PSLV運載火箭

極地衛星運載火箭是一種通用的中型運載火箭。此火箭設計用於發射印度的IRSS級重約1600千克的太陽同步軌道衛星。此火箭也可以用於低軌道衛星發射。它也為GTO軌道衛星的GSLV火箭的發展提供基礎。

PSLV運載火箭（英文名稱：Polar Satellite Launch Vehicle，中文名稱：極地衛星運載火箭），是印度自主研製的用於發射極地軌道、太陽同步軌道衛星的運載工具。PSLV為四級火箭，高44米，近地軌道運載能力為3.25噸，地球同步轉移軌道為1.42噸。該火箭已經為19個國家發射超過40顆衛星，截止至2016年3月10日發射，PSLV火箭已經成功發射33次。

基本介紹

• 中文名：PSLV運載火箭
• 外文名：Polar Satellite Launch Vehicle
• 高：44.4米
• 重量：約295噸
• 推進劑：四級固體液體混合
• 國家：印度共和國

極地衛星運載火箭

極地衛星運載火箭是一種通用的中型運載火箭。此火箭設計用於發射印度的IRSS級重約1600千克的太陽同步軌道衛星。此火箭也可以用於低軌道衛星發射。它也為GTO軌道衛星的GSLV火箭的發展提供基礎。

發射架上的PSLV 火箭

PSLV火箭基本參數：高44.4米，重約295噸，四級固體液體混合推進劑。首級火箭推進器是世界最大的推進器之一，攜帶了大概129到138噸端羥基聚丁二烯推進劑。火箭直徑約2.8米。推進器的材料採用馬氏體時效鋼。助推器採用了使用HTPB推進劑和複合噴嘴的五級固體火箭推進器。每段長約3.4米，直徑2.8米。助推器推進器將工作107秒，產生最大4762千牛的推力。

PSLV火箭在固體推進器的反衝階段的俯仰和偏航控制是通過在噴嘴處注入液態高氯酸鍶來達到推力的矢量控制（STIVC）的目的。這種液態高氯酸鍶存儲在捆綁於固體火箭推進器上的鋁製容器里，並且用氮氣加壓。助推器推進器上的SITVC系統是用於火箭的搖晃控制並增穩。

根據實際情況的需要，六個捆綁火箭推進器（PSOM）中的兩個或者四個推進器將在地麵點火，從而增強火箭第一級的推力。每個捆綁火箭的固體推進器都攜帶了9噸HTPB推進劑，可以燃燒45秒鐘，產生662千牛的推力。剩下的捆綁火箭推進器將在起飛後25秒鐘之後點火（3千米高度）。

火箭第二級推進器採用了本土研製了VIKAS推進器。此推進器源於法國的SEP火箭的VIKING IVA推進器。二級推進器可攜帶41.5噸的液體推進劑----偏二甲肼(UDMH)作為燃料，四氧化二氮作為氧化劑。它可以產生最大800千牛的推力。火箭的俯仰和偏航控制是通過水壓萬向推進器(±4°)和控制旋轉的熱氣反應控制系統來完成的。此火箭在將來的發射中將使用2001年12月完成測試的大功率VIKAS推進器。此推進器將產生58.5巴的膛壓，超過以往的52.5巴。這種新式推進器採用UH25（偏二甲肼和水合肼的混合物）作為燃料和四氧化二氮作為氧化劑，並且推進器的高矽氧酚醛製作的噴嘴能夠抵抗更長時間的燒蝕。這將提高此級火箭大概7秒的比衝量，使得PSLV火箭能夠運載更多達70千克的SSO載荷，或41千克的GTO載荷。

第三級火箭採用了重達8噸的高效固體推進器，攜帶7.2噸的HTPB燃料（PSLV-C3攜帶7.3噸，PSLV-C4攜帶7.6噸），並且直徑達到2米。它有一個凱芙拉爾纖維製作的箱子和一個為控制火箭俯仰和偏航而準備的矢量控制推進器（±2°）。而在翻滾控制方面，火箭採用了第四級的RCS系統(反應控制系統)。PSLV-C5火箭第三級上方的金屬轉接器被一個碳複合物製作的轉接器所取代。

PSLV火箭的第四級直徑1.3米採用雙壓燃料傳輸系統的液體火箭推進器。此級火箭攜帶了2噸（PSLV-C4攜帶2.5噸）甲基肼(MMH)作為燃料，四氧化二氮(N2O4)作為氧化劑。每一個推進器可以產生最大7.4千牛的推力。推進器裝有全向調節系統，可以調節火箭的俯仰，偏航和翻滾，同時也可以在火箭斜線爬升階段的RCS系統的開關。PSLV-C4火箭採用了一種重量很輕的碳複合材料來製作有效載荷部分，這樣就可以增強GTO有效載荷能力。

HAL部門製作了PSLV火箭的直徑3.2米的金屬隔熱磁力罩，可以在火箭穿過厚厚的大氣層時保護載荷。此保護罩會在110千米的高度自動脫落。PSLV火箭的慣性導航系統（INS）安裝在火箭頂部的第四級火箭上。火箭從點火升空到投放載荷入軌，INS系統都在不停的工作。

