Útskýrt: Af hverju GSLV Mk-III eldflaug Chandrayaan-2 þróaði galla

Chandrayaan-2 skotið í dag: ISRO ætlar að nota eldflaugina, sem er afurð yfir þriggja áratuga rannsókna og þróunar, fyrir allar framtíðar djúpgeimkönnunarleiðangra, þar á meðal Gaganyaan, fyrsta mannlega verkefni Indlands, sem áætlað er að skotið verði á loft fyrir árið 2022.

Indverska geimrannsóknastofnunin (ISRO) Geosynchronous Satellite Launch Vehicle (GSLV) MkIII sem ber Chandrayaan-2 stendur í Satish Dhawan geimmiðstöðinni eftir að leiðangurinn var stöðvaður á síðustu stundu í Sriharikota.

Hætt var við skot Chandrayaan -2, fyrsta tilraun Indlands til að lenda geimfari á tunglinu, innan við klukkutíma frá því að flugvélin fór af stað á mánudagsmorgun eftir að vísindamenn fundu tæknilegan bilun í kerfi skotfara. Verkefnisfarartækið var GSLV Mk-III eldflaug, tiltölulega ný kaup sem er mikilvæg fyrir framtíðarverkefni ISRO.

Fylgstu með uppfærslum í beinni á Chandrayaan-2 kynningu

Hvað gerir nýja eldflaugina mikilvæga?

ISRO hyggst nota eldflaugina, sem er afurð yfir þriggja áratuga rannsókna og þróunar, fyrir allar framtíðar djúpgeimkönnunarleiðangur, þar á meðal Gaganyaan, fyrsta mannlega verkefni Indlands, sem áætlað er að skotið verði á loft fyrir árið 2022. Farartækið, sem getur skotið þyngri gervihnöttum í atvinnuskyni á loft. , er einnig spáð að vera stór tekjuöflun fyrir ISRO.

Hins vegar hefur uppistaðan í skotum ISRO á síðustu þremur áratugum verið Polar Satellite Launch Vehicle (PSLV), eldflaug sem hefur aðeins bilað í tveimur af 48 skotum sínum síðan snemma á tíunda áratugnum. Chandrayaan-1 og Mangalyaan líka, voru hleypt af stokkunum af PSLV.

Af hverju var PSLV ekki notað fyrir Chandrayaan- tveir?

PSLV hefur sínar takmarkanir. Það hefur ekki nægan kraft til að bera þyngri gervihnött eða til að fara dýpra út í geiminn. PSLV getur skilað um 1750 kg hleðslu á lægri brautir jarðar, allt að 600 km hæð frá yfirborði jarðar. Það getur farið nokkur hundruð kílómetra hærra í Geostationary Transfer Orbit (GTO), en aðeins með minni hleðslu. Chandrayaan-1 vó 1380 kg en Mangalyaan var 1337 kg að lyfta.

Mörg algengustu gervihnatta í atvinnuskyni sem notuð eru til fjarkönnunar, útsendingar eða siglinga eru vel undir 1.500 kg og þarf að koma þeim á lágar brautir um jörðu. PSLV hefur reynst tilvalið farartæki til að gera þetta - fyrir bæði indverska og erlenda viðskiptagervihnött.

Hins vegar eru til gervitungl sem eru mun þyngri - á bilinu 4.000-6.000 kg eða meira - og þarf að setja á jarðstöðvabrautir sem eru í meira en 30.000 km fjarlægð frá jörðinni. Eldflaugar sem bera svo stóra gervihnött þurfa að hafa umtalsvert meira afl.

GSLV Mk-III, sem er smíðaður sem eldflaug fyrir framtíðina, þar sem ISRO stefnir að því að setja stærri og stærri hleðslu og rannsaka dýpra út í geiminn, á sér áhugaverða sögu og sögu um þriggja áratuga vinnu við að temja frosttæknina. (Heimild: ISRO)

Og GSLV eldflaugar hafa það afl?

GSLV (Geosynchronous Satellite Launch Vehicle) eldflaugar nota annað eldsneyti og hafa mun meira álag en PSLV. Þeir geta því borið þyngri farm og ferðast dýpra út í geiminn. Chandrayaan-2 var til dæmis með heildarmassa nálægt 4.000 kg.

Meðal GSLV eldflauga ISRO er GSLV Mk-III sú nýjasta og öflugasta. Það hefur farið í tvö vel heppnað flug hingað til - það flutti og sendi GSAT-19 samskiptagervihnöttinn 5. júní 2017 og síðan GSAT-29 samskiptagervihnöttinn 14. nóvember á síðasta ári. Það var í tilraunaflugi árið 2014.

GSLV Mk-III er knúinn af kjarna fljótandi vél, er með tveimur traustum örvunarvélum sem eru notaðir til að veita gríðarlegu þrýstingi sem þarf við lyftingu, og frostvél í efra þrepi.

Hvað er cryogenic vél?

Cryogenics eru vísindin sem tengjast hegðun efna við mjög lágt hitastig. Cryogenic tækni er krefjandi að ná tökum á, en nauðsynleg fyrir eldflaug eins og GSLV Mk-III. Af öllu eldsneytiseldsneyti er vitað að vetni gefur mesta þrýstinginn. En vetni í náttúrulegu gasformi er erfitt að meðhöndla og því ekki notað í venjulegar vélar í eldflaugum eins og PSLV. Vetni er hægt að nota í fljótandi formi, en það breytir í fljótandi við mjög lágt hitastig - næstum 250°C undir núlli. Til að brenna þessu eldsneyti þarf súrefni líka að vera í fljótandi formi og það gerist við um 90°C undir núlli. Það er erfitt að búa til andrúmsloft með svo lágum hita í eldflauginni - það skapar vandamál fyrir önnur efni.

