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Polar Satellite Launch Vehicle

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Polar Satellite Launch Vehicle
Lanceur
image illustrative de l’article Polar Satellite Launch Vehicle
Données générales
Pays d’origine Inde
Constructeur ISRO
Premier vol 20 septembre 1993
Statut Opérationnel
Lancements (échecs) 43 (2,5)
Hauteur 44,4 m
Diamètre 2,8 m
Masse au décollage 320 t
Étage(s) 4
Base(s) de lancement Satish-Dhawan
Version décrite XL
Autres versions G, G+, CA
Charge utile
Orbite basse 3,25 t.
Orbite héliosynchrone 1,8 t.(XL)
Transfert géostationnaire (GTO) 1,41 t.
Motorisation
Ergols Propergol solide
ergols hypergoliques
Propulseurs d'appoint 6 × 719 kN (propergol solide)
1er étage 4 800 kN (propergol solide)
2e étage 1 x Vikas 799 kN
3e étage 1 × 247 kN (propergol solide)
Missions
Orbite basse et héliocentrique
Segment inférieur du 1er étage du lanceur.

Le Polar Satellite Launch Vehicle (en abrégé PSLV, en hindi : ध्रुवीय उपग्रह प्रक्षेपण यान, en français « Véhicule de lancement de satellites polaires ») est un lanceur développé par l'ISRO, l'agence spatiale indienne. Comme son nom l'indique, il est destiné à placer des satellites en orbite polaire. Il a été développé pour permettre à l'Inde de lancer ses satellites Indian Remote Sensing (IRS) en orbite héliosynchrone, un service qui était, jusqu'à l'avènement du PSLV, assuré par la Russie. Le PSLV peut également lancer des satellites de petite taille en orbite de transfert géostationnaire (GTO). Plusieurs versions ont été développées et peuvent placer de 1 à 2 tonnes en orbite héliosynchrone.

Sommaire

HistoriqueModifier

Le lanceur PSLV est développé par l'agence spatiale indienne ISRO. Il a été conçu et développé dans son Centre spatial Vikram Sarabhai (VSSC) situé à Thiruvananthapuram dans le Kerala. Les systèmes inertiels sont développés par l'ISRO Inertial Systems Unit (IISU) à Thiruvananthapuram. Les deuxième et quatrième étages à propulsion liquide du PSLV ainsi que les systèmes de contrôle de réaction sont développés par le Liquid Propulsion Systems Centre (LPSC), également situés à Thiruvananthapuram. Les moteurs à propergol solide sont fabriqués au centre spatial Satish-Dhawan SHAR où se trouve également la base de lancement.

Après quelques retards, le PSLV a effectué son premier vol le . Bien que tous les moteurs principaux aient fonctionné comme prévu, un problème de contrôle d'attitude perturbe le vol des deuxième et troisième étages et le lancement est un échec. Après un échec partiel lors du quatrième vol, le , le lanceur enchaîne les lancements réussis (34 de suite fin 2016). L'ISRO développe un nouveau lanceur plus puissant, le GSLV, pour lancer ses satellites circulant sur une orbite géostationnaire, mais le PSLV continue d'être le fer de lance des lancements de satellites indiens circulant sur une orbite terrestre basse. Le lanceur a subi plusieurs améliorations visant à augmenter la poussée, optimiser l'efficacité et réduire le poids (G-D, G-C, G+). Plusieurs versions - PSLV, PSLV-CA, PSLV-XL - ont été développées et sont commercialisées en 2014.

Le lanceur PSLV est commercialisé au prix de 17 millions de dollars dans sa version de base et 20 à 25 millions de dollars dans la version XL.

Caractéristiques techniques (version de base G+)Modifier

PSLV est un lanceur comportant 4 étages ainsi que 0 à 6 propulseurs d'appoint. Le corps de la fusée a une hauteur de 44,5 mètres pour un diamètre de 2,8 mètres. Selon les versions sa masse est comprise entre 229 tonnes et 320 tonnes[1].