PSLV 火箭參數

薩迪什·達萬航天中心火箭發射台上的PSLV極軌衛星運載火箭

技術諸元

功能 一次性火箭

製造公司 印度太空研究機構

國家 印度

尺寸

高度 44 米

直徑 2.8 米

質量 294,000 千克

節數 4節

酬載能力

酬載能力(低地球軌道) 3,250 千克

發射紀錄

現況 現役

發射場 薩迪什·達萬航天中心

發射次數 34次

成功次數 32次

失敗次數 1次

部分失敗次數 1次

首次發射 1993年9月20日

助推器 (Stage 0)

火箭形式 6枚

引擎 1 固態引擎

推力 502.600 千牛頓

比沖 262 秒

推進時間 44 秒

燃料 HTPB (solid)

第一級

引擎 1 固態引擎

推力 4,860 千牛頓

比沖 269 秒

推進時間 105 秒

燃料 HTPB (solid)

第二級

引擎 1 顆Vikas引擎

推力 725 千牛頓

比沖 293 秒

推進時間 158 秒

燃料 四氧化二氮/聯氨

第三級

引擎 1 固態引擎

推力 328 千牛頓

比沖 294 秒

推進時間 83 秒

燃料 Solid

第四級

引擎 2顆液態引擎

推力 14 千牛頓

比沖 308 秒

推進時間 425 秒

燃料 四氧化二氮/聯氨

印度太空研究機構所製造的極軌衛星運載火箭（PSLV）是可拋棄式的，可讓印度的遙控通訊檢測衛星到達極地軌道，實際上的商業用途技術是從俄羅斯取得，極軌衛星運載火箭也可以發射小衛星到地球同步軌道。

早期設計

極軌衛星運載火箭高達44米，略矮於日本的H-2B和中華人民共和國的長征3B火箭。極軌衛星運載火箭是四節火箭，有固態及液態燃料系統互動使用，第一節為固態推進火箭有138頓重的燃料（HTPB），直徑為2.8米，外殼使用馬釘鋼為材料；他擁有六支輔助推進引擎，其中四支在地面就點燃，其他兩支則在空中點燃，每支固態輔助推進火箭都有九頓重，其使用燃料（STTVC）被瀝青完好的包覆在容器內；第二節的燃料被注入在兩個鋁合金槽內，燃料為四氧化二氮及聯氨，重量為41.5頓（C-5任務只用了40.0頓），也用瀝青防止滾動；第三節有七噸的燃料，使用固態推進劑（HTPB），使用凱拉夫合成纖維製成的低角度噴嘴和陀螺儀（+2至-2度以內），控制偏差；極軌衛星運載火箭的第四節是有兩個引擎的設計，且使用液態推進劑（甲基聯氨/氮氧化物可釋放氧的液體），極軌衛星運載火箭被反應控制系統控制。酬載的外殼是由納米碳纖維管所製成，並能將衛星送達地球同步軌道。

發射紀錄

編號 發射日期 發射地點 酬載衛星 備註

D1 1993 年9月 20 日 斯里哈里科塔 聯邦稅務局1E 失敗; 軟體錯誤使火箭偏向，墜入孟加拉灣 (700秒以後離開), 測試飛行

D2 1994 年10月 15 日 斯里哈里科塔 聯邦稅務局P2 成功, 測試飛行

D3 1996 年3月 21 日 斯里哈里科塔 聯邦稅務局P3 成功, 測試飛行

C1 1997 年9月 29 日 斯里哈里科塔 聯邦稅務局1D 部份失敗，衛星未脫離火箭體。

C2 1999 年5月 26 日 斯里哈里科塔 OceanSat 1, DLR-Tubsat, KitSat 3 成功

C3 2001 年10月 22 日 斯里哈里科塔 TES, Proba[ 1 ], BIRD 成功

C4 2002 年9月 12 日 斯里哈里科塔 METSAT 1 (Kalpana 1) 成功，衛星被發射入地球同步軌道。

C5 2003 年10月 17 日 斯里哈里科塔 ResourceSat 1 成功

C6 2005 年5月 5 日 斯里哈里科塔 CartoSat 1, HAMSAT 成功

C7 2007 年1月 10 日 斯里哈里科塔 CartoSat 2, SRE, LAPAN-TUBSAT, PEHUENSAT-1 成功

C8 2007 年4月 23 日 斯里哈里科塔 義大利的一顆衛星 成功[1]，

C9 2008年4月28日 斯里哈里科塔 十顆衛星 成功

標準型基本參數

	第一級	第二級	第三級	第四級
結構	第一級; 6噴嘴助推器	第二級	第三級	第四級
推進劑	固體HTPB	液體UH25+四氧化二氮	固體HTPB	MMH+MCN
推進劑質量(噸)	138.0	41.5	7.6	2.5
最大推力(千牛)	4762/6*645	800	246	7.3*2
燃燒時間(秒)	106.4/44	147	109	515
每級直徑(米)	2.8/1	2.8	2.0	2.8
每級長度	20/10	12.8	3.6	2.9
控制系統	控制俯仰和偏航的SITVC系統	俯仰與偏航的引擎控制系統 控制翻滾的熱氣反應控制系統	萬向噴嘴控制俯仰和偏航，PS4 RCS控制翻滾	萬向噴嘴控制俯仰和偏航，RCS系統控制滑升階段

