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極軌道衛星打ち上げロケット（PSLV）は、ISROが設計・運用する使い捨て型の中型打ち上げロケットです。インドがインドリモートセンシング（IRS）衛星を太陽同期軌道に打ち上げるために開発されました。このサービスは、1993年にPSLVが登場するまではロシアからのみ商業的に提供されていました。PSLVは小型衛星を静止トランスファ軌道（GTO）に打ち上げることもできます。[ 13 ]
PSLVによって打ち上げられた注目すべきペイロードには、インド初の月探査機チャンドラヤーン1号、インド初の惑星間探査ミッションである火星周回探査機（マンガルヤーン）、インド初の宇宙天文台アストロサット、インド初の太陽探査ミッションであるアディティヤL1号などがある。[ 2 ]
PSLVは、補助ペイロードを多数搭載した小型衛星の展開キャンペーンにより、小型衛星の相乗りサービスの主要プロバイダーとしての信頼性を獲得しており、通常はインドの主要ペイロードと相乗りしている。 [ 14 ] 2024年12月現在[ 15 ] 、PSLVは36か国と欧州連合から360の外国衛星を打ち上げている。その中でも最も注目すべきは、2017年2月15日のPSLV-C37の打ち上げで、104の衛星を太陽同期軌道に正常に展開し、1回の打ち上げで宇宙に送られた衛星の数でロシアが保持していた以前の記録を3倍にしたことである[ 16 ] [ 17 ]。この記録は、 2021年1月24日にSpaceXがファルコン9ロケットでトランスポーター1ミッションを打ち上げ、143の衛星を軌道に乗せるまで破られなかった。[ 18 ]
ペイロードは、デュアルローンチアダプターを使用してタンデム構成で統合できます。[ 19 ] [ 20 ]より小さなペイロードは、機器デッキとカスタマイズされたペイロードアダプターにも配置されます。[ 21 ]
S・スリニバサン率いるPSLV計画グループによる、SHARから550kmの太陽同期軌道 に600kgのペイロードを運搬できるロケットの開発に関する研究は1978年に始まった。[ 22 ] [ 23 ]提案された35の構成のうち4つが選ばれ、1980年11月までに、それぞれ80トンの固体燃料を搭載したコアブースター（S80）に2つのストラップオン、30トンの燃料を搭載した液体ステージ（L30）、およびペリジー・アポジーシステム（PAS）と呼ばれる上段を備えたロケット構成が検討されていた。[ 24 ] [ 25 ] [ 26 ] [ 27 ]
1981年までに、バスカラ1号の打ち上げによりリモートセンシング宇宙船の開発に対する信頼が高まり、PSLVプロジェクトの目標は、高度900kmのSSOに1000kgのペイロードを投入するようにアップグレードされました。バイキングロケットエンジンの技術移転が確固たるものになると、液体燃料ステージを含む新しい軽量構成が選択されました。[ 28 ] 1982年7月、最終設計の資金が承認され、SLV -3第1段から派生した6つの9トンのストラップオン（S9） 、液体燃料第2段（L33）、および2つの固体上段（S7およびS2）を備えた単一の大型S125固体コアを第1段として使用しました。この構成は、IRS衛星の軌道投入精度要件を満たすためにさらに改良する必要があり、そのため、固体終端ステージ（S2）は、第1段のロール制御エンジンから派生した2つのエンジンで駆動される加圧式液体燃料ステージ（L1.8またはLUS）に置き換えられました。精度の向上に加えて、液体上段は固体第3段の性能のずれも吸収した。 1993年に飛行するPSLV-D1の最終構成は(6 × S9 + S125) + L37.5 + S7 + L2であった。[ 25 ] [ 26 ]
慣性航法システムは、ティルヴァナンタプラムにあるISRO慣性システムユニット（IISU）によって開発されています。PSLVの第2段と第4段の液体推進装置およびリアクションコントロールシステム（RCS）は、ケララ州ティルヴァナンタプラム近郊のヴァリアマラにある液体推進システムセンター（LPSC）によって開発されています。固体推進モーターは、打ち上げ業務も行っているアンドラプラデーシュ州スリハリコタのサティシュ・ダワン宇宙センター（SHAR）で処理されています。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。 [ 29 ]
