves (Flock 3p)
美國 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

印度首次實施的一箭一百零四星的計劃，同時亦刷新了世界紀錄。[106][107][108][109][110][111]

計劃中
C38 PSLV-XL 2017年4月
 薩迪什·達萬太空中心
第一發射台 		意大利 Max Viler Sat
美國澳大利亞以色列 Diamond Series Sats
+ 9顆衛星 		15 公斤
18 公斤

 計劃

[112]

C39 PSLV-CA (?) 2017年
 薩迪什·達萬太空中心
第一發射台 		印度 Cartosat-2E 計劃

[113]

C40 PSLV-XL (?) 2017年
 薩迪什·達萬太空中心
第一發射台 		印度 EMIsat / SPaDEx 計劃

[113]

C41 PSLV-XL 2017年12月28日
 薩迪什·達萬太空中心
第一發射台 		印度 TeamIndus (Lander + Rover)

日本 Team HAKUTO (Rover)

計劃

[113][114]

發射頻率


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

參閱

腳註

  1. ↑ 馬亨德拉山是印度太空研究組織測試運載火箭和衛星推進系統的地方，由於這裏位於西高止山脈最南端，擁有達1,645米海拔，因此是印度測試運載火箭系統的理想地方。
  2. ↑ CA是指獨立的核心，意指只有一支火箭作為動力，並不如標準型具備推進器。

參考資料

  1. ↑ 1.0 1.1 1.2 1.3 Polar Satellite Launch Vehicle
  2. ↑ Welcome To ISRO :: Launch Vehicles. [2014-04-08]. 
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