Введение
Класс индийских ракет-носителей средней грузоподъемности, разработанных ISRO. GSLV использует основные компоненты, уже проверенные в ракетах-носителях Polar Satellite Launch Vehicle (PSLV), такие как твердотопливные ускорители S125/S139 и жидкостный ракетный двигатель Vikas. В связи с необходимой тягой для вывода спутника на геостационарную переходную орбиту (ГПО), третий разгон должен был оснащаться криогенным двигателем на жидком кислороде и жидком водороде (LOX/LH2), которым Индия в то время не обладала и не имела технологического опыта для его создания. Первый испытательный полет GSLV (в конфигурации Mk I), состоявшийся 18 апреля 2001 года, завершился неудачей, так как полезная нагрузка не достигла заданных параметров орбиты. Ракета-носитель была признана работоспособной после успешного запуска спутника GSAT 2 во время второго испытательного полета. В первые годы эксплуатации, с момента первого запуска до 2014 года, ракета имела неоднозначную историю, с лишь двумя успешными запусками из семи, что принесло ей прозвище "непоседа".
GSLV uses major components that are already proven in the Polar Satellite Launch Vehicle (PSLV) launch vehicles in the form of the S125/S139 solid rocket booster and the liquid fueled Vikas engine. Due to the thrust required for injecting the satellite in a geostationary transfer orbit (GTO) the third stage was to be powered by a LOX/LH2 Cryogenic engine which at that time India did not possess or have the technological expertise to build. The first development flight of the GSLV (Mk I configuration) was launched on 18 April 2001 was a failure as the payload failed to reach the intended orbit parameters. The launcher was declared operational after the second development flight successfully launched the GSAT 2 satellite. During the initial years from the initial launch to 2014 the launcher had a checkered history with only 2 successful launches out of 7, resulting in the rocket gaining the nickname "naughty boy".
Спор о криогенных двигателях
Третий этап планировалось закупить у российской компании "Главкосмос", включая передачу технологий и конструкторской документации двигателя на основании соглашения, подписанного в 1991 году. Позже с Россией было заключено новое соглашение на поставку 7 криогенных ступеней КВД-1 и 1 наземного макета, без передачи технологий, вместо ранее оговоренных 5 криогенных ступеней с передачей технологий и конструкторской документации. Эти двигатели использовались в первых запусках и получили название GSLV Mk I.
Описание транспортного средства
Высокий GSLV, с массой при взлете , представляет собой трехступенчатую ракету-носитель с последовательно твердотопливной, жидкостной и криогенной ступенями. Обтекатель полезной нагрузки, длиной и диаметром , защищает бортовую электронику и космический аппарат во время подъема через атмосферу. Он сбрасывается, когда ракета-носитель достигает высоты около .
GSLV employs S band telemetry and C band transponders for enabling vehicle performance monitoring, tracking, range safety / flight safety and preliminary orbit determination. The Redundant Strap Down Inertial Navigation System/Inertial Guidance System of GSLV housed in its equipment bay guides the vehicle from lift off to spacecraft injection. The digital auto pilot and closed loop guidance scheme ensure the required altitude maneuver and guide injection of the spacecraft to the specified orbit. The GSLV can place approximately into an easterly low Earth orbit (LEO) or (for the Mk II version) into an 18° geostationary transfer orbit.
GSLV использует телеметрию S-диапазона и транспондеры C-диапазона для контроля параметров работы ракеты-носителя, отслеживания, обеспечения безопасности полета и предварительного определения орбиты. Резервная система инерциальной навигации/инерциальной системы управления GSLV, размещенная в ее оборудовании, обеспечивает управление ракетой-носителем от момента старта до вывода космического аппарата на орбиту. Цифровой автопилот и система управления по замкнутому контуру обеспечивают выполнение необходимого маневра по высоте и точный вывод космического аппарата на заданную орбиту. GSLV способен выводить примерно на восточную низкую околоземную орбиту (LEO) или (для версии Mk II) на геостационарную переходную орбиту с наклонением 18°.
GSLV employs S band telemetry and C band transponders for enabling vehicle performance monitoring, tracking, range safety / flight safety and preliminary orbit determination. The Redundant Strap Down Inertial Navigation System/Inertial Guidance System of GSLV housed in its equipment bay guides the vehicle from lift off to spacecraft injection. The digital auto pilot and closed loop guidance scheme ensure the required altitude maneuver and guide injection of the spacecraft to the specified orbit. The GSLV can place approximately into an easterly low Earth orbit (LEO) or (for the Mk II version) into an 18° geostationary transfer orbit.
Жидкие ускорители
Первый полет GSLV, GSLV D1, использовал ступень L40. В последующих полетах GSLV использовались двигатели высокого давления в боковых блоках, называемые L40H. GSLV использует четыре жидкостных боковых блока L40H, разработанных на основе второй ступени L37.5, которые загружаются 42,6 тоннами гиперголических компонентов топлива (UDMH и N2O4). Компоненты топлива хранятся тандемом в двух независимых баках. Двигатель с насосной подачей создает тягу, с временем горения 150 секунд.
Первый этап
GSLV D1 использовал первую ступень S125, содержащую твердое топливо, с временем работы 100 секунд. Все последующие запуски использовали усовершенствованную ступень S139 с увеличенным зарядом топлива.
Второй этап
На второй ступени GS2 установлен двигатель Vikas. Диаметр двигателя составляет… Индийский криогенный двигатель был разработан в Центре жидкостных ракетных систем. Двигатель имеет номинальную тягу… , но способен развивать максимальную тягу… В ходе миссии GSLV F14 была представлена новая белая ступень C15, отличающаяся более экологичными производственными процессами, улучшенными теплоизоляционными свойствами и использованием легких материалов.
Варианты
Ракеты GSLV, использующие российскую криогенную ступень (CS), обозначаются как GSLV Mark I, а версии, использующие отечественную криогенную верхнюю ступень (CUS), – как GSLV Mark II. Все запуски GSLV осуществлялись из космического центра Сатиша Дхавана в Шрихарикоте.
GSLV Mark I
Первый опытный полет GSLV Mark I использовал первую ступень весом 129 тонн (S125) и был способен выводить на геостационарный переходный орбиту около 1500 кг полезной нагрузки. Во время второго опытного полета ступень S125 была заменена на S139. В нем использовался тот же твердотопливный двигатель с 138 тоннами топлива. Давление в камере всех жидкостных двигателей было увеличено, что позволило увеличить массу топлива и время его сгорания. Благодаря этим улучшениям GSLV смог нести дополнительно 300 кг полезной нагрузки. Четвертый рабочий полет GSLV Mark I, GSLV F06, использовал более длинную третью ступень под названием C15 с 15 тоннами топлива, а также обтекатель полезной нагрузки большего диаметра.
GSLV Mark II
Этот вариант использует индийский криогенный двигатель CE 7.5 и способен выводить 2500 кг на геостационарную переходную орбиту. Предыдущие ракеты-носители GSLV (GSLV Mark I) использовали российские криогенные двигатели. Для запусков, начиная с 2018 года, была разработана версия двигателя Vikas с увеличенной на 6% тягой. Его работоспособность была продемонстрирована 29 марта 2018 года на второй ступени запуска GSAT 6A. Он был использован для четырех двигателей Vikas в качестве ускорителей первой ступени в будущих миссиях. Обтекатель полезной нагрузки Ogive диаметром 4 м был разработан и впервые применен в запуске EOS 03 12 августа 2021 года, однако этот запуск оказался неудачным из-за технических неисправностей криогенной верхней ступени. Это позволит ракетам-носителям GSLV нести более тяжелые полезные нагрузки.