Premier étageModifier

Le premier étage est propulsé par un moteur-fusée à propergol solide PS1 brûlant du PBHT) fournissant une poussée initiale de 4 386 kN avec une impulsion spécifique de 269 secondes (performance dans le vide). L'étage haut de 20,34 mètres pour un diamètre de 2,8 mètres a une masse à vide de 30,2 tonnes et au lancement de 168,2 tonnes. Le contrôle de l'orientation en tangage et en lacet est obtenu par l'injection de perchlorate de strontium dans le flux hypersonique du moteur-fusée (Secondary Injection Thrust Vector Control ou SITVC). Le contrôle en roulis est obtenu à l'aide de deux petits moteurs-fusées montés radialement sur les côtés opposés du lanceur. L'étage fonctionne durant 105 secondes et se détache du reste du lanceur à une altitude de 76 kilomètres. Un cordon explosif le sépare de l'étage supérieur et des petits moteurs sont utilisés pour garantir que le premier étage a été écarté avant la mise à feu du seconde étage[1].

Propulseurs d'appointModifier

Dans la version la plus courante, le lanceur dispose de six propulseurs d'appoint à propergol solide PSOM d'un mètre de diamètre attachés au premier étage. Ils sont allumés en deux temps : 4 sont allumés au décollage et deux autres 25 secondes plus tard. Il fournissent chacun 502,6 kN de poussée durant 44 secondes (49,5 secondes dans la version XL avec propulseurs d'appoint allongés) avec une impulsion spécifique de 262 secondes. Deux des propulseurs d'appoint ont un système d'injection secondaire destiné à contrôler le roulis du lanceur. Hauts de 10 mètres (13,5 mètres dans la version XL), ils ont une masse de 11 tonnes au lancement (XL : 14 tonnes) dont 9 tonnes de propergol solide (XL : 12 tonnes). Dans la version de base, les propulseurs d'appoint allumés au sol se séparent à une altitude de 24 kilomètres après 68 secondes de vol et les deux autres propulseurs à une altitude de 41 kilomètres après 90 secondes de vol[1].

Deuxième étageModifier

Le deuxième étage est de conception proche de celui du lanceur Ariane 2 dont il utilise le moteur-fusée à ergols liquides Viking fabriqué en Inde sous licence sous l'appellation Vikas. Celui-ci brûle un mélange N2O4/UH 25 et fonctionne durant 148 secondes avec une impulsion spécifique de 293 secondes en fournissant une poussée de 799 kN. Le corps de l'étage a une hauteur de 12,8 mètres pour un diamètre de 2,8 mètres. Sa masse à vide est de 5,3 tonnes et celle au lancement est de 46 tonnes. Le moteur Vikas fonctionne avec une pression de 55,5 bars dans la chambre de combustion. Le contrôle d'orientation de l'étage pour le lacet et le tangage en faisant pivoter le moteur-fusée d'un angle pouvant atteindre 4°. Le contrôle en roulis est obtenu à l'aide de moteurs utilisant les gaz chaud produits par le générateur à gaz du Vikas. A l'extinction du moteur, 158 secondes après sa mise à feu, la séparation avec l'étage supérieur est réalisée à l'aide de cordons explosifs assistés de moteurs de séparation[1].

Troisième étageModifier

Le troisième étage PS3 utilise un moteur-fusée à propergol solide S-7 brûlant du PBHT. Il fournit une poussée de 244 kN avec une impulsion spécifique de 294 secondes. L'étage haut de 3,54 mètres pour un diamètre de 2,02 mètres a une masse à vide de 1,1 tonnes et au lancement de 7,8 tonnes. L'enveloppe de l'étage est en fibre Kevlar-polyamide. La tuyère est noyée dans l'étage et utilise un joint flexible qui permet de modifier l'axe de la poussée de 2° et permet ainsi de contrôler le lanceur en tangage et en lacet. Le contrôle en roulis est obtenu à l'aide des petits moteurs-fusées du quatrième étage. L'étage fonctionne durant 112 secondes et se détache du reste du lanceur à une altitude de 580 kilomètres[1].

