斯里哈里科塔發射場

斯里哈里科塔發射場

斯里哈里科塔發射場是印度最重要的航天發射中心。斯里哈里科塔發射場占地面積145平方公里,占海岸線長度達27公里,該發射場先後用SLV-3回級運載火箭發射了三顆重40公斤的小型衛星。建有3個發射區,一個是“加大推力的衛星運載火箭”發射區,另一個“極地軌道衛星運載火箭”發射區,第三個為發射地球同步衛星建造的發射區未能啟用。發射場擁有大型多級火箭和衛星運載火箭的試驗、組裝和發射設施,擁有印度衛星的跟蹤、遙測和通信站。印度空間研究中心還在此擴建了固體助推器工廠,可為多級火箭發動機生產大尺寸的推進劑藥柱。

基本概述

斯里哈里科塔發射場斯里哈里科塔發射場

斯里哈里科塔發射場位於印度東海岸的斯里哈里科塔島上,在馬德拉斯北部100公里處,地理坐標為北緯13°47′, 東經80°15′。這裡氣候受西南季風和東北季風影響,10、11月份是大雨季節,但一年內多數月份陽光充足,天氣晴朗,可以進行室外靜態試車和發射試驗。 

1971年10月9日和10日斯里哈里科塔發射場開始正式投入使用,發射了三枚羅希尼125探空火箭1979年8月10日首次發射了slv3火箭,但由於二子級制導系統出現故障,未能把40公斤重的衛星送入近地軌道。1980年7月18日用slv3火箭第二次發射印度自己的衛星獲得成功,把衛星送入300/900公里的軌道。1981年5月31日第三次發射獲得部分成功。 

圍繞該發射場,印度在全國建立了追蹤站、遙控站和衛星通信網。該中心發射極軌道衛星將受嚴格的發射視窗和靶場安全限制,不能從這裡向北或向南進行極軌道發射,因為這兩個方向上有印度和斯里蘭卡的人口稠密區。這裡的極軌道發射方位角被限制在140°向西南方向發射,繼而要作耗費能量的偏航55°機動飛行。使該發射場的發射活動受到限制。

發展歷程

自1971年印度政府選定,經過30多年的建設,斯里哈里科塔發射場已成為印度最大的航天城和火箭發射中心,擁有完備的火箭測試、組裝和發射設施,並建有先進的計算機數據處理中心。印度的4種國產運載火箭——衛星運載火箭(SLV)、加大推力運載火箭(ASLV)、極地軌道運載火箭(PSLV)和地球同步軌道運載火箭都從這裡點火升空,德國、韓國比利時等國委託印度發射的衛星也是從該中心發射上天的。為此,印度空間研究中心在這裡擴建了固體助推器工廠,可為多級火箭發動機生產大尺寸的推進劑藥柱。

斯里哈里科塔發射場印度研製的GSLV系列地球同步衛星運載火箭
近年來,印度明顯加快了空間技術研究與發展的步伐,在航天領域取得許多成就,成為世界上繼美國俄羅斯歐盟中國和日本之後的第六個航天大國。印度從20世紀60年代初開始發展航天技術,70年代前主要是興建探空火箭發射場並研製自己的探空火箭,為研製運載火箭打下基礎;70年代後主要是發展套用衛星、遙感技術和運載火箭。1975年第一顆人造衛星“阿里亞巴塔”號研製成功,印度開始逐步掌握了衛星設計、研製、測控等方面的技術。1980年7月18日,印度使用自行研製的第二枚SLV-3運載火箭,在斯里哈里科塔發射場成功地將一顆“羅西尼”試驗衛星送入400公里高的軌道,從而使印度成為世界上第七個能獨立發射衛星的國家。