PSLVは1993年9月20日に初めて打ち上げられた。[ 30 ] [ 31 ]第1段と第2段は期待通りに機能したが、姿勢制御の問題により分離時に第2段と第3段が衝突し、ペイロードは軌道に到達できなかった。[ 32 ]この最初の挫折の後、PSLVは1994年に2回目のミッションを成功裏に完了した。[ 33 ] 1997年のPSLVの4回目の打ち上げは部分的な失敗に終わり、ペイロードは計画よりも低い軌道にとどまった。2014年11月までに、PSLVは34回打ち上げられ、それ以降失敗はなかった。[ 34 ] (ただし、41回目の打ち上げ：2017年8月のPSLV-C39は失敗に終わった。[ 2 ] )
PSLVは、特に低軌道（LEO）衛星の打ち上げにおいて、インドおよび海外の衛星打ち上げを引き続き支援している。推力、効率、重量などに関して、後継バージョンごとにいくつかの改良が加えられてきた。2013年11月には、インド初の惑星間探査機である火星探査機ミッションの打ち上げに使用された。[ 35 ]
2018年6月、連邦内閣は、2019年から2024年の間に予定されているPSLVの30回の運用飛行のために、6,131億ルピー（2023年換算で720億ルピーまたは7億5,000万米ドルに相当）を承認した。 [ 36 ]
ISROは、合弁事業を通じてPSLVの製造と運用を民間企業に引き渡すべく取り組んでいます。[ 37 ] 2019年8月16日、NewSpace India Limitedは、PSLVの製造を民間企業のみで行うための入札募集を開始しました。 [ 38 ] [ 39 ] 2022年9月5日、NewSpace India Limitedは、競争入札で勝利したHindustan Aeronautics LimitedとLarsen & Toubroが率いる複合企業と、5機のPSLV-XLロケットの製造に関する契約を締結しました。この契約に基づき、彼らは最初のPSLV-XLを24か月以内に納入し、残りの4機を6か月ごとに納入する必要があります。[ 40 ] [ 41 ] [ 42 ]
PSLVは4段式ロケットで、固体推進システムと液体推進システムを交互に使用する。
世界最大級の固体ロケットブースターである第1段は、138トン（136ロングトン、152ショートトン）の水酸基末端ポリブタジエン結合（HTPB）推進剤を搭載し、最大推力約4,800 kN（1,100,000 lb f ）を発揮する。直径2.8 m（9 ft 2 in）のモーターケースはマルエージング鋼製で、空質量は30,200 kg（66,600 lb）である。[ 11 ]
第1段飛行中のピッチおよびヨー制御は、二次噴射推力ベクトル制御（SITVC）システムによって行われ、24個の噴射ポートのリングから分岐するS139排気口に過塩素酸ストロンチウム水溶液を噴射して非対称推力を発生させます。この溶液は、コア固体ロケットモーターに固定された2つの円筒形アルミニウムタンクに貯蔵され、窒素で加圧されています。これらの2つのSITVCタンクの下には、小型二液式（MMH/MON）液体エンジンを備えたロール制御スラスタ（RCT）モジュールも取り付けられています。[ 31 ]
PSLV-G および PSLV-XL では、第 1 段の推力は 6基の固体燃料ブースターによって増強されます。4 基のブースターは地上で点火され、残りの 2 基は打ち上げから 25 秒後に点火されます。固体燃料ブースターは9 t (8.9 ロング トン、9.9 ショート トン)または12 t (12 ロング トン、13 ショート トン) (PSLV-XL 構成の場合) の推進剤を搭載し、それぞれ510 kN (110,000 lb f )および719 kN (162,000 lb f )の推力を発生させます。2 基の固体燃料ブースターには、追加の姿勢制御のために SITVC が装備されています。[ 11 ] PSLV-CA は固体燃料ブースターを使用しません。第 1 段の分離は、インターステージ (1/2L) に設置された 4 対の逆噴射ロケットによって補助されます。ステージング中、これらの 8 基のロケットは、使用済みのステージを第 2 段から押し出すのに役立ちます。[ 43 ] ISROは、ガガニャーン計画のテストのためにPSOMブースターを使用したSOLVEブースターも開発した。[ 44 ] [ 45 ]