Quatrième étageModifier

Le quatrième étage PS4 est propulsé par deux moteurs-fusées à ergols liquides L-2-5 brulant un mélange MMH/MON 3. Ils fournissant une poussée totale de 14,6 kN avec une impulsion spécifique de 308 secondes. L'étage haut de 2,6 mètres pour un diamètre de 2,02 mètres a une masse à vide de 920 kg et au lancement de 2,92 tonnes (CA 2,52 t). L'axe de poussée peut être incliné de 3° par rapport à l'axe de l'étage ce qui permet de contrôler le lanceur en tangage et en lacet. Des petits moteurs-fusées permettent de contrôler le roulis durant la phase propulsive et l'orientation complète de l'étage durant les phases non propulsives. La durée de fonctionnement de l'étage dépend de la mission et peut atteindre 525 secondes. Le quatrième étage héberge la case à équipements du lanceur notamment le système inertiel, l'ordinateur embarqué (Vikram 1601), le système de recueil et de transmissions des télémesures et les équipements d'avionique[1].

CoiffeModifier

 
Le lanceur dans son bâtiment d'assemblage.

La charge est placée sous une coiffe dont les caractéristiques sont communes à toutes les versions avec une hauteur de 8,3 mètres pour un diamètre de 3,2 m et une masse de 1150 kg. La coiffe est larguée 165 secondes après le décollage alors que lanceur se trouve à une altitude de 130 km[1].

Caractéristiques de la version standard G+[2] Propulseurs d'appoint (×6) 1er étage 2e étage 3e étage 4e étage
Moteurs propergol solide propergol solide 1 moteur Vikas propergol solide 2 moteurs à propergol liquide LVS
Poussée 2 458 + 1 332 kN 4 386 kN 805 kN 199 kN 15 kN
Impulsion spécifique 262 s 269 s 293 s 294 s 308 s
Durée de fonctionnement 44 secondes 53 s et 49 s 147 s 110 s 500 s
Ergols PBHT PBHT N2O4/UH 25 propergol solide MMH/MON

VersionsModifier

La première version du lanceur, la PSLV-G a été tirée à trois exemplaires pour la mise au point. Une version légèrement plus puissante avec un premier étage emportant 9 tonnes d'ergols est devenue la version de base. Depuis 2013 elle a été remplacée par une version G+ plus puissante caractérisée par le remplacement de l'UDMH par de l'UH25 comme ergol liquide du deuxième étage. En 2017 il existe trois versions du lanceur :

  • la version de base G+
  • la version CA moins puissante que la version G+, sans propulseur d'appoint
  • la version XL avec propulseurs d'appoint allongés emportant 12 tonnes au lieu de 9 tonnes de propergol solide.
Version G (vols Dx) G (vols Cx) G+ CA XL
Dates 1993-1996 1997-2002 2003-2016 2007-2015 2008-2018
Vols (dont échecs) 3 (1) 4 (0,5) 5 11 20
Charge utile Orbite héliosynchrone : 0,9 t héliosynchrone : 1,45 t héliosynchrone : 1,6 t héliosynchrone : 1 t
orbite basse : 2,1 t
héliosynchrone : 1,75 t
Masse 281 t 292 t 292 t 226 t 320 t

Historique des lancementsModifier

Source ISRO [3],[4]
Numéro Version Date de lancement Lieu de lancement Charge utile Type engin spatial Statut
D1 PSLV-G SDSC IRS 1E Satellite d'observation de la Terre Échec : un bug logiciel a provoqué le crash de la fusée dans le golfe du Bengale, 700 s après le décollage (vol expérimental).
D2 PSLV-G SDSC IRS P2 Satellite d'observation de la Terre vol expérimental.
D3 PSLV-G SDSC IRS P3 Satellite d'observation de la Terre vol expérimental.
C1 PSLV-G SDSC IRS 1D Satellite d'observation de la Terre Échec partiel (injection suboptimale).
C2 PSLV-G SDSC OceanSat 1, DLR-Tubsat, KitSat 3 Satellite d'observation de la Terre
C3 PSLV-G SDSC TES, PROBA-1« http://www.esa.int/proba »(ArchiveWikiwixArchive.isGoogleQue faire ?), BIRD Satellite météorologique
C4 PSLV-G SDSC METSAT 1 (Kalpana 1) (Indian National Satellite System) Satellite météorologique Satellite inséré en orbite de transfert géostationnaire.
C5 PSLV-G+ SDSC ResourceSat 1 Satellite d'observation de la Terre
C6 PSLV-G+ SDSC Cartosat-1, HAMSAT Satellite d'observation de la Terre
C7 PSLV-G+ SDSC CartoSat 2, SRE, LAPAN-TUBSAT, PEHUENSAT-1[5]. Satellite d'observation de la Terre
C8 PSLV-CA SDSC AGILE, AAM (en) Satellite d'observation de la Terre
C10 PSLV-CA SDSC Polaris   Israël
C9 PSLV-CA SDSC Cartosat-2A, IMS-1/TWSAT (en), Cute 1.7+APD-2 (en), Seeds-2 (en), CanX-2 (en), CanX-6/NTS (en), Delfi-C3 (en), AAUSAT-II (en), Compass 1 (en), RUBIN-8 (en) Satellite d'observation de la Terre
C11 PSLV-XL SDSC Chandrayaan-1 Sonde spatiale lunaire
C12 PSLV-CA SDSC ANUSAT (en), RISAT-2 (en) Satellite de reconnaissance radar
C14 PSLV-CA SDSC Oceansat-2 (en), Rubin 9.1, Rubin 9.2, SwissCube-1, BeeSat (en), UWE-2, ITUpSAT1 (en) Satellite d'observation de la Terre
C15 PSLV-CA SDSC Cartosat-2B, ALSAT-2A, AISSat-1 (en), TIsat-1, STUDSAT (en) Satellite d'observation de la Terre
C16 PSLV-G+ SDSC ResourceSat-2 (en), X-Sat (en), YouthSat (en) Satellite d'observation de la Terre
C17 PSLV-XL SDSC GSAT-12 (en) Satellite de télécommunications
C18 PSLV-CA SDSC Megha-Tropiques[6], SRMSAT (en), Jugnu (en), VesselSat-1 (en) Satellite d'observation de la Terre
C19 PSLV-XL SDSC RISAT-1 Satellite d'observation de la Terre radar
C21 PSLV-CA SDSC SPOT-6   France [7] Satellite d'observation de la Terre
C20 PSLV-CA SDSC SARAL Satellite d'observation de la Terre
C22 PSLV-XL SDSC IRNSS-1A Satellite de navigation
C25 PSLV-XL 5 novembre 2013 SDSC Mars Orbiter Mission Sonde spatiale : orbiteur martien
C24 PSLV-XL 4 avril 2014 SDSC IRNSS-1B Satellite de navigation
C23 PSLV-CA SDSC SPOT-7, Can-X4, Can-X5 Satellite d'observation de la Terre
C26 PSLV-XL à 20:02 SDSC IRNSS-1C Satellite de navigation
C27 PSLV-XL à 11:49 SDSC IRNSS-1D Satellite de navigation
C28 PSLV-XL à 16:28 SDSC UK-DMC 3A (en), UK-DMC 3B (en), UK-DMC 3C (en), CBNT-1, DeOrbitSail Satellite d'observation de la Terre
C30 PSLV-XL SDSC Astrosat
LAPAN-A2 (en), ExactView 9, Lemur 2 (en), Lemur 3, Lemur 4, Lemur 5
Télescope spatial ultraviolet et rayons X
C29 PSLV-CA SDSC TeLEOS 1, VELOX C1, Kent Ridge 1, VELOX 2, Athenoxat 1, Galassia Satellite d'observation de la Terre
C31 PSLV-XL SDSC IRNSS-1E Satellite de navigation
C32 PSLV-XL SDSC IRNSS-1F Satellite de navigation
C33 PSLV-XL SDSC IRNSS-1G Satellite de navigation
C34 PSLV-XL SDSC Cartosat-2C
LAPAN-A3 (en), BIROS, SkySat Gen2-1, GHGSat-D, M3MSat (en), Swayam (en), SathyabamaSat (en), 12× Flock-2P Dove nanosatellites (en)
Satellite d'observation de la Terre
C35 PSLV-G+ SDSC ScatSat-1 (en), ALSAT-1B (en), ALSAT-1N, ALSAT-2B, Pathfinder-1 (en), Pratham, PISat (en), Can-X7 Satellite d'observation de la Terre
C36 PSLV-XL à 04:55 SDSC Resourcesat-2A Satellite d'observation de la Terre
C37 PSLV-XL à 09:28 SDSC Cartosat-2D de 714 kg, plus 103 satellites d'un poids combiné de 664 kg. Record du nombre de satellites lancés en une seule fois[8] dont Blue Diamond, Green Diamond, Red Diamond[9]. Satellite d'observation de la Terre
C38 PSLV-XL 23 juin 2017 SDSC Cartosat-2E, EMIsat, SPaDEx Satellite d'observation de la Terre
C39 PSLV-XL 31 août 2017 SDSC IRNSS-1H Satellite de navigation Échec du largage de la coiffe
C40 PSLV-XL 12 janvier 2018 SDSC Cartosat-2F, MicroSat-TD, SPaDEx, Carbonite-2, LEO Vantage 1, ICEYE X1 + CubeSats Satellite d'observation de la Terre (Cartosat)
C41 PSLV-XL 11 avril 2018 SDSC IRNSS-1I Satellite de navigation
Lancements prévus
PSLV 2018 SDSC Cartosat-3 Satellite d'observation de la Terre
PSLV 2018 SDSC Oceansat-3 Satellite d'observation de la Terre
PSLV 2019 SDSC Cartosat-3A Satellite d'observation de la Terre
PSLV 2020 SDSC Oceansat-3A Satellite d'observation de la Terre
PSLV-XL 2021 SDSC Aditya Satellite scientifique : observatoire solaire
PSLV 2020 SDSC Resourcesat-3A Satellite d'observation de la Terre
PSLV 2020 SDSC Cartosat-3B Satellite d'observation de la Terre

