GSLV III (ракета-носитель)

Ракета-носитель оснащается двумя трёхсегментными твердотопливными ускорителями S200, разработанными Космическим центром им. Викрама Сарабая, которые закрепляются по бокам первой ступени и обеспечивают всю тягу на старте и в первые минуты полёта ракеты-носителя до запуска первой ступени.

S200 является самым большим индийским твердотопливным ускорителем и уступает в размерах только ускорителям, которые использовались для запуска «Шаттлов» и твердотопливным боковым ускорителями P-230 европейской ракеты-носителя «Ариан-5». Первые успешные наземные испытания ускорителя проведены 24 января 2010 года[1][2].

Диаметр ускорителя составляет 3,2 м, высота — 25 м, сухая масса — 31,3 т, каждый ускоритель вмещает 207 т топлива на основе HTPB. Пи́ковая тяга ускорителя на уровне моря достигает 5150 кН, средняя тяга на уровне моря — 3578 кН[3]. Суммарная средняя тяга в вакууме двух ускорителей составляет 9316 кН. Удельный импульс ускорителя — 227 с на уровне моря и 274,5 с в вакууме[4].

Сопло двигателя c помощью электро-гидравлических приводов отклоняется на 5,5° от центральной оси в двух направлениях, обеспечивая контроль вектора тяги по тангажу и рысканию. Совместное отклонение сопел двух ускорителей обеспечивает контроль вращения. Небольшие баки с гидравлической жидкостью для приводов расположены снаружи ускорителей[3].

Время работы ускорителей составляет 130 секунд, спустя 149 секунд после старта ракеты-носителя происходит их отсоединение от первой ступени с помощью пиротехнических механизмов, после чего ускорители отводятся в стороны с помощью шести маленьких твердотопливных двигателей, расположенных в носовой и задней части[3].

Первая ступень разработана Центром Жидкостных Реактивных Систем и носит название L110. Первое успешное огневое испытание ступени с полной протяжённостью в 200 секунд состоялось 8 сентября 2010 года, за шесть месяцев до этого, 5 марта, испытания были прерваны на 150-й секунде из-за незначительной неполадки в системе управления[5].

Диаметр ступени — 4 м, высота — 17 м (21,3 м вместе с промежуточной секцией). Состоит из двух алюминиевых топливных баков, которые способны вместить до 110 т компонентов топлива: несимметричного диметилгидразина (горючее) и тетраоксида диазота (окислитель)[4].

На ступень установлены 2 улучшенных жидкостных ракетных двигателя Vikas, позволяющие ступени развивать тягу в 1598 кН в вакууме, с удельным импульсом 293 с[4]. Двигатели используют регенеративное охлаждение циркуляцией топлива, что позволило улучшить удельный импульс и его весовые характеристики по сравнению с предыдущими ракетами. Каждый двигатель может отклонятся от центральной оси индивидуально, позволяя обеспечивать контроль вектора тяги во всех плоскостях[3].

Старт ракеты-носителя обеспечивается только за счёт тяги твердотопливных ускорителей, зажигание двигателей первой ступени происходит только на 110 секунде полёта, за 20 секунд до завершения работы ускорителей. Двигатели первой ступени работают в течение 200 секунд, после чего происходит расстыковка первой и второй ступени[3].

Криогенная верхняя ступень является увеличенной версией третьей ступени ракеты-носителя GSLV Mk.II, которая была первой индийской криогенной ракетной ступенью и сроки завершения её разработки неоднократно откладывались из-за технологических сложностей[3].

Имеет название C25 и вмещает до 27 т компонентов топлива — жидкого водорода (горючее) и жидкого кислорода (окислитель), с рабочими температурами −253 °C и −195 °C соответственно. Диаметр ступени составляет 4 м, длина — 13,5 м[4].

Оборудована самым мощным индийским криогенным ЖРД CE-20 с тягой 186 кН и удельным импульсом 443 с в вакууме[3][4].

19 февраля 2016 года были проведены финальные наземные испытания двигателя верхней ступени протяжённостью 640 секунд[6].

25 января 2017 года проведены успешные наземные огневые испытания криогенной ступени продолжительностью 50 с, следующим планируют выполнить 640-секундное испытание, соответствующее длительности участка работы ступени при реальном запуске ракеты-носителя[7].

17 февраля 2017 года проведены огневые испытания ступени продолжительностью 640 с, показатели производительности ступени соответствовали ожидаемым[8].

Головной обтекатель сделан из алюминиевого сплава и имеет диаметр 5 метров[3].

Планируется, что GSLV III будет использоваться для выведения на орбиту пилотируемого космического корабля ISRO Orbital Vehicle с целью первого в истории страны полёта человека в космос. Ракета-носитель со стартовой массой 629 тонн будет способен выводить на НОО до 20 тонн груза. Полёты будут осуществляться из космического центра имени Сатиша Дхавана на острове Шрихарикота[9][10].

Индийская организация космических исследований планирует три непилотируемых полёта «GSLV Mk.3» до выполнения полёта человека в космос. Прежде всего ракета-носитель разработана для обеспечения независимости Индии в вопросе доставки тяжёлых грузов на НОО и ГСО. Также ракету-носитель планируется использовать для межпланетных исследовательских программ[11]. Лунный проект Индии Чандраян-2 изначально планировалось запустить с помощью «GSLV Mk.3»[12][13], в дальнейшем для миссии была выбрана ракета-носитель GSLV Mk.II[14].

В разработке ISRO находится жидкостный ракетный двигатель SCE-200, использующий в качестве топлива керосин и жидкий кислород, с ожидаемыми показателями тяги около 2000 кН в вакууме. Его планируют использовать на будущих тяжёлых и многоразовых индийских ракетах, а до этого использовать его в качестве маршевого двигателя на первой ступени SC160 ракеты GSLV Mk.III, заменив нынешнюю ступень L110 с двигателями Vikas. Это позволит увеличить массу выводимой на геопереходную орбиту полезной нагрузки до 6,2 тонн[15][16].