برنامه های ISRO برای متحول کردن ماموریت های فضایی با وسایل پرتاب پیشرفته

سازمان تحقیقات فضایی هند (ISRO) که به خاطر مأموریت‌های فضایی مقرون‌به‌صرفه و قابل‌اعتماد خود شناخته می‌شود، قرار است با پرتاب‌های پیشرفته آینده خود جهشی بزرگ به جلو داشته باشد. این پیشرفت‌ها نویدبخش بهبود ظرفیت محموله و معرفی قابلیت استفاده مجدد است که دوره جدیدی را در اکتشاف فضا و استقرار ماهواره‌ها رقم می‌زند.

قبل از پرداختن به پیشرفت‌های فنی این وسایل پرتاب، بسیار مهم است که بفهمیم در طول پرتاب ماهواره چه اتفاقی می‌افتد. این فرآیند با موشک متشکل از اجزای مختلف مانند محموله‌ها (ماهواره‌ها)، ماژول‌های پیشران (مخزن‌های سوخت و موتورها) و مراحل متعددی که برای جدا شدن در هنگام بلند شدن طراحی شده‌اند، آغاز می‌شود. همانطور که موتورهای موشک شلیک می کنند، بالا می رود و با پرتاب مراحل سپری شده خود در فرآیندی به نام مرحله بندی، وزن خود را کاهش می دهد. این عمل به قسمت های باقی مانده موشک اجازه می دهد تا شتاب بیشتری بگیرند. ماهواره ای که در فیرینگ قرار دارد (مخروط بینی محافظ) در برابر نیروی هوا و گرما محافظت می شود. هنگامی که موشک به لبه فضا می رسد، فیرینگ به بیرون پرتاب می شود و ماهواره را آشکار می کند. پس از رسیدن به مدار مورد نظر، ماهواره با دقت از مرحله نهایی موشک رها می شود و از استقرار دقیق آن در مسیر مداری برنامه ریزی شده اطمینان حاصل می کند. این توالی روش شناختی برای استقرار و عملیات موفقیت آمیز ماهواره در فضا حیاتی است.

یکی از پیشرفت های کلیدی در LVM3 (Launch Vehicle Mark-3)، وسیله نقلیه پرتاب سنگین ISRO است. این همان پرتابگر است که چاندرایان 3 را با موفقیت به قطب جنوب ماه حمل کرد. ظرفیت بار فعلی LVM3 4 تن به مدار انتقال زمین (GTO) و 8 تن به مدار پایین زمین (LEO) است. با معرفی یک موتور نیمه برودتی موسوم به SC120، ظرفیت محموله بیشتر افزایش خواهد یافت و توانایی LVM3 برای پاسخگویی به نیازهای جهانی در حال ظهور بازار خدمات راه اندازی تجاری را افزایش می دهد. این پیشرفت در راستای اصلاحات بخش فضایی اعلام شده توسط دولت هند است که به صنایع هندی امکان می دهد وسایل نقلیه فضایی سرتاسر تولید کنند.

به عنوان بخشی از تعهد ISRO برای رقابتی ماندن و مرتبط بودن در بازار، یک مدل مشارکت عمومی-خصوصی با NewSpace India Limited (NSIL) آغاز شد. این همکاری با هدف تولید LVM3، پاسخگویی به تقاضای جهانی برای ماهواره های ارتباطی و ابر صورت فلکی در LEO است. ارتقاء LVM3 پتانسیل و فرصت بزرگی را برای تصرف این بازار خاص در سال‌های آینده نوید می‌دهد و موقعیت ISRO را به عنوان پیشرو در نوآوری‌های فناوری فضایی تقویت می‌کند.

توسعه بیشتر LVM3 موتور برودتی بهبود یافته جدید C32 است که به افزایش وزن محموله 484 کیلوگرمی کمک می کند. هنگامی که با SC120 ترکیب شود، این ارتقا ظرفیت LVM3 را افزایش می دهد و به آن اجازه می دهد تا 5.1 تن وزن را به GTO منتقل کند. این نشان دهنده افزایش قابل توجهی نسبت به ظرفیت فعلی آن است و ISRO را به عنوان یک بازیگر رقابتی در عرصه فضایی جهانی بیشتر قرار می دهد.

