Pojasnjeno: Zakaj je raketa Chandrayaan-2 GSLV Mk-III povzročila napako

Izstrelitev Chandrayaan-2 danes: ISRO namerava uporabiti raketo, produkt več kot treh desetletij raziskav in razvoja, za vse prihodnje misije raziskovanja globokega vesolja, vključno z Gaganyaanom, prvo indijsko človeško misijo, ki naj bi bila izstreljena pred letom 2022.

Geosinhrona satelitska izstrelitev MkIII (GSLV) Indijske organizacije za vesoljske raziskave (ISRO), ki nosi Chandrayaan-2, stoji v vesoljskem centru Satish Dhawan, potem ko je bila misija v zadnjem trenutku prekinjena v Sriharikoti.

Izstrelitev Chandrayaan-2, prvega indijskega poskusa pristanka vesoljske ladje na Luni, je bila prekinjena manj kot eno uro po vzletu v ponedeljek zjutraj, potem ko so znanstveniki odkrili tehnično napako v sistemu nosilnih raket. Misijsko vozilo je bila raketa GSLV Mk-III, relativno nova pridobitev, ki je ključnega pomena za prihodnje misije ISRO.

Spremljajte posodobitve v živo o lansiranju Chandrayaan-2

Kaj naredi novo raketo ključnega pomena?

ISRO namerava uporabiti raketo, ki je produkt več kot treh desetletij raziskav in razvoja, za vse prihodnje misije raziskovanja globokega vesolja, vključno z Gaganyaanom, prvo indijsko človeško misijo, ki naj bi bila izstreljena pred letom 2022. Vozilo, ki lahko izstreli težje komercialne satelite , naj bi bil tudi velik generator prihodkov za ISRO.

Vendar pa je bil temelj izstrelitev ISRO v zadnjih treh desetletjih Polar Satellite Launch Vehicle (PSLV), raketa, ki je od zgodnjih 90. let prejšnjega stoletja odpovedala le pri dveh od 48 izstrelitev. Tudi Chandrayaan-1 in Mangalyaan je lansiral PSLV.

Zakaj PSLV ni bil uporabljen za Chandrayaan- dva?

PSLV ima svoje omejitve. Nima dovolj moči, da bi prenašal težje satelite ali šel globlje v vesolje. PSLV lahko dostavi nosilnost približno 1750 kg v nižje zemeljske orbite, do višine 600 km od zemeljskega površja. V geostacionarni prenosni orbiti (GTO) lahko gre nekaj sto kilometrov višje, vendar le z zmanjšano nosilnostjo. Chandrayaan-1 je tehtal 1380 kg, Mangalyaan pa je imel vzletno maso 1337 kg.

Številni običajni komercialni sateliti, ki se uporabljajo za daljinsko zaznavanje, oddajanje ali navigacijo, so precej pod 1500 kg in jih je treba postaviti v nizke zemeljske orbite. PSLV se je izkazal za idealno vozilo za to – za indijske in tuje komercialne satelite.

Vendar pa obstajajo sateliti, ki so veliko težji - v razponu od 4.000 do 6.000 kg ali več - in jih je treba postaviti v geostacionarne orbite, ki so od Zemlje oddaljene več kot 30.000 km. Rakete, ki nosijo tako ogromne satelite, morajo imeti bistveno večjo moč.

Zgrajen kot raketa za prihodnost, saj želi ISRO postavljati vse večje tovore in sondirati globlje v vesolje, ima GSLV Mk-III zanimivo zgodovino in zgodbo o treh desetletjih trdega dela pri ukrotitvi kriogenske tehnologije. (Vir: ISRO)

In rakete GSLV imajo to moč?

Rakete GSLV (Geosynchronous Satellite Launch Vehicle) uporabljajo drugačno gorivo in imajo potisk, ki je veliko večji od PSLV. Zato lahko prenašajo težje tovore in potujejo globlje v vesolje. Chandrayaan-2 je na primer imel skupno maso blizu 4000 kg.

Med ISRO-jevimi raketami GSLV je GSLV Mk-III najnovejša in najmočnejša. Doslej je imel dva uspešna leta – 5. junija 2017 je prepeljal in namestil komunikacijski satelit GSAT-19, nato pa 14. novembra lani komunikacijski satelit GSAT-29. Leta 2014 je imel poskusni let.

GSLV Mk-III poganja tekoči motor z jedrom, ima dva trdna ojačevalnika, ki se uporabljata za zagotavljanje velikega potiska, potrebnega med vzletom, in kriogeni motor v zgornji stopnji.

Kaj je kriogeni motor?

Kriogenika je znanost, ki se nanaša na obnašanje materialov pri zelo nizkih temperaturah. Kriogensko tehnologijo je težko obvladati, a bistvenega pomena za raketo, kot je GSLV Mk-III. Med vsemi raketnimi gorivi je znano, da vodik zagotavlja največji potisk. Toda vodik v svoji naravni plinasti obliki je težko obvladovati in se zato ne uporablja v običajnih motorjih v raketah, kot je PSLV. Vodik se lahko uporablja v tekoči obliki, vendar postane tekoč pri zelo nizki temperaturi - skoraj 250 °C pod ničlo. Za izgorevanje tega goriva mora biti tudi kisik v tekoči obliki, kar se zgodi pri približno 90 °C pod ničlo. Ustvarjanje ozračja tako nizkih temperatur v raketi je težko - povzroča težave drugim materialom.

