Объяснение: почему на ракете GSLV Mk-III Чандраяна-2 произошел сбой

Запуск Чандраян-2 сегодня: ISRO намеревается использовать ракету, продукт более трех десятилетий исследований и разработок, для всех будущих миссий по исследованию дальнего космоса, включая Гаганьяан, первую человеческую миссию в Индии, запуск которой запланирован до 2022 года.

Ракета-носитель геосинхронного спутника (GSLV) MkIII Индийской организации космических исследований (ISRO), несущая Чандраяан-2, стоит в космическом центре Сатиш Дхаван после того, как миссия была прервана в последнюю минуту в Шрихарикоте.

Запуск Chandrayaan-2, первой попытки Индии по посадке космического корабля на Луну, был прерван менее чем через час после старта в понедельник утром после того, как ученые обнаружили технический сбой в системе ракеты-носителя. Транспортным средством миссии была ракета GSLV Mk-III, относительно новое приобретение, которое имеет решающее значение для будущих миссий ISRO.

Следите за обновлениями в реальном времени о запуске Chandrayaan-2

Что делает новую ракету важной?

ISRO намеревается использовать эту ракету, продукт более трех десятилетий исследований и разработок, для всех будущих миссий по исследованию дальнего космоса, включая Gaganyaan, первую человеческую миссию в Индии, запуск которой запланирован до 2022 года. Транспортное средство, которое может запускать более тяжелые коммерческие спутники , также, по прогнозам, станет большим источником дохода для ISRO.

Однако основой запусков ISRO за последние три десятилетия была ракета-носитель для полярных спутников (PSLV), которая потерпела неудачу только в двух из 48 запусков с начала 1990-х годов. «Чандраяан-1» и «Мангальян» также были запущены PSLV.

Почему не использовался PSLV для Чандраяна? два?

У PSLV есть свои ограничения. У него недостаточно мощности, чтобы нести более тяжелые спутники или уходить глубже в космос. PSLV может доставить полезную нагрузку около 1750 кг на более низкие околоземные орбиты на высоту до 600 км от поверхности Земли. Он может подняться на несколько сотен километров выше на геостационарной переходной орбите (GTO), но только с меньшей полезной нагрузкой. Чандраян-1 весил 1380 кг, а Мангальян имел стартовую массу 1337 кг.

Многие из обычных коммерческих спутников, используемых для дистанционного зондирования, радиовещания или навигации, имеют вес значительно ниже 1500 кг и должны быть выведены на низкие околоземные орбиты. PSLV оказался идеальным средством для этого - как для индийских, так и для иностранных коммерческих спутников.

Однако есть спутники, которые намного тяжелее - в диапазоне от 4 000 до 6 000 кг и более - и их необходимо вывести на геостационарные орбиты, удаленные от Земли на расстояние более 30 000 км. Ракеты, несущие такие массивные спутники, должны иметь значительно большую мощность.

Созданный как ракета будущего, поскольку ISRO стремится размещать все больше и больше полезной нагрузки и исследовать все глубже в космос, GSLV Mk-III имеет интересную историю и историю трех десятилетий упорной работы по укрощению криогенных технологий. (Источник: ISRO)

И ракеты GSLV обладают такой мощностью?

Ракеты GSLV (Geosynchronous Satellite Launch Vehicle) используют другое топливо и имеют тягу, которая намного больше, чем у PSLV. Таким образом, они могут нести более тяжелые грузы и путешествовать глубже в космос. Например, «Чандраяан-2» имел общую массу около 4000 кг.

Среди ракет GSLV компании ISRO GSLV Mk-III является последней и самой мощной. На данный момент он совершил два успешных полета: он доставил и развернул спутник связи GSAT-19 5 июня 2017 года, а затем спутник связи GSAT-29 14 ноября прошлого года. В 2014 году он совершил экспериментальный полет.

GSLV Mk-III приводится в движение центральным жидкостным двигателем, имеет два твердотельных ускорителя, которые используются для обеспечения большой тяги, необходимой во время старта, и криогенный двигатель в верхней ступени.

Что такое криогенный двигатель?