Échec du 31 août 2017Modifier

Le 31 août 2017 le 41e exemplaire de la fusée PSLV-XL décolle en emportant le satellite de navigation IRNSS-1H. Après la mise à feu du deuxième étage, le largage de la coiffe échoue. Le deuxième étage puis le troisième étage du lanceur pénalisé par la masse supplémentaire (1150 kg) ne parviennent pas à atteindre la vitesse prévue (6,96 au lieu de 7,28 km/s). Le quatrième étage fonctionne jusqu'à épuisement du carburant sans parvenir à compenser cette différence de vitesse. Le lanceur largue le satellite sur une orbite de 167,4 x 6554,8 km au lieu des 284 x 20650 km. Le lancement est un échec[10].

Notes et référencesModifier

  1. a, b, c, d, e, f et g (en) Patric Blau, « PSLV Launch Vehicle », sur spaceflight101.com (consulté le 18 janvier 2018)
  2. (en) Norbert Brugge, « PSLV » (consulté le 5 janvier 2014).
  3. (en) « List of PSLV Launches », sur isro.gov.in, ISRO (consulté le 14 février 2017).
  4. (en) Gunter Krebs, « PSLV », sur Gunter's Space Page (consulté le 14 février 2017)
  5. (en) PSLV-C7 sucessfully lifts off.
  6. Lancement réussi de Megha-Tropiques, CNES, .
  7. (en)Indian PSLV successfully launches SPOT-6 for France, NASA Space Flights, .
  8. (en) « ISRO sets space record: Highlights of successful launch of Cartosat-2 and 103 other satellites », sur Hindustan Times, (consulté le 15 février 2017).
  9. « L’Inde met en orbite un record de 104 satellites en une seule mission », sur Le Monde, (consulté le 15 février 2017).
  10. (en) Patric Blau, « Two-Decade Success Streak Ends with PSLV Launch Failure on IRNSS-1H Mission », sur spaceflight101.com,

Voir aussiModifier