Gledalci odidejo, potem ko je bila misija Chandrayaan-2 prekinjena v Sriharikoti (AP)

Kdaj in kako je Indija napredovala v takšni tehnologiji?

Razvoj GSLV Mk-III je zgodba o treh desetletjih trdega dela na kriogenski tehnologiji. Združene države so Indiji v zgodnjih devetdesetih letih prejšnjega stoletja zavrnile tehnologijo in jo prisilile v domorodnost.

ISRO je načrtoval razvoj kriogenega motorja že sredi osemdesetih let, ko je le peščica držav - ZDA, nekdanja ZSSR, Francija in Japonska - imela to tehnologijo. Da bi pospešil razvoj nosilnih vozil naslednje generacije – program GSLV je bil že predviden – se je ISRO odločil uvoziti nekaj teh motorjev. Preden se je odločila za ruske motorje, se je pogovarjala z Japonsko, ZDA in Francijo. Leta 1991 sta ISRO in ruska vesoljska agencija Glavkosmos podpisala pogodbo o dobavi dveh od teh motorjev skupaj s prenosom tehnologije, da bi jih lahko indijski znanstveniki zgradili v prihodnosti.

Vendar so ZDA, ki so izgubile pogodbo o motorju, nasprotovale ruski prodaji in se sklicevale na določbe Režima za nadzor raketne tehnologije (MTCR), katerega članica nista bila niti Indija niti Rusija. MTCR si prizadeva nadzorovati širjenje raketne tehnologije. Rusija, ki še vedno okreva po razpadu ZSSR, je podlegla pritisku ZDA in odpovedala posel leta 1993. V alternativni ureditvi je Rusija smela prodati sedem namesto prvotnih dveh kriogenih motorjev, vendar ni mogla prenesti tehnologije v Indijo. Ti ruski motorji so bili uporabljeni pri začetnih letih prve in druge generacije GSLV (Mk-I in Mk-II). Zadnji od teh je bil uporabljen pri lansiranju INSAT-4CR septembra 2007.

Potem ko je bil prvotni dogovor z Rusijo preklican, se je ISRO lotil razvoja lastne kriogenske tehnologije v Centru za tekoče pogonske sisteme v Thiruvananthapuramu. Za izdelavo motorjev je bilo potrebnih več kot desetletje. Leta 2010 sta se dve izstrelitvi raket GSLV druge generacije, ena z ruskim motorjem, druga pa avtohtono razvita, končali z neuspehom.

Velik uspeh je dosegel decembra 2014 s poskusnim letom tretje generacije (Mk-III) GSLV, ki je vseboval domači kriogeni motor. Ta misija je nosila tudi eksperimentalni tovor za ponovni vstop, ki se je izvrgel, ko je dosegel višino 126 km, in varno pristal v Bengalskem zalivu.

Sledili sta še dve uspešni izstrelitvi GSLV Mk-III. Chandrayaan-2 je bila njegova največja in najbolj težko pričakovana izstrelitev.

Torej, kaj je šlo narobe?

ISRO še ni zagotovil narave ali podrobnosti tehnične napake v raketi. Napako so opazili po zaključku vsake večje operacije. Ena zadnjih nalog pred izstrelitvijo je nalaganje kriogenega goriva, vodika in kisika. To je bilo končano približno pol ure preden je bilo odštevanje ustavljeno v ponedeljek zjutraj. Ocena resnosti problema lahko traja več dni.

Kako velik nazadovanje je to?

Takojšen vpliv je na urnik Chandrayaan-2. ISRO je dejal, da je trenutno priložnost za izstrelitev Chandrayaan-2 na voljo le med 9. in 16. julijem. Zdi se, da je bila ta priložnost izgubljena. To bi lahko odložilo misijo za nekaj mesecev. ISRO še ni povedal, kdaj se bo odprlo naslednje okno priložnosti.

Dokler ISRO ne objavi svoje ocene problema, ni mogoče predvideti vpliva na prihodnje misije, zlasti Gaganyaan, ki ima kratek rok.

Vendar neuspehi izstrelitev v vesolje niso nenavadni. Zlasti lunarne misije so imele visoko stopnjo neuspeha. Kar 52 odstotkov vseh lunarnih misij je bilo neuspešnih, najnovejši pa je bil primer izraelskega Beresheet Landerja, ki je imel težave po vstopu v lunino orbito in strmoglavljenje pristal na Lunini površini.

Tehnično gledano Chandrayaan-2 ni propadel. Misija je bila prekinjena, preden je bila zagnana, potem ko je bila odkrita težava.

Delite S Prijatelji: