Il nuovo razzo indiano SSLV ha raggiunto con successo l'orbita al suo secondo tentativo venerdì 10 febbraio 2023, sei mesi dopo che il suo volo inaugurale si era concluso con un fallimento. Il lancio di venerdì ha portato un trio di satelliti, decollati alle 9:18 ora locale (le 03:48 UTC) dal Satish Dhawan Space Center.

 Lo Small Satellite Launch Vehicle, o SSLV, è stato sviluppato dall'India per consentire un accesso allo spazio a basso costo e più rapido per le piccole missioni satellitari. Ha volato per la prima volta lo scorso agosto, tuttavia, un problema durante la separazione degli stadi ha fatto sì che non potesse raggiungere un'orbita stabile. A seguito di tale fallimento, sono state apportate modifiche al razzo per dare al lancio di venerdì maggiori possibilità di successo. Come volo dimostrativo, l'obiettivo principale del lancio di venerdì era dimostrare la capacità di SSLV di raggiungere l'orbita, sebbene il razzo abbia portato con sé anche tre satelliti per il viaggio. Il più grande di questi era Earth Observing Satellite-07 (EOS-07) per l'Indian Space Research Organization (ISRO). Assieme ad esso, all'interno della carenatura del carico utile di SSLV, vi erano anche i più piccoli veicoli spaziali AzaadiSAT-2 e Janus-1.

 EOS-07 è l'ultima missione della serie Earth Observing Satellite (EOS) dell'ISRO, una vasta raccolta di missioni dedicate alla raccolta di dati scientifici sul nostro pianeta. EOS include satelliti che in precedenza facevano parte di più programmi, tra cui Cartosat, Oceansat e RISAT, nonché dimostratori tecnologici come EOS-07. Quando è iniziata la serie, i satelliti già in orbita non sono stati rinominati, quindi il primo satellite EOS è stato EOS-01, precedentemente RISAT-2BR2, che è stato rilasciato da un razzo PSLV nel novembre 2020. Il satellite EOS-07 servirà a dimostrare nuove tecnologie per le future missioni di osservazione della Terra. Sebbene l'ISRO non abbia pubblicato molti dettagli sul satellite, sembra essere basato su un bus derivato dall'Indian Mini Satellite 1 (IMS-1) e ha una massa di 156,3 chilogrammi con una durata prevista in orbita di circa un anno. EOS-07 è dotato di due strumenti: il Millimeter-wave Humidity Sounder (MHS) e lo Spectrum Monitoring Payload (SMP).

 AzaadiSAT-2 è il secondo satellite che ISRO ha lanciato per Space Kidz India, un'organizzazione volta a offrire agli studenti delle scuole e dei college in India l'esperienza di costruzione e gestione di hardware spaziale. AzaadiSAT-2 sostituisce il primo satellite dell'organizzazione, che era a bordo del volo inaugurale senza successo di SSLV. In orbita, trasmetterà la telemetria agli utenti di radioamatori e fornirà una capacità di comunicazione store-and-forward. Il satellite è inoltre dotato di una serie di esperimenti costruiti dagli studenti, tra cui una fotocamera a bassa risoluzione e un rilevatore di radiazioni, i cui risultati saranno resi disponibili anche agli appassionati di radioamatori. Con una massa di circa 8,7 chilogrammi, AzaadiSAT-2 è un raro esempio di CubeSat a otto unità (8U). Lo standard CubeSat, che è diventato onnipresente per le piccole missioni satellitari, consiste in una serie di fattori di forma basati su un cubo con lati di 10 centimetri, che è definito come un'unità. La dimensione di un CubeSat è tipicamente data in termini di numero di unità di cui è composto, quindi un satellite 8U occuperebbe otto unità - nel caso di AzaadiSAT-2, disposte due a due a due - per dare la dimensione complessiva satellite a forma di cubo con lati di 20 centimetri.

india sslv d1 eos2 before launch

Nella foto lo stadio superiore VTM integrato con il satellite EOS-02 e AzaadiSAT prima dello sfortunato volo SSLV-D1. Credito: ISRO.

 Anche Janus-1 è un CubeSat, sebbene costruito nella più comune configurazione 6U, con lati che misurano 10, 20 e 30 centimetri e una massa di 11,5 chilogrammi. Gestito dalla società statunitense Antaris Inc, è destinato a fungere da prova di concetto per la piattaforma software dell'azienda. Il satellite è stato sviluppato in dieci mesi e trasporta una serie di cinque esperimenti, tra cui comunicazione radio e ottica, trasmissione dati Internet of Things (IoT) e apprendimento automatico in orbita. In un altro aspetto della missione, un clone virtuale del software del satellite viene utilizzato in una missione simulata, che Antaris sarà in grado di confrontare con il funzionamento del satellite reale per aiutare a perfezionare la sua tecnologia di simulazione.

 La missione di venerdì, designata SSLV D2, ha inserito i tre satelliti su un'orbita bassa terrestre circolare a un'altitudine di 450 chilometri con un'inclinazione di 37,2 gradi. La missione è durata circa quindici minuti dal decollo alla separazione finale dei veicoli spaziali. SSLV è un veicolo a quattro stadi, costituito da tre stadi a propellente solido denominati SS1, SS2 e SS3, sormontati da un quarto stadio a propellente liquido, chiamato Velocity Trimming Module (VTM), che è responsabile di garantire un inserimento accurato in l'orbita bersaglio pianificata.

 Tutti e tre gli stadi a combustibile solido utilizzano una formula propellente basata su polibutadiene a terminazione idrossilica (HTPB), con i motori designati S-85 per SS1, S-7 per SS2 e S-4 per SS3. Il VTM brucia monometilidrazina (MMH) e ossidi misti di azoto (MON3), una miscela di tetrossido di diazoto al 97% e ossido nitrico al 3%. Dopo che SSLV non è riuscito a raggiungere l'orbita durante il suo volo inaugurale lo scorso agosto, l'ISRO ha condotto una revisione della missione per determinare la causa del fallimento e quali lezioni si potrebbero trarre da esso. Ciò ha determinato che, sebbene tutti e tre gli stadi a propellente solido avessero funzionato come previsto, una vibrazione durante la separazione del secondo stadio ha interrotto il funzionamento del sistema di navigazione inerziale (INS).

 La vibrazione ha temporaneamente sovraccaricato i sei accelerometri che inviano i dati all'INS per determinare la traiettoria e l'orientamento del razzo, inducendoli a fornire dati diversi e errati. Sebbene il problema fosse transitorio, è continuato abbastanza a lungo da consentire all'INS di determinare che i sensori erano difettosi e che il loro input doveva essere ignorato e che il veicolo entrasse nella sua "modalità di salvataggio" di emergenza. Senza input dagli accelerometri, il razzo ha tentato di continuare la missione utilizzando i parametri e i tempi di missione previsti. Poiché i dati degli accelerometri venivano ignorati, il veicolo non aveva modo di determinare la sua accelerazione o di garantire un orientamento accurato, il che si traduceva in un calo di circa 56 metri al secondo nella sua velocità finale. Ciò corrispondeva a un perigeo orbitale di 75,66 chilometri - all'interno dell'atmosfera - invece dei 356 chilometri previsti.

 Il rapporto sul fallimento di SSLV D1 ha formulato cinque raccomandazioni che sono state implementate per la missione SSLV D2 di venerdì. Il sistema di separazione tra il secondo e il terzo stadio è stato modificato da un tipo a soffietto espandibile a una fascia marman con molle per separare gli stadi. Sono state inoltre apportate modifiche all'alloggiamento delle apparecchiature e al ponte dei satelliti per regolare le loro frequenze di risonanza.

india sslv d2 onpad

Nella foto il razzo indiano SSLV sulla rampa di lancio dello spazioporto Satish Dhawan Space Center per la missione D2 . Credito: ISRO.

 L'INS è stato modificato per essere più resiliente di fronte a eventi transitori e per implementare un ritardo più lungo prima di implementare la modalità di salvataggio quando vengono rilevati guasti del sensore. Una nuova modalità di emergenza consentirà al razzo di essere guidato utilizzando i dati di posizione del sistema di navigazione satellitare Navigation with Indian Constellation (NavIC – precedentemente IRNSS) prima di ricorrere al controllo ad anello aperto. Infine, se il razzo è costretto a tornare alla modalità di salvataggio, includerà le capacità dello stadio VTM nel calcolo delle prestazioni disponibili.

 L'ISRO prevede di costruire strutture di lancio dedicate per SSLV, tra cui un pad in un nuovo spazioporto vicino alla città di Kulasekharapatnam che consentirà l'accesso diretto alle orbite polari senza la necessità di effettuare complesse traiettorie dog-leg che possono limitare la capacità di carico utile di un razzo. Per i suoi primi lanci di prova, tuttavia, SSLV sta volando dal First Launch Pad (FLP) presso il Satish Dhawan Space Center. L'FLP è stato costruito nei primi anni '90 per il Polar Satellite Launch Vehicle (PSLV) di ISRO, con il quale SSLV condivide la rampa di lancio. L'FLP è una delle due piattaforme di lancio attive presso il Satish Dhawan Space Center, insieme alla Second Launch Pad (SLP), utilizzata dai razzi PSLV e Geosynchronous Satellite Launch Vehicle (GSLV). Il centro, precedentemente noto come Sriharikota High Altitude Range, è stato il sito di tutti i lanci orbitali dell'India fino ad oggi.

Quando il conto alla rovescia di venerdì ha raggiunto lo zero, il primo stadio di SSLV si è acceso e il veicolo è decollato. Bruciando per circa 114,6 secondi, SS1 fornisce la spinta che alimenta il veicolo attraverso l'atmosfera terrestre. Poco più di nove secondi dopo il burnout, con il razzo a un'altitudine di 94 chilometri, è iniziata la sequenza di separazione degli stadi. Questo ha visto l'accensione di PS2, seguita tre decimi di secondo dopo dal rilascio del primo stadio esaurito. Infine, cinque secondi dopo la separazione del primo stadio, il secondo stadio ha scartato il suo interstadio. L'accensione del secondo stadio è durata 124 secondi. La carenatura del carico utile di SSLV si è separata dopo circa 34 secondi dall'accensione del secondo stadio, esponendo i satelliti al vuoto dello spazio per la prima volta. Dopo lo spegnimento, la missione di venerdì è entrata in una breve fase di volo non propulso mentre il razzo saliva, prima che la separazione del secondo stadio avvenisse a sei minuti e 24,2 secondi di tempo trascorso dalla missione. Il terzo stadio si è acceso 9,8 secondi dopo per la sua accensione di 103,9 secondi.

 Dopo che anche il terzo stadio si è esaurito, c'è stata un'altra fase inerziale di 177 secondi prima che il terzo stadio si separasse dal quarto. Il quarto stadio, il VTM, si è acceso otto secondi e mezzo dopo per completare l'inserimento orbitale. L'ISRO non ha pubblicato il tempo di accensione pianificato per il VTM prima del lancio di venerdì, tuttavia, è stato un lancio piuttosto breve, con EOS-07 che si è separato dallo stadio superiore al segno di 13 minuti e cinque secondi nella missione - 102 secondi dopo l'inizio dell'accensione del quarto stadio. Janus-1 è stato il prossimo satellite ad essere rilasciato, separandosi 95 secondi dopo EOS-07. AzaadiSAT-2 è seguito 20 secondi dopo a quindici minuti di tempo trascorso dalla missione.

 Il lancio di venerdì ha segnato la prima missione orbitale dell'India del 2023 e del paese dal successo del lancio di novembre di un razzo PSLV con il satellite EOS-06. Il successo della missione SSLV D2 è un grande passo avanti per ISRO, a dimostrazione del fatto che il razzo che l'organizzazione spera possa aiutarla a catturare una quota maggiore del settore dei lanci commerciali. Si prevede che SSLV effettuerà almeno un'altra missione dimostrativa quest'anno prima di poter essere dichiarato operativo. Il prossimo lancio di ISRO è attualmente previsto per marzo. Questa potrebbe essere la seconda missione OneWeb lanciata a bordo di un razzo GSLV Mk.III, prevista per l'inizio di quest'anno. È prevista anche una missione GSLV Mk.II, che trasporta NVS-01, un satellite sostitutivo per il sistema di navigazione NavIC. Queste missioni richiedono la stessa rampa di lancio, quindi non è chiaro se entrambe potranno svolgersi nello stesso mese; uno di questi avrà probabilmente luogo in un secondo momento.

 Si è trattato del 21esimo lancio orbitale globale del 2023, il 19esimo a concludersi con successo ed il primo dell'India quest'anno.