事故記錄

然而,印度的航天科研並非一帆風順,曾經有多次發射失敗

斯里哈里科塔發射場斯里哈里科塔發射場

及事故的記錄,最為嚴重的一次發生在2004年2月23日下午。當天,斯里哈里科塔航天發射中心的固體燃料基地發生爆炸,至少造成6人死亡,5人受傷,連一些存儲在基地內的大型電動引擎也同時發生爆炸。近年來,印度一直在使用俄羅斯提供的液態燃料火箭發動機,其最大推力不超過5噸,而根據國際上公認的標準,運載火箭推力低於8噸就不足以支持載人航天飛行。印度曾宣布要在2007年完成登月,這次事故可能就是因為研製大推力固體燃料工作急於求成所造成的。

但事故和挫折並未打消印度航天趕超世界強國的決心。2005年5月5日上午10點20分,印度的PSLV—C6型極地衛星運載火箭在斯里哈里科塔航天發射中心成功發射兩顆國產衛星,這是印度首次完成箭星全部國產的“一箭多星”發射任務,而且啟用了新建的“通用發射平台”。該火箭發射系統耗資近1億美元,歷時5年建成,印度總統卡拉姆親自參加了新發射中心的啟用儀式。這次發射極大地鼓舞了印度航天發展的信心,航天中心負責人對外宣稱:“印度將在2008年前推出本土生產的太空梭,這將是航天科技與航空技術的完美結合。”

SLV-3運載火箭

SLV-3運載火箭SLV-3運載火箭

1980年7月18日,印度一枚名為“衛星運載火箭”-3(SLV-3)的運載火箭,將一顆重40千克“羅希尼”衛星,送入近地點300公里、遠地點900公里、傾角45度的橢圓形空間軌道,發射地點是位於印度東海岸馬德提斯以北100公里的斯里哈里科塔發射場。

這是SLV-3運載火箭的第二次發射。一年前的8月,該火箭的第一次發射,由於第二級制導控制系統出現故障,遭到失敗。SLV-3運載火箭的發射成功,使印度成為世界上第7個擁有獨立發射衛星能力的國家。此後,印度又用SLV-3運載火箭發射了3顆40千克重的衛星

SLV-3運載火箭是在探空火箭的基礎上發展起來的。1967年,印度開始研製固體探空火箭,截至1980年,先後研製了8種型號的探空火箭,用於科學研究、氣象探測,試驗運載火箭的各項技術。在此基礎上,於1973年開始SLV-3運載火箭的研製工作.印度在研製運載火箭的過程中,充分利用本國技術力量,揚長避短。固體火箭發動機技術一直是印度發展火箭技術的重點,在這方面有比較豐富的經驗和比較高的水平,如SLV-3火箭推進劑是由70%的過氯酸胺和30%的鋁粉填加劑組成,發動機真空比沖285秒,並具有澆注12噸的大型成段藥柱能力。與此同時,也在積極開展液體火箭發動機的研製,如同國外合作,研製先進的氫氧火箭發動機。其次,注意型號之間的繼承性。SLV-3火箭在其第一級捆綁兩具固體火箭助推器,即形成一種低軌道運載能力為150千克的新火箭——“先進衛星運載火箭”。而低軌道運載能力為1400千克的“極軌道衛星運載火箭”,則捆綁了兩具SLV-3的第一級發動機作為該火箭的助推級。

尺寸數據 串聯式4級固體運載火箭,總長22.8米,各級直徑為l、0.8、0.8和0.7米,長度為10米、6.42.3和1.5米。一、二級採用鋼製殼體,三、四級使用玻璃纖維增強塑膠

重量數據 起飛重量17噸,火箭起飛推力540千牛,地球低軌道運載能力是40千克。1至4級分別裝填8.7和3.1、l.1和0.3噸推進劑,產生的推力分別為540、230、79和22千牛。火箭採用慣性制導。

PSLV – 極地衛星運載火箭

PSLV火箭基本參數:高44.4米,重約295噸,四級固體液體混合推進劑。首級火箭推進器是世界最大的推進器之一,攜帶了大概129到138噸端羥基聚丁二烯推進劑。

斯里哈里科塔發射場發射架上的PSLV-C2 火箭
火箭直徑約2.8米。推進器的材料採用馬氏體時效鋼。助推器採用了使用HTPB推進劑和複合噴嘴的五級固體火箭推進器。每段長約3.4米,直徑2.8米。助推器推進器將工作107秒,產生最大4762千牛的推力。

PSLV火箭在固體推進器的反衝階段的俯仰和偏航控制是通過在噴嘴處注入液態高氯酸鍶來達到推力的矢量控制(STIVC)的目的。這種液態高氯酸鍶存儲在捆綁於固體火箭推進器上的鋁製容器里,並且用氮氣加壓。助推器推進器上的SITVC系統是用於火箭的搖晃控制並增穩。

根據實際情況的需要,六個捆綁火箭推進器(PSOM)中的兩個或者四個推進器將在地麵點火,從而增強火箭第一級的推力。每個捆綁火箭的固體推進器都攜帶了9噸HTPB推進劑,可以燃燒45秒鐘,產生662千牛的推力。剩下的捆綁火箭推進器將在起飛後25秒鐘之後點火(3千米高度)。

火箭第二級推進器採用了本土研製了VIKAS推進器。此推進器源於法國的SEP火箭的VIKING IVA推進器。二級推進器可攜帶41.5噸的液體推進劑----偏二甲肼(UDMH)作為燃料,四氧化二氮作為氧化劑。它可以產生最大800千牛的推力。火箭的俯仰和偏航控制是通過水壓萬向推進器(±4°)和控制鏇轉的熱氣反應控制系統來完成的。此火箭在將來的發射中將使用2001年12月完成測試的大功率VIKAS推進器。此推進器將產生58.5巴的膛壓,超過以往的52.5巴。這種新式推進器採用UH25(偏二甲肼和水合肼的混合物)作為燃料和四氧化二氮作為氧化劑,並且推進器的高矽氧酚醛製作的噴嘴能夠抵抗更長時間的燒蝕。這將提高此級火箭大概7秒的比衝量,使得PSLV火箭能夠運載更多達70千克的SSO載荷,或41千克的GTO載荷。

第三級火箭採用了重達8噸的高效固體推進器,攜帶7.2噸的HTPB燃料(PSLV-C3攜帶7.3噸,PSLV-C4攜帶7.6噸),並且直徑達到2米。它有一個凱芙拉爾纖維製作的箱子和一個為控制火箭俯仰和偏航而準備的矢量控制推進器(±2°)。而在翻滾控制方面,火箭採用了第四級的RCS系統(反應控制系統)。PSLV-C5火箭第三級上方的金屬轉接器被一個碳複合物製作的轉接器所取代。

PSLV火箭的第四級直徑1.3米採用雙壓燃料傳輸系統的液體火箭推進器。此級火箭攜帶了2噸(PSLV-C4攜帶2.5噸)甲基肼(MMH)作為燃料,四氧化二氮(N2O4)作為氧化劑。每一個推進器可以產生最大7.4千牛的推力。推進器裝有全向調節系統,可以調節火箭的俯仰,偏航和翻滾,同時也可以在火箭斜線爬升階段的RCS系統的開關。PSLV-C4火箭採用了一種重量很輕的碳複合材料來製作有效載荷部分,這樣就可以增強GTO有效載荷能力

HAL部門製作了PSLV火箭的直徑3.2米的金屬隔熱磁力罩,可以在火箭穿過厚厚的大氣層時保護載荷。此保護罩會在110千米的高度自動脫落。

PSLV火箭的慣性導航系統(INS)安裝在火箭頂部的第四級火箭上。火箭從點火升空到投放載荷入軌,INS系統都在不停的工作。

斯里哈里科塔發射場印度PSLV-C9極軌火箭準備發射
PSLV 火箭參數:
PSLV 火箭有著眾多適合各種任務的革新進步。 以下參數中許多都是獨一無二的。
首次發射日期: 1993年9月20日
低軌道載荷: 3,700 千克,軌道:200千米,傾斜度:49.5度; 衛星重3,500千克,軌道: 400千米 ,圓形軌道 傾斜度:43度;
太陽同步軌道 : 1200千克,軌道:820千米(因安全為題,限制在1200千克以下));
地球同步軌道載荷:1060千克,軌道傾斜度:18度.
點火推力:540,000 千克力.
總質量:294,000千克
中心直徑:2.8 米。
總長:44.4 米。
發射價:3000萬美元(1999年幣值)
出廠價:1750萬美元(1985年幣值)

“一箭10星”

印度斯里哈里科塔發射場衛星圖像印度斯里哈里科塔發射場衛星圖像
當地時間2008年4月28日9時20分(台北時間11時50分),一枚印度PSLV-C9火箭搭載10顆衛星升空。火箭是從位於印度南部的斯里哈里科塔發射場發射的,發射時天氣條件良好。

印度此次發射的遙感衛星Cartosat-2A是一顆全天候的偵察衛星,重約690千克,配有一台先進的全色照相機,可以提供特定場景的點成像,用於製圖。照相機能拍攝電磁譜可見區域的黑白照片,空間解析度約為1米。該衛星是一顆先進遙感衛星,具有高靈敏性,能獨立操縱,垂直軌跡可達45度以上。衛星上採用了若干新技術,如照相機單軸雙鏡,基於電光結構的碳纖維增強塑膠,輕質、大尺寸鏡片、JPEG如數據壓縮、先進的固體記錄器、高能恆星感測器。 該衛星與2007年1月發射的測繪衛星Cartosat-2相同。衛星將進入高度為630千米的太陽同步極軌軌道,重複訪問周期為4天。通過適當的軌道機動可將重複訪問周期提高到1天。

斯里哈里科塔發射場印度IRS-ID遙感衛星
CARTOSAT-2A 用於規劃城市和農村的發展項目,同時也可用於情報收集工作。此前報導稱,儘管印度太空研究組織官員不願對這顆遙感衛星是否為印度首枚國產軍用衛星做出評論,但該組織官員已經充分暗示衛星能夠用於軍事用途。

一同發射的還有一顆83千克的“印度迷你衛星”(IMS-1)和另外8顆其他國家的3千克至16千克的納米衛星。前者由印度空間研究組織研製,後者由德國、加拿大等國的研究機構研製,按照與印度有關部門簽署的商業協定一併發射。IMS-1由印度太空研究組織研製,起飛重量為83千克。該衛星使用了多種新技術,配有微小子系統。

另外8顆納衛星分別由加拿大和德國等高校、研究院建造,按照與火箭發射公司簽署的商業協定執行發射。每顆納米衛星的重量約為3-16千克,共50千克左右。

這8顆衛星包括:

“CanX-6加拿大先進納太空實驗衛星”,衛星重約 6.5 千克,壽命期為6個月。旨在通過為高性能太空任務建造高成本效益的新型衛星,來促進太空研究和探索。

“CanX-2 加拿大先進納太空實驗衛星”,主要任務是進行GPS無線電掩星試驗,判斷大氣垂直特性。

Cute 1.7 + APD II衛星,日本Cute-1衛星(2003年發射)的後繼星,旨在試驗新的設計技術。

AAU CUBSAT-II衛星,丹麥aalborg 大學建造的科學實驗衛星。

COMPASS 1衛星,德國大學建造,旨在獲取地面圖像,驗證微型衛星平台。

Delfi C3衛星,荷蘭大學建造,旨在驗證星上新技術。

SEEDS 2衛星,日本高校研發的科學實驗衛星。

Rubin 8-AIS衛星,德國建造,將驗證自動識別系統在軌信號接收器,以及經由ORBCOMM和銥星的數據傳輸。

印度空間研究組織主席馬達萬·奈爾表示,“這次發射非常成功,整個發射過程完美無瑕。這對我們來說是一個歷史性時刻,因為這是世界上第一次用一枚火箭在一次發射任務中將10顆衛星送上太空。”

新德里電視台新聞頻道在現場報導這次衛星發射時說,這次“一箭十星”成功發射標誌著印度空間技術達到世界最先進水平,是印度空間研究組織成長曆程中的一個重要里程碑。印度空間研究組織只有短短35年的歷史,在世界空間研究組織中只能算是一個“小字輩”,但通過這次成功發射,這個“小字輩”顯然已經可以和那些“老大哥”平起平坐了。

斯里哈里科塔發射場印度科技人員對INSAT-1衛星進行檢查
報導稱,大約一年前,俄羅斯用一枚火箭發射了8顆衛星,創下當時一次發射衛星數量最多的紀錄。這次發射最大的挑戰就是,在預定時間內按照預定角度將衛星一顆顆發射出去,特別是最後8顆衛星,間隔時間只有幾秒,如果稍有差錯,便會發生衛星碰撞。

有專家稱,從技術上說,一枚運載火箭發射多種不同軌道的衛星是比較複雜的,不容易掌握,因此一箭多星的發射成功,標誌著運載火箭能力的提高,也標誌著發射技術和火箭與衛星分離技術上的新突破。但此次印度發射的衛星多為“迷你型”,發射這些衛星的難度係數明顯小於發射那些體積龐大的衛星。因此,這次發射還不足以充分說明,印度的空間技術有了突破性進展。

《印度教徒報》28日的文章《印度空間研究組織在太空安裝更多的眼睛》指出,此次發射兩顆印度研製的遙感衛星只是印度空間研究組織拓展監測地球衛星網的一個部分,該組織在未來五年內將有更密集的發展計畫,其項目之多前所未見。文章引用印度空間研究組織主席馬達萬·奈爾的話稱,在印度第十一個五年計畫(2007年至2012年)中,至少有70項太空發展計畫,是前一個五年計畫的2到3倍。

世界著名的航天發射中心

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甘迺迪航天中心位於美國東部佛羅里達州東海岸的梅里特島,成立於1962年7月,是美國國家航空航天局(NASA)進行載人與不載人太空飛行器測試、準備和實施發射的最重要場所,其名稱是為了紀念已故美國總統約翰·甘迺迪(John F. Kennedy)。
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普列謝茨克基地位於俄羅斯白海以南300公里的阿爾漢格爾斯克地區,建於1957年,主要用於發射大傾角的偵察、電子情報、飛彈預警、通信、氣象和雷達校準衛星,是世界上發射衛星最多的發射場,發射次數占全世界總數一半以上。
酒泉衛星發射中心是中國最早建成的運載火箭發射試驗基地,是測試及發射長征系列運載火箭、中低軌道的各種試驗衛星、套用衛星、載人飛船和火箭飛彈的主要基地,基地並負有殘骸回收、航天員應急救生等任務,截至2005年10月,中國發射了約50顆人造衛星,其中37顆在酒泉發射。
西昌衛星發射中心是中華人民共和國的一個重要的太空飛行器發射基地,由總部、發射場、通信總站、指揮控制中心和三個跟蹤測量站,以及其它一些相關的生活保障單位組成。
種子島航天中心是日本最大的宇航研究中心和航天發射中心。位於九州島南115公里的種子島上。此機構由1969年日本宇宙開發事業團建立,現在受日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)管理。
庫魯發射場也稱蓋亞那航天中心,位於南美洲北部法屬蓋亞那中部的庫魯地區,在沿大西洋海岸的一片狹長草原上,建成於1971年,是目前法國唯一的航天發射場所,也是歐空局(ESA)開展航天活動的主要場所。
聖馬科發射場在非洲東部肯亞東海岸的恩格瓦納海灣,距海岸4.8千米,有一個巨大的海上平台,這就是義大利政府委託羅馬大學航空與航天研究中心籌建並管理使用的聖馬科航天發射場。
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