در توسعه مهم دیگر، ISRO بر موتور LM110 LOX-Methane تمرکز کرده است. آنها به عنوان موتورهای “softcryo” شناخته می شوند و به گونه ای طراحی شده اند که بین 60 تا 110٪ قابل تنظیم هستند. این ویژگی کنترل و کارایی بهبود یافته ای را فراهم می کند که برای استقرار دقیق ماهواره ها و ماموریت های بین سیاره ای ضروری است. موتورهای LM110 نه تنها برای کارایی، بلکه با در نظر گرفتن قابلیت استفاده مجدد طراحی شده اند. انتظار می رود که آنها تا 20 بار قابل استفاده مجدد باشند، ویژگی که با روندهای جهانی در فناوری فضایی که بر اکتشاف فضایی پایدار و مقرون به صرفه تاکید دارد، همسو است.

طراحی LM110 برای بازیابی و استفاده مجدد با ادغام تکنیک های ساخت پیشرفته مانند ساخت افزودنی بهینه شده است. این رویکرد با چشم انداز ISRO برای توسعه فناوری که هم پیشرفته و هم سازگار با محیط زیست است، مطابقت دارد.

با نگاهی به آینده، ISRO همچنین در حال مفهوم سازی نسل بعدی خودروی پرتاب (NGLV) است. این پروژه بلندپروازانه شامل یک شتاب دهنده متان LOX با هسته مشترک با موتورهای خوشه ای است، به این معنی که بیش از یک موتور در این مرحله استفاده خواهد شد که توسط شتاب دهنده های کمربند جامد تکمیل می شود.

NGLV پیشنهاد شده است که انواع مختلفی داشته باشد تا با طیف وسیعی از الزامات ماموریت مطابقت داشته باشد. اینها شامل ظرفیت محموله 17 تنی تا 500 کیلومتر مدار پایین زمین (LEO) در نسخه قابل مصرف آن است که تا 48.01 تن به LEO می رسد. نسخه های قابل بازیافت NGLV با 18825 تن و ظرفیت 28.39 تن به LEO نیز در دست ساخت هستند. برای ماموریت‌ها به مدار انتقال زمین ثابت، ظرفیت محموله 9.5 تنی در یک نوع مصرفی ارائه می‌شود.

این دستاوردها بر تعهد ISRO برای پیشبرد مرزهای فناوری فضایی تأکید می کند. معرفی این پرتابگرهای بهبود یافته نه تنها یک دستاورد فنی بلکه یک حرکت استراتژیک است. ISRO را به عنوان یک بازیگر اصلی در صنعت فضایی جهانی قرار می دهد که قادر به انجام ماموریت های جاه طلبانه تر، از جمله اکتشاف بین سیاره ای و استقرار ماهواره های پیشرفته است.

با تکامل این خودروهای پرتاب، ISRO همچنان به تثبیت موقعیت خود به عنوان یک رهبر جهانی در فناوری فضایی ادامه می دهد و راه را برای آینده ای هموار می کند که در آن فضا در دسترس تر است و اکتشاف هیچ مرزی نمی شناسد.

(توسط Manish Purohit. نویسنده یک متخصص با تجربه در انرژی خورشیدی و پانل های خورشیدی برای فضاپیماها با تجربه گسترده در مدیریت ماموریت های فضایی حیاتی از جمله Chandrayaan-2 و Mangalyaan است. تخصص او در ساخت پنل های خورشیدی، استقرار فناوری و راه حل های مقرون به صرفه بوده است. نقش مهمی در پیشرفت اکتشافات فضایی و ابتکارات انرژی خورشیدی با سابقه اثبات شده پروژه های موفق و توسعه فناوری، او همچنان به عنوان یک نیروی محرکه در زمینه انرژی های تجدیدپذیر و فناوری فضایی است.

توییتر: @purohitmanish)