静止衛星打ち上げロケット(GSLV )は、インド宇宙研究機関( ISRO)が運用する使い捨て型打ち上げシステムの一種である。GSLVは2001年以降、 18回の打ち上げに使用されている。
静止衛星打ち上げロケット(GSLV)プロジェクトは、静止衛星の打ち上げ能力をインドで獲得することを目的として1990年に開始されました。[ 9 ] [ 10 ]
GSLVは、 S125/S139固体ロケットブースターと液体燃料のVikasエンジンという形で、極軌道衛星打ち上げロケット(PSLV)ですでに実績のある主要コンポーネントを使用しています。衛星を静止遷移軌道(GTO)に投入するために必要な推力のため、第3段はLOX / LH2極低温エンジンで駆動される予定でしたが、当時インドはそれを所有しておらず、製造する技術的専門知識もありませんでした。空力特性研究は、国立航空宇宙研究所の1.2mトリソニック風洞施設で実施されました。[ 11 ]
GSLV (Mk I 構成) の最初の開発飛行は 2001 年 4 月 18 日に打ち上げられましたが、ペイロードが意図した軌道パラメータに到達できなかったため失敗に終わりました。2 回目の開発飛行でGSAT-2衛星の打ち上げに成功した後、このロケットは運用可能と宣言されました。最初の打ち上げから 2014 年までの最初の数年間、このロケットは 7 回のうち 2 回しか成功しなかったため、波乱万丈の歴史をたどり、その結果、このロケットは「いたずらっ子」というあだ名が付けられました。[ 12 ] [ 13 ]
2025年末時点で、GSLV-F12、GSLV-F14、GSLV-F15、GSLV-F16の飛行部品は、宇宙ゴミとして依然として地球軌道上に存在していると報告されている。
第3段は、1991年に締結された協定に基づき、技術移転とエンジンの設計詳細を含め、ロシアのグラブコスモス社から調達される予定だった。 [ 10 ] 1992年5月、米国がミサイル技術管理レジーム(MTCR)違反としてこの取引に反対したため、ロシアはこの取引から撤退した。その結果、ISROは1994年4月に極低温上段プロジェクトを開始し、独自の極低温エンジンの開発に着手した。[ 14 ]以前の協定に従って技術と設計を含む5つの極低温ステージの代わりに、技術移転なしで7つのKVD-1極低温ステージと1つの地上モックアップステージに関する新しい協定がロシアと締結された。 [ 15 ]これらのエンジンは最初の飛行に使用され、GSLV Mk Iと名付けられた。[ 16 ]
高さ49m(161フィート)、打ち上げ質量415t (408ロングトン、457ショートトン)のGSLVは、固体燃料、液体燃料、極低温燃料の各ステージからなる3段式ロケットです。長さ7.8m (26フィート) 、直径3.4m (11フィート)のペイロードフェアリングは、大気圏上昇中に機体の電子機器と宇宙船を保護します。機体が高度約115km (71マイル)に達すると、フェアリングは切り離されます。[ 17 ]
GSLVは、機体性能の監視、追跡、射程安全/飛行安全、および予備的な軌道決定を可能にするために、 SバンドテレメトリとCバンドトランスポンダを採用しています。GSLVの機器ベイに搭載された冗長ストラップダウン慣性航法システム/慣性誘導システムは、打ち上げから宇宙機の軌道投入まで機体を誘導します。デジタルオートパイロットと閉ループ誘導方式により、必要な高度制御が確保され、宇宙機を所定の軌道に投入します。
GSLVは、東側の低地球軌道(LEO)に約5,000kg (11,000ポンド)を、または18°の静止遷移軌道に2,500kg (5,500ポンド)(Mk IIバージョンの場合)を投入することができる。
GSLVの最初の飛行であるGSLV-D1では、L40ステージが使用されました。GSLVのその後の飛行では、L40Hと呼ばれるストラップオンブースターに高圧エンジンが使用されました。[ 18 ] GSLVは、L37.5第2ステージから派生した4基のL40H液体ストラップオンブースターを使用しており、42.6トンの自己着火性推進剤(UDMHとN2O4)が充填されています。推進剤は、直径2.1m (6フィート11インチ)の2つの独立したタンクに並列に貯蔵されています。エンジンはポンプで供給され、150秒の燃焼時間で760kN (170,000lbf )の推力を発生します。
GSLV-D1は、125トン(123ロングトン、138ショートトン)の固体推進剤を充填し、燃焼時間が100秒のS125段を使用しました。それ以降の打ち上げでは、推進剤を増量したS139段が使用されています。[ 18 ] S139段は直径2.8mで、公称燃焼時間は100秒です。[ 19 ] [ 20 ]
GSLV Mark II の第 3 段はインド製のCE-7.5極低温ロケットエンジンで推進されるが、旧式の Mark I はロシア製のKVD-1を使用して推進される。液体水素 (LH 2 ) と液体酸素 (LOX )を使用する[ 21 ]インド製の極低温エンジンは液体推進システムセンターで製造された。[ 22 ] [ 23 ]エンジンのデフォルトの推力は75 kN (17,000 lb f )だが、最大推力は93.1 kN (20,900 lb f )に達する。GSLV-F14 ミッションでは、より環境に優しい製造プロセス、より優れた断熱特性、軽量材料の使用を備えた新しい白色の C15 段が導入された。[ 24 ]
ロシア製の極低温ステージ(CS)を使用するGSLVロケットはGSLV Mark Iと命名され、国産の極低温上段ステージ(CUS)を使用するバージョンはGSLV Mark IIと命名されている。[ 25 ] [ 26 ] GSLVの打ち上げはすべてスリハリコタのサティシュ・ダワン宇宙センターから行われている。
GSLV Mark I の最初の開発飛行では、第 1 段が 129 トン (S125) で、約 1500 kg を静止遷移軌道に打ち上げることができました。 2 回目の開発飛行では、S125 段が S139 に置き換えられました。同じ固体モーターを使用し、推進剤の搭載量は 138 トンでした。すべての液体エンジンの燃焼室圧力が強化され、推進剤の質量と燃焼時間が増加しました。これらの改良により、GSLV は追加の 300 kg のペイロードを搭載できるようになりました。[ 27 ] [ 28 ] GSLV Mark I の 4 回目の運用飛行である GSLV-F06 では、C15 と呼ばれるより長い第 3 段を使用し、推進剤の搭載量は 15 トンで、直径4 メートルのペイロード フェアリングも使用されました。[ 29 ] [ 30 ] GSLV Mark I の飛行では、ロシア製の極低温エンジンが使用されました。[ 31 ]
この派生型はインド製の極低温エンジンCE-7.5を使用しており、2500kgのペイロードを 静止遷移軌道に投入する能力を持つ。
2018年以降の打ち上げに向けて、推力が6%増加したVikasエンジンが開発されました。これは2018年3月29日にGSAT-6A打ち上げの第2段で実証されました。将来のミッションでは、第1段ブースターの4基のVikasエンジンに使用されます。[ 32 ]
直径4mのオージブ型ペイロードフェアリングが開発され、2021年8月12日のEOS-03打ち上げで初めて展開されたが、この打ち上げは極低温上段の技術的な異常により失敗に終わった。これにより、GSLVロケットはより大きなペイロードを搭載できるようになる。[ 33 ]
2024年10月現在、ISROはGSLV Mk IIロケットの販売を停止しています。NVSミッション、IDRSSミッション、NISARミッションで8回の打ち上げが計画されています。[ 34 ] [ 35 ]
再利用型打ち上げロケット技術実証プログラムは、ISROが作成したプロトタイプ宇宙機のコンセプトです。軌道帰還飛行実験では、GSLV Mk. II ロケットの改良版が現在開発中で、上部極低温ステージが PSLV の PS-4 ステージに置き換えられています。これは、RLV が CUS によって生成される余剰エネルギーをすべて必要としないためです。[ 36 ] [ 37 ]
{{cite web}}: CS1メンテナンス: アーカイブサービスは非推奨になりました (リンク)4月に打ち上げられたGSLV Mk.2は、新しい上段を除けば、以前のバージョンのブースターとほぼ同じだった。