第2段は単一のヴィカスエンジンによって推進され、共通の隔壁で隔てられた2つのタンクに、地球上に貯蔵可能な液体推進剤（燃料として非対称ジメチルヒドラジン（UDMH）、酸化剤として四酸化二窒素（N₂O₄））41.5トン（40.8ロングトン、45.7ショートトン）を搭載している。[ 31 ]最大推力は800kN（180,000lbf）である。エンジンは2つの平面でジンバル（±4°）されており、2つのアクチュエータによってピッチとヨーの制御が行われる一方、ロール制御はヴィカスエンジンのガス発生器から分岐した高温ガスを噴射する高温ガス反作用制御モーター（HRCM）によって行われる。[ 46 ]
PS2の中間段（1/2U）には、PS1/PS2段積み中に正の加速を維持するための2組のウラージロケットと、PS2/PS3段積み中に使用済み段を押し出すための2組の逆噴射ロケットがある。[ 43 ]
第2段には底部にある環状タンクに水も搭載されている。 [ 47 ]ヴィカスのガス発生器からの高温ガスを ターボポンプに入る前に約600℃まで冷却するために水噴霧が使用される。第2段の推進剤タンクと水タンクはヘリウムで加圧されている。[ 48 ] [ 49 ] [ 50 ]
第3段は7.6トン（7.5ロングトン、8.4ショートトン）のHTPB固体推進剤を使用し、最大推力250kN（56,000lbf）を発生させます。燃焼時間は126.7秒です。[ 12 ]ケブラー-ポリアミド繊維製のケースと、ピッチとヨー制御のために±2°の推力ベクトルを備えたフレキシブルベアリングシールジンバルノズルを備えた水中ノズルがあります。ロール制御は、推力フェーズ中および燃焼終了したPS3がPS4に接続されたままの複合コースティングフェーズ中に、第4段反応制御システム（RCS）によって提供されます。[ 11 ] [ 51 ]
第4段は、再生冷却式の2基のエンジン[ 52 ]によって推進され、モノメチルヒドラジン（MMH）と窒素酸化物（MON）を燃焼します。各加圧式エンジンは7.4 kN（1,700 lb f ）の推力を発生し、動力飛行中にピッチ、ヨー、ロール制御を行うためにジンバル（±3°）されています。コーストフェーズの姿勢制御は、6基の50N RCSスラスタによって行われます。[ 53 ]この段はヘリウム[ 54 ]で加圧され、ミッション要件に応じて1,600 kg（3,500 lb）から2,500 kg（5,500 lb）の推進剤を搭載します。PS4には、推進剤タンク容量に基づいてL1.6、L2.0、L2.5の3つのバリエーションがあります。[ 55 ] [ 56 ]
PSLV-C29/TeLEOS-1ミッションでは、第4段が初めて再点火能力を実証し、その後の多くの飛行で単一のキャンペーンで複数の軌道にペイロードを展開するために使用されました。[ 57 ]
宇宙デブリ軽減策として、PSLV第4段は、主要なミッション目標を達成した後、加圧剤と推進剤の蒸気を放出することで不活性化されます。このような不活性化により、蓄積された内部エネルギーによる意図しない破片化や爆発が防止されます。[ 58 ] [ 59 ] [ 60 ]
第4段の2基のエンジンに使用されているニオブ合金ノズルは、より軽量な炭化ケイ素コーティングされた炭素-炭素ノズル発散部に置き換えられる予定です。新しいノズルは、 2024年3月と4月にマヘンドラギリのIPRCの施設で高温試験されました。この変更により、PSLVのペイロード容量が15キログラム（33ポンド）増加するはずです。[ 61 ] ISROはまた、エンジンノズル発散部の輸入コロンビウム材料をステライトに置き換え、これにより90%のコスト削減が実現しました。新しく改良されたエンジンは、2025年4月にIPRCで試験されました。[ 62 ]
ISROは、Wipro 3Dが選択的レーザー溶融によって製造した3DプリントPS4エンジンの665秒間の高温試験を成功裏に完了した。このプロセスにより合計19箇所の溶接箇所が排除され、エンジンの14個の部品が1つの部品に削減された。これにより製造時間が60%短縮され、エンジン1基あたりに使用される原材料の量が565kgから13.7kgの金属粉末へと大幅に削減された。[ 63 ]