Áhorfendur fara eftir að Chandrayaan-2 leiðangurinn var hætt við Sriharikota (AP)

Hvenær og hvernig fór Indland fram í slíkri tækni?

Þróun GSLV Mk-III er saga þriggja áratuga mikillar vinnu við frystitækni. Tæknin var neitað til Indlands af Bandaríkjunum í upphafi tíunda áratugarins, sem neyddi það til að fara í frumbyggjavæðingu.

ISRO hafði skipulagt þróun frystivélar um miðjan níunda áratuginn, þegar aðeins örfá lönd - Bandaríkin, fyrrum Sovétríkin, Frakkland og Japan - höfðu þessa tækni. Til að flýta fyrir þróun næstu kynslóðar skotbíla - GSLV forritið hafði þegar verið gert ráð fyrir - ákvað ISRO að flytja inn nokkrar af þessum vélum. Það átti viðræður við Japan, Bandaríkin og Frakkland áður en það sætti sig við rússneskar vélar. Árið 1991 undirrituðu ISRO og rússneska geimferðastofnunin, Glavkosmos, samning um afhendingu á tveimur af þessum hreyflum ásamt yfirfærslu á tækni, svo indverskir vísindamenn gætu smíðað þessar í framtíðinni.

Hins vegar, Bandaríkin, sem höfðu tapað á vélarsamningnum, mótmæltu rússnesku sölunni með vísan til ákvæða eldflaugatæknistjórnunarkerfisins (MTCR), sem hvorki Indland né Rússland voru aðili að. MTCR leitast við að stjórna útbreiðslu eldflaugatækni. Rússar, sem enn voru að jafna sig eftir hrun Sovétríkjanna, féllu fyrir þrýstingi Bandaríkjanna og hættu við samninginn árið 1993. Í öðru fyrirkomulagi var Rússar leyft að selja sjö, í stað upphaflegu tveggja, frostvéla, en þeir gátu ekki yfirfært tæknina til Indlands. Þessar rússnesku vélar voru notaðar í fyrstu flugi fyrstu og annarrar kynslóðar GSLV (Mk-I og Mk-II). Síðasta þeirra var notað við sjósetningu INSAT-4CR í september 2007.

Eftir að upphaflega Rússlandssamningnum var hætt, fór ISRO að þróa sína eigin frystitækni í Liquid Propulsion Systems Center í Thiruvananthapuram. Það tók meira en áratug að smíða vélarnar. Árið 2010 enduðu tvö skot á annarri kynslóð GSLV eldflaugum, önnur með rússneskum hreyfli og hin þróuð af frumbyggjum, með bilun.

Mikill árangur náðist í desember 2014, með tilraunaflugi þriðju kynslóðar (Mk-III) GSLV, sem innihélt frumbyggja frystivél. Þetta leiðangur bar einnig tilraunafarm sem kastaðist út eftir að hafa náð 126 km hæð og lenti heilu og höldnu í Bengalflóa.

Tvær fleiri vel heppnaðar kynningar á GSLV Mk-III fylgdu í kjölfarið. Chandrayaan-2 var stærsta og eftirsóttasta sjósetja þess.

Svo, hvað fór úrskeiðis?

ISRO hefur ekki enn gefið upp eðli eða upplýsingar um tæknilega bilun í eldflauginni. Bilunin sást eftir að hverri stórri aðgerð var lokið. Eitt af síðustu verkefnum fyrir sjósetningu er hleðsla á frosteldsneyti, vetni og súrefni. Þessu var lokið um hálftíma áður en niðurtalningu var hætt á mánudagsmorgun. Mat á alvarleika vandans gæti tekið nokkra daga.

Hversu mikið áfall er þetta?

Áhrifin eru strax á áætlun Chandrayaan-2. ISRO hafði sagt að núverandi tækifæri til að koma Chandrayaan-2 á loft væri aðeins í boði á milli 9. og 16. júlí. Það tækifæri virðist nú hafa glatast. Þetta gæti hugsanlega tafið ferðina um nokkra mánuði. ISRO hefur ekki gefið upp hvenær næsti tækifærisgluggi opnast.

Fyrr en ISRO gerir opinbert mat sitt á vandamálinu er ekki hægt að spá fyrir um áhrifin á framtíðarverkefni, sérstaklega Gaganyaan, sem hefur stuttan frest.

Mistök við geimskot eru þó ekki óvenjuleg. Sérstaklega hafa tunglferðir verið með háa bilanatíðni. Allt að 52 prósent allra tunglferða hafa verið árangurslaus, sú nýjasta er tilfelli ísraelska Beresheet Lander, sem þróaði vandamál eftir að hafa farið inn á braut um tunglið og brotlenti á yfirborði tunglsins.

Tæknilega séð hefur Chandrayaan-2 ekki mistekist. Hætt var við verkefnið áður en það var hleypt af stokkunum eftir að vandamál fannst.

Deildu Með Vinum Þínum: