印度航天的重要時(shí)刻!“重型火箭”LVM3將迎來(lái)第7次發(fā)射

北京時(shí)間2023年7月14日17:05,搭載印度“月船三號(hào)”(Chandrayaan-3)月球探測(cè)器的LVM3-M4運(yùn)載火箭,將從斯里赫里戈達(dá)島薩迪什達(dá)萬(wàn)航天中心(SDSC-SHAR)2號(hào)工位(Second Launch Pad,SLP)發(fā)射升空,將探測(cè)器送往近地點(diǎn)170千米、遠(yuǎn)地點(diǎn)36500千米、傾角21.30度的橢圓停泊軌道(Elliptic Parking Orbit,EPO) 。

LVM3-M4/CHANDRAYAAN-3任務(wù)使用的LVM3為大型三級(jí)固液捆綁運(yùn)載火箭(印度歸為重型)。兩個(gè)捆綁于芯級(jí)兩側(cè)的S200固體助推器構(gòu)成一級(jí),長(zhǎng)26.22米,直徑3.2米,采用端羥基聚丁二烯(HTPB)固體推進(jìn)劑,單枚推進(jìn)劑質(zhì)量204.5噸;L110常溫液體芯級(jí)為二級(jí)(芯一級(jí)),長(zhǎng)21.4米,直徑4米,采用偏二甲基肼+水合肼的混合物/四氧化二氮(UH25/N2O4)常溫推進(jìn)劑,推進(jìn)劑質(zhì)量115.8噸;C25低溫液體芯級(jí)為三級(jí)(芯二級(jí)),長(zhǎng)13.5米,直徑4米,采用液氫液氧推進(jìn)劑,推進(jìn)劑質(zhì)量28.6噸;整流罩直徑5米。

LVM3-M4箭長(zhǎng)43.5米,起飛質(zhì)量642噸,起飛推力10300千牛(約1051噸),其LEO運(yùn)力為8噸,地球同步轉(zhuǎn)移軌道(GTO)運(yùn)力為4噸,地月轉(zhuǎn)移軌道(Lunar Transfer Orbit,LTO)運(yùn)力2噸。自成功首飛以來(lái),LVM3(GSLV-MK3)火箭已經(jīng)取得了6連勝。從第4發(fā)開(kāi)始,GSLV-MK3火箭進(jìn)入應(yīng)用發(fā)射階段,改名為L(zhǎng)VM3(LVM-3 Launch Vehicle),M4表示的是本階段第4發(fā)。

此次任務(wù)載荷“月船三號(hào)”月球探測(cè)器發(fā)射質(zhì)量達(dá)到3895 千克,超過(guò)了“月船二號(hào)”的3850千克,是印度發(fā)射的質(zhì)量最大的深空載荷。LVM3雖然被印度歸類(lèi)為重型火箭,但是只有大型火箭的體量和中型火箭的運(yùn)力,其GTO運(yùn)力為4噸,不及中國(guó)中型火箭“長(zhǎng)三乙”的5.5噸,這也就意味著LVM3無(wú)法將“月船三號(hào)”直接送往地月轉(zhuǎn)移軌道,只能將探測(cè)器送往地球同步轉(zhuǎn)移軌道(GTO)/橢圓停泊軌道(EPO),然后由加滿(mǎn)“油”的推進(jìn)器將探測(cè)器抬升至地月轉(zhuǎn)移軌道,并將其送往高度100千米的月球圓形極地軌道,為著巡組合體著陸建立軌道條件。

雖然LVM3體量巨大,起飛質(zhì)量達(dá)到了642噸,芯級(jí)直徑達(dá)到了4米,但是其運(yùn)載效率較低,LEO運(yùn)載系數(shù)為1.25%,GTO運(yùn)載系數(shù)為0.62%,LTO運(yùn)載系數(shù)0.31%,在世界中大型火箭當(dāng)中處于中下游水平??梢钥闯觯琇VM3依然是印度解決有無(wú)的一型火箭,為其填補(bǔ)了近地軌道8噸級(jí)的運(yùn)力空白。與此同時(shí),印度也計(jì)劃對(duì)LVM3進(jìn)行改造提升,正在研制200噸級(jí)液氧/煤油發(fā)動(dòng)機(jī)SCE-200以替換二級(jí)(芯一級(jí))160噸級(jí)四氧化二氮/偏二甲肼發(fā)動(dòng)機(jī)Vikas,將GTO運(yùn)力從4噸提升至5噸,滿(mǎn)足大型載荷的發(fā)射需求。
“月船三號(hào)”任務(wù)是LVM3(GSLV-MK3)火箭的總計(jì)第7次發(fā)射,也是印度時(shí)隔4年之后的又一次深空探測(cè),印度“重型火箭”會(huì)有怎樣的表現(xiàn)?
作者:大白高國(guó)