PS4は、PSLV-C8のAAM [ 47 ] 、 PSLV-C14のRubin 9.1 / Rubin 9.2 [ 64 ]、PSLV-C21のmRESINS [ 65 ]などの搭載ペイロードを運んできました。しかし現在、PS4は主要ミッション完了後に長期軌道プラットフォームとして機能するように拡張されています。PS4軌道プラットフォーム（PS4-OP）は、搭載ペイロード用の独自の電源、テレメトリパッケージ、データストレージ、姿勢制御を備えています。[ 66 ] [ 67 ] [ 68 ]
PSLV-C37およびPSLV-C38キャンペーンでは、 [ 69 ]実証としてPS4は宇宙船を投下した後、10周回以上にわたって運用され、監視された。[ 70 ] [ 71 ] [ 72 ]
PSLV-C44は、機上発電能力がなかったため、PS4が短期間独立した軌道プラットフォームとして機能した最初のキャンペーンでした。[ 73 ]固定ペイロードとして、 Interorbital SystemsキットをベースにSpace Kidz Indiaが開発した1UキューブサットであるKalamSAT-V2を搭載していました。[ 74 ] [ 75 ]
PSLV-C45キャンペーンでは、第4段はPS4推進剤タンクの周囲に固定された太陽電池アレイが追加され、独自の発電能力を備えていました。 [ 76 ] PS4-OPに搭載された3つのペイロードは、 IISTによる電離層研究用高度減速電位分析器（ARIS 101F）[ 77 ]、 ISROによる実験用AISペイロード、およびSatellizeによるAISATでした。[ 78 ]軌道プラットフォームとして機能するために、第4段はRCSスラスタを使用してスピン安定化モードに設定されました。 [ 79 ]
PSLV-C53キャンペーンでは、PS4-OPはPSLV軌道実験モジュール（POEM）と呼ばれ、6つのペイロードを搭載しました。POEMは、主ミッションとステージパッシベーション後にヘリウムベースのコールドガススラスタを使用して能動的に安定化された最初のPSLV第4段ベースの軌道プラットフォームでした。[ 80 ] [ 81 ] [ 82 ] [ 83 ]
再利用型打ち上げロケット技術実証プログラムは、ISROが現在進めているプロトタイプ宇宙機プロジェクトです。RLVはCUSによって発生する余分な推力を必要としないため、GSLVの極低温上段（CUS）をPS-4に置き換えるように改造したGSLVを使用する予定です。[ 84 ] [ 85 ]
PSLVのペイロードフェアリングは「ヒートシールド」とも呼ばれ、球状のノーズキャップが付いた円錐形の上部セクション、円筒形の中央セクション、およびボートテール型の下部セクションで構成されています。重量は1,182キログラム（2,606ポンド）、直径は3.2メートル、高さは8.3メートルです。[ 86 ]アイソグリッド構造で、 7075アルミニウム合金製、厚さ3mmの鋼鉄製ノーズキャップが付いています。[ 87 ] [ 88 ]フェアリングの2つの半分は、水平および横方向の分離機構からなる火工品ベースの投棄システムを使用して分離されます。 [ 89 ]打ち上げ時の過剰な音響負荷による損傷から宇宙船を保護するために、ヒートシールドの内部は音響ブランケットで覆われています。[ 31 ]
ISROは、さまざまなミッション要件に対応するために、PSLVのさまざまなバリエーションを構想しています。現在、PSLVには2つの運用バージョンがあります。1つはストラップオンモーターのないコア単体（PSLV-CA）、もう1つはそれぞれ12トンのHTPBベースの推進剤を搭載した6つの延長長（XL）ストラップオンモーターを備えた（PSLV-XL）バージョンです。[ 90 ]これらの構成により、低軌道で最大3,800 kg（8,400 lb） 、太陽同期軌道で最大1,800 kg（4,000 lb）のペイロード能力の幅広いバリエーションが実現します。
PSLVの標準型または「汎用型」であるPSLV-Gは、固体燃料と液体燃料の推進システムを交互に使用する4段式ロケットで、9トンの推進剤を搭載した6基の補助ロケットモーター（PSOMまたはS9）を備えていました。1,678 kg（3,699 lb）を622 km（386 mi）の太陽同期軌道に打ち上げる能力がありました。PSLV - C35は、PSLV - Gが廃止される前の最後の運用打ち上げでした。[ 91 ] [ 92 ] [ 93 ]
PSLV -CA（CAは「コア・アローン」の略）モデルは2007年4月23日に初公開されました。CAモデルにはPSLV標準型で使用される6基のストラップオンブースターは含まれていませんが、ロール制御スラスタモジュールを備えた2基のSITVCタンクが第1段の側面に取り付けられており、さらに2基の円筒形空力安定板が追加されています。[ 55 ] [ 93 ] CA型の第4段は、標準型と比較して推進剤が400kg （880ポンド）少なくなっています。 [ 55 ]現在、高度622km （386マイル）の太陽同期軌道に1,100kg （2,400ポンド）のペイロードを打ち上げる能力があります。[ 94 ]
PSLV-XLは、標準構成の極軌道衛星打ち上げロケットのアップグレード版で、より強力で延長された6基のストラップオンブースターと12トンの推進剤を搭載しています。[ 55 ]打ち上げ時の重量は320トン（310ロングトン、350ショートトン）で、ペイロード能力を高めるために大型のストラップオンモーター（PSOM-XLまたはS12）を使用しています。 [ 95 ] 2005年12月29日、ISROはPSLV用の改良型ストラップオンブースターの試験に成功しました。[ 96 ] PSLV-XLの最初の使用は、PSLV-C11によるチャンドラヤーン1号の打ち上げでした。このバリアントのペイロード能力は、太陽同期軌道に1,800kg （4,000ポンド）です。[ 94 ]
PSLV-DL型は、12トンの推進剤を搭載した2基のストラップオンブースターのみを備えています。 2019年1月24日のPSLV-C44は、極軌道衛星打ち上げロケットのPSLV-DL型を使用した最初の飛行でした。[ 97 ] [ 98 ] 1,257 kg (2,771 lb)を高度600 km (370 mi)の太陽同期軌道に打ち上げることができます。 [ 6 ]
PSLV-QL型は、地上点火式の補助ロケットを4基搭載しており、各ロケットには12トンの推進剤が搭載されている。 2019年4月1日のPSLV-C45は、PSLV-QLの初飛行であった。[ 99 ] 1,523 kg (3,358 lb) を高度600 km (370 mi)の太陽同期軌道に投入する能力がある。 [ 6 ]
PSLV-3Sは、6基のストラップオンブースターと第2液体段を取り除いたPSLVの3段式バージョンとして構想されました。PSLV-3Sの総打ち上げ質量は175トンで、550kmの低地球軌道に500kgを投入する能力があると予想されていまし た。[ 94 ] [ 100 ] [ 101 ] [ 102 ] [ 103 ]
PSLV - XL:
2026年1月12日現在 PSLVは63回の打ち上げを行い、58回が計画軌道に到達し、4回が完全に失敗、1回が部分的に失敗し、成功率は92%（または94%（部分的な失敗を含む）。[ 107 ]すべての打ち上げは、2002年以前はスリハリコタ射場（SHAR）として知られていたサティシュ・ダワン宇宙センターから行われた。
この記事には、パブリックドメインにあるこの情報源からのテキストが含まれています。重要な変更が行われ、固体燃料式の第4段が液体燃料式に置き換えられた。この変更は、IRS衛星を軌道に投入する際の精度（軌道高度15km以内、目標軌道傾斜角0.1°以内）が固体燃料式では達成できなかったため、必要不可欠と考えられた。
第4段には、特定のミッションに必要な推進剤搭載容量1.6t、2t、2.5tに基づいて、L1.6、L2.0、L2.5と指定された3つのバリエーションがあります。
{{cite web}}: CS1 maint: 数値名: 著者リスト (リンク)現在、PSLVは3つの構成で利用可能である。6つのストラップオンを備えた汎用機は、PSLVの初期バージョンである（まもなく廃止される予定）。
現在、PSLVには2つのバージョンが運用されており、PSLV-XL（6つの拡張版ストラップオンモーター付き）とPSLVコア単体（ストラップオンモーターなし）である。