印度於1994年10月15日首次成功地發射了一枚PSLV火箭（極軌道衛星運載火箭），並將一顆一噸重的地球觀測衛星──IRS－P2成像衛星精確地送入了高825千米、傾角98．6度的太陽同步軌道。從此，印度跨入了具有中型運載能力的航天大國行列。PSLV火箭由150多家印度公司和實驗室聯合研製，採用了多種新材料、新型推進劑和試驗設施。其起飛重量可達283噸；它將使印度能夠發射先進的民用和軍用衛星。PSLV火箭還將被改進為地球同步軌道運載火箭（GSLV），用於發射重2500千克的通信衛星。

PSLV運載火箭

《航宇防務》網站2002年9月10日報導>印度公開了PSLV-C4/METSAT任務的詳細內容。PSLV-C4將是極地衛星運載火箭(PSLV)的第七次飛行，首次將一顆重達1060千克的METAST衛星送入地球同步轉移軌道(GTO)。最初，PSLV設計用於將900千克的印度遙感衛星送入高度為900千米的極地太陽同步軌道。從1993年首次發射以來，四級PSLV已經進行了成功的改進，提高了性能。

2001年10月22日，PSLV進行了一次成功的發射，將3顆衛星送入了軌道，在那以後，PSLV又進行了一些改進。主要的改進包括通過最佳化發動機艙和推進劑，提高第三級固體推進劑發動機的性能。另外，第四級液體推進劑發動機的推進劑由2000千克增加到2500千克。此外，PSLV-C4使用了一個更堅固的碳合金有效載荷艙。

METSAT是印度空間研究組織(ISRO)製造的第一顆高級氣象衛星。現在，在INSAT系統中，氣象衛星都結合了通信和電視服務。METSAT是未來印度國家衛星系統(INSAT)的重要組成部分，該系統將有數顆獨立的衛星提供氣象、通信和廣播服務。

為進行氣象觀察，METSAT攜帶了一台極高分辨力的輻射計，能對地面進行可見光、熱紅外成像和水氣吸收帶成像。它還攜帶了一台數據中繼轉發器，用於收集從無人值守的氣象平台發來的數據。MESAT將把這些數據轉發至位於新德里的氣象數據利用中心。這種無人值守的氣象平台遍布全印度。

METSAT重達1060千克，其中推進劑就有560千克。這些推進劑用於將METSAT從地球同步轉移軌道升高到最終的地球靜止軌道。

極軌衛星運載火箭(PSLV)于格林尼治時間10日3：53從印度東部Satish Dhawan航天中心發射升空，約16分鐘後，4級火箭與載荷入軌。約4分鐘之後，完成衛星部署。

據印度空間研究組織(ISRO)介紹，此次任務包括地麵點火捆綁式發動機分離、空中點火捆綁式發動機與一級發動機分離、二級點火、火箭將離開大氣層後(約121千米高處)熱禁止分離、二級分離、三級點火、三級分離、四級點火及四級分離。助推器被發射至約636千米高度的太陽同步軌道。

兩個主載荷之一——Cartosat-2對地觀測衛星被置於頂端，另一個可回收太空實驗艙在其下。

Cartosat 2衛星將加入印度目前在軌的其他6顆遙感衛星艦隊，它也是該項目的第12顆衛星。這顆重為680千克的衛星是2005年發射的Cartosat 1的後續星。未來5年，Cartosat 2收集的數據將幫助政府對印度國土進行測繪和管理。ISRO官員透露，該衛星攜帶解析度小於1米的黑白照相機。相比Cartosat 1攜帶的解析度僅2.5米的黑白相機，該高解析度照相機將有所改進，它能拍攝刈幅近9.7千米寬的圖片。Cartosat 2在飛越地球上空時，可以獲取不同方位的成像目標。

火箭上面級還釋放了重544千克的錐體返回式太空實驗艙，它是印度首顆返回式衛星。該太空艙將在軌飛行13-30天，在太空飛行器內部的一個小型實驗室內進行材料科學及生物技術實驗。實驗結束後，該太空艙將點燃推進器減速以進入大氣層，並打開降落傘著落在距印度東海岸160千米的孟加拉灣。ISRO新聞發言人表示，太空艙上的可膨脹充氣系統保證了太空飛行器在回收部隊到來之前漂浮在海上，ISRO和印度海岸警衛隊將聯合進行回收工作。印度方面希望太空艙任務的成功實施將促進微重力下可回收式科學實驗平台的開發。