印度的 GSLV 长期延迟的 EOS-03 任务失败

by 威廉·格雷厄姆

印度空间研究组织 (ISRO) 已使用 GSLV Mk 进行了 2021 年的第二次发射。 II型火箭将EOS-03卫星送入地球同步转移轨道。 Satish Dhawan 航天中心的升空发生在当地时间 05:43(世界标准时间 8 月 12 日 00:13)。

星期四的发射一直按计划进行,直到第三阶段点火后不久,任务控制中的遥测显示与飞行前预测的姿态和高度线不同。这是一个发展中的故事,当 ISRO 提供更多信息时,本文将更新。

EOS-03

地球观测卫星 03 (EOS-03) 最初被命名为地球成像卫星 (GISAT) -1,它将成为印度的第一颗对地静止地球成像卫星,也是一对卫星中的第一颗,将为印度提供互补的专用覆盖:

  • 以频繁的间隔对大面积感兴趣的区域进行近实时成像,
  • 实时监测自然灾害、偶发事件和任何短期事件,以及
  • 获取用于农业、林业、水体以及灾害预警、气旋监测、云爆/雷暴监测的光谱图像。

基于ISRO的I2K卫星总线, EOS-03 搭载了一个 700 毫米望远镜,具有四个成像有效载荷:多光谱可见近红外(MX-VNIR)、多光谱长波红外(MX-LWIR)、高光谱可见近红外(HyS-VNIR)、和高光谱短波红外 (HyS-SWIR) 仪器。

MX-VNIR 将在六个光谱带中提供高达 42 米的最高分辨率。 HyS-VNIR 工作在 158 个波段,分辨率高达 318 米,而 HyS-SWIR 覆盖 256 个波段,分辨率高达 191 米。 MX-LWIR 在 6 个频段中运行,分辨率高达 1,500 米。

EOS-03 发射时的总质量为 2,286 公斤,预计至少可以运行 10 年。电力将由一个带有三个电池板的太阳能电池阵列提供,可产生 2,280 瓦特的功率。预计该卫星将定位在东经 85.5 度的地球静止轨道上。

根据目前的时间表,第二颗卫星 EOS-05(或 GISAT-2)预计将于 2022 年发射。

该计划从 GISAT 重新指定为 EOS 是 ISRO 努力的一部分,旨在为研究或返回地球图像的卫星系列恢复更通用的名称。在这样做的过程中,该组织正在回归 1980 年代后期到 1990 年代的做法,当时所有 印度的地球观测卫星 被指定为印度遥感或 IRS。 

从 1999 年 Oceansat 1(以前的 IRS-P4)发射开始,这让位于单个卫星或程序的更具体的名称。 

封装期间的 EOS-03。 (来源:ISRO)

作为雷达成像卫星 (RISAT) 计划的一部分于 2020 年发射的 EOS-01 卫星是第一个获得这一新名称的任务。即将到来的 Cartosat、Oceansat、Microsat 和 RISAT 航天器也同样被重新命名为 EOS 编号。

GSLV MK.二

EOS-03 在 ISRO 的地球同步卫星运载火箭 Mk 上发射。 II (GSLV Mk. II) 火箭 — 原始 GSLV 设计的进化版本,它本身是较小的极地卫星运载火箭 (PSLV) 的一个分支).

周四发射的 GSLV 被命名为 GSLV F10,标志着 GSLV Mk 的第 14 次飞行。 I 和 II 系列,与 PSLV 共享相同的第一和第二级,但使用四个液体燃料助推器,在第一级飞行期间保持连接。

GSLV Mk。因此,II 的第一级由一个 S139 固体火箭发动机核心和四个 L40H 液体燃料助推器组成——每个都使用一个 Vikas 2 发动机——围绕在它周围。

指定为 GS2 (GL40) 的第二级采用液体燃料,并使用单个 Vikas 4 发动机 - 法国维京人从阿丽亚娜计划中获得许可制造的衍生产品,可燃烧二甲基肼和四氧化二氮。

时间 事件 速度(惯性)
T-4.8 秒 液体燃料助推器点火 N/A
T0 S139固态电机点火;起飞 N/A
T+2 分 29 秒 液体燃料助推器关闭 2,689.3 米/秒
T+2 分钟 30 秒 二级点火 2,689.9 米/秒
T+2 分钟 31 秒 第一阶段分离 2,688.8 米/秒
T+3 分钟 55 秒 有效载荷整流罩分离 3,813.7 米/秒
T+4 分钟 51 秒 二级关机 5,187.6 米/秒
T+4 分钟 55 秒 二级分离 5,206.5 m/s
T+4 分 56 秒 第三阶段点火 5,206.0 米/秒
T+18 分 24 秒 第三阶段关机 10,204.9 米/秒
T+18 分 29 秒 零推力 10,204.6 米/秒
T+18 分 39 秒 EOS-03分离 10,196.1 m/s

这个特殊的 GSLV 任务使用 CUS-15 低温第三级,它使用单个 CE-7.5 发动机燃烧液氢和液氧。这个阶段负责完成将 EOS-03 插入正确的地球同步转移轨道,但它没有做到。

此次任务的有效载荷整流罩首次采用了一种新的配置,具有椭圆形和 4 米的直径,以允许 GSLV 发射更大的卫星。

GSLV 可以在 Sriharikota 岛上的 Satish Dhawan 航天中心使用两个发射场:第一发射台和第二发射台。虽然两个垫都可用,但自 2006 年以来的所有 GSLV 发射都发生在第二个垫上。 

对于 EOS-03 的发布,GSLV Mk. II 的目标是将卫星放入 170 x 36,297 公里、倾角为 19.4 度的轨道。

发射延迟

EOS-03 卫星——当时仍称为 GISAT-1——原定于去年年初发射,火箭完全集成并滚到发射台,为 2020 年 3 月 5 日的升空做准备。出现了一个技术问题,导致发射延迟,火箭滚回装配大楼。

在调查该问题的同时,冠状病毒大流行开始蔓延,ISRO 暂停了运营。这颗卫星从 GSLV 退役并搬回其准备大楼,发射最终被重新安排在 2021 年 3 月,后来由于在卫星中检测到电压波动而推迟到 4 月和 5 月。

5 月的发射尝试恰逢印度 COVID-19 病例卷土重来,由于所有可用的氧气生产(包括在 ISRO 的设施中)都被转用于医疗应用,因此有必要进一步推迟。随着病例数从 5 月份的峰值下降,医院氧气供应压力降低,ISRO 已经能够生产出 GSLV 将在周四上升期间使用的液氧。

印度的太空计划受到过去两年事件的沉重打击,该国在 2020 年仅进行了两次轨道发射,低于 2019 年的六次。周四的发射将是印度 2021 年的第二次发射,也是自 1 月以来的第一次发射。该国的下一次轨道发射目前预计在 10 月进行,PSLV 火箭将部署 EOS-06 卫星(前身为 Oceansat-3)。

(主图:带有 EOS-03 的 GSLV Mk. II 推出到第二个发射台。图片来源:ISRO)

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