Криогеника - это наука о поведении материалов при очень низких температурах. Освоить криогенную технологию сложно, но она необходима для такой ракеты, как GSLV Mk-III. Известно, что из всех ракетных топлив водород обеспечивает наибольшую тягу. Но с водородом в его естественной газообразной форме трудно обращаться, поэтому он не используется в обычных двигателях ракет, таких как PSLV. Водород можно использовать в жидкой форме, но он превращается в жидкость при очень низкой температуре - почти 250 ° C ниже нуля. Чтобы сжечь это топливо, кислород тоже должен быть в жидкой форме, а это происходит при температуре около 90 ° C ниже нуля. Создать в ракете атмосферу с такими низкими температурами сложно - это создает проблемы для других материалов.

Зрители уходят после того, как миссия Чандраяан-2 была прервана в Шрихарикоте (AP)

Когда и как Индия достигла прогресса в таких технологиях?

Разработка GSLV Mk-III - это история трех десятилетий упорной работы над криогенными технологиями. Соединенные Штаты отказали Индии в этой технологии в начале 1990-х годов, что вынудило ее пойти на аборигенизацию.

Компания ISRO планировала разработку криогенного двигателя еще в середине 1980-х годов, когда лишь несколько стран - США, бывший СССР, Франция и Япония - обладали этой технологией. Чтобы ускорить разработку ракет-носителей следующего поколения - программа GSLV уже была предусмотрена - ISRO решила импортировать некоторые из этих двигателей. Прежде чем остановиться на российских двигателях, она провела переговоры с Японией, США и Францией. В 1991 году ISRO и российское космическое агентство «Главкосмос» подписали соглашение о поставке двух таких двигателей вместе с передачей технологий, чтобы индийские ученые могли создавать их в будущем.

Однако США, проигравшие по контракту на поставку двигателя, возражали против продажи России, сославшись на положения Режима контроля за ракетными технологиями (РКРТ), участниками которого не являлись ни Индия, ни Россия. РКРТ стремится контролировать распространение ракетных технологий. Россия, которая все еще оправлялась от распада СССР, уступила давлению США и расторгла сделку в 1993 году. Согласно альтернативной договоренности, России было разрешено продать семь криогенных двигателей вместо двух первоначальных, но она не смогла передать эту технологию. в Индию. Эти российские двигатели использовались в начальных полетах GSLV первого и второго поколения (Mk-I и Mk-II). Последний из них использовался при запуске INSAT-4CR в сентябре 2007 года.

После того, как первоначальная сделка с Россией была расторгнута, ISRO приступила к разработке собственной криогенной технологии в Центре жидкостных двигательных систем в Тируванантапураме. На создание двигателей ушло более десяти лет. В 2010 году два запуска ракет GSLV второго поколения, один с российским двигателем, а другой собственной разработки, закончились неудачей.

Большой успех пришел в декабре 2014 года, когда был проведен экспериментальный полет GSLV третьего поколения (Mk-III) с собственным криогенным двигателем. Эта миссия также несла экспериментальную полезную нагрузку, которая катапультировалась после достижения высоты 126 км и благополучно приземлилась в Бенгальском заливе.

Последовали еще два успешных запуска GSLV Mk-III. «Чандраян-2» был его самым большим и долгожданным запуском.

Итак, что пошло не так?

ISRO еще не предоставила ни характер, ни подробности технического сбоя в ракете. Глюк наблюдался после завершения каждой крупной операции. Одна из последних задач перед запуском - загрузка криогенного топлива, водорода и кислорода. Это было завершено примерно за полчаса до остановки обратного отсчета в понедельник утром. Оценка серьезности проблемы может занять несколько дней.

Насколько велика эта неудача?

Немедленное влияние на график Чандраяна-2. ISRO заявило, что текущее окно возможностей для запуска Чандраяна-2 было доступно только между 9 и 16 июля. Теперь эта возможность, похоже, была упущена. Это могло потенциально отложить миссию на несколько месяцев. ISRO не сообщает, когда откроется следующее окно возможностей.

Пока ISRO не опубликует свою оценку проблемы, невозможно предсказать влияние на будущие миссии, особенно на Гаганяна, у которых очень сжатые сроки.

Однако неудачи космических запусков не являются чем-то необычным. В частности, лунные миссии имели высокий процент неудач. 52 процента всех лунных миссий оказались безуспешными, последняя из которых была связана с израильским спускаемым аппаратом Beresheet Lander, у которого возникли проблемы после выхода на лунную орбиту и аварийной посадки на поверхность Луны.

Технически «Чандраяан-2» не провалился. Миссия была прервана перед запуском после обнаружения проблемы.

ПОДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ: