Il carico utile di questa missione

 

L'Indian Space Research Organization (ISRO – l'agenzia spaziale indiana) ha utilizzato il suo razzo PSLV per schierare, sabato 22 aprile 2023, una coppia di satelliti di Singapore, in un lancio commerciale contratto dalla sua controllata NewSpace India Limited. Il razzo PSLV-CA è decollato alle 08:49 UTC (le 14:19 ora locale) dal Satish Dhawan Space Center. Il lancio di sabato ha portato il satellite per immagini radar TeLEOS-2, che sarà gestito in collaborazione tra il governo di Singapore e ST Electronics. Anche il satellite più piccolo Lumelite-4 è stato dispiegato, mentre altri sette carichi utili sono stati attaccati allo stadio superiore del PSLV, che rimarrà in orbita come piattaforma sperimentale dopo aver completato il dispiegamento dei due satelliti.

TeLEOS-2 trasporta un radar ad apertura sintetica (SAR), in grado di visualizzare la Terra senza essere influenzato dall'oscurità o dalla copertura nuvolosa. Costruito da ST Electronics, si basa sullo stesso bus SS-400 del precedente satellite TeLEOS-1, lanciato nel dicembre 2015, ma con il payload SAR installato al posto del sistema elettro-ottico che si trovava a bordo del precedente satellite. TeLEOS-2, che ha una massa di 741 chilogrammi, è alimentato da quattro pannelli solari che verranno dispiegati una volta in orbita e sarà in grado di produrre immagini con una risoluzione di un metro.

Lumelite-4 è un CubeSat di 12 unità che viene trasportato per l'Agenzia per la tecnologia scientifica e la ricerca (A*STAR), l'Università nazionale di Singapore (NUS) e altri partner industriali e governativi. Con dimensioni di 20 x 20 x 30 centimetri e una massa di 16 chilogrammi, sarà utilizzato per una dimostrazione in orbita di un VHF Data Exchange System (VDES), basato sullo spazio, per gli utenti marittimi. I vantaggi dell'utilizzo di VDES in questo modo sono visti come un miglioramento della sicurezza e delle comunicazioni per le navi in mare, con il sistema che potrebbe sostituire a lungo termine il sistema di identificazione automatica (AIS) che le navi utilizzano attualmente per trasmettere informazioni sulla posizione e sullo stato.

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Nella foto il carico utile della missione PSLV-C55 racchiuso all'interno dell'ogiva protettiva per il lancio. Credito: ISRO

 

Dopo aver schierato TeLEOS-2 e Lumelite-4, lo stadio superiore del PSLV rimarrà in orbita per ospitare una serie di esperimenti. Chiamato PSLV Orbital Experimental Module 2 (POEM-2) in questo ruolo, lo stadio è dotato di pannelli solari e sette pacchetti di esperimenti non dispiegabili. Dovrebbe operare in questa modalità per circa un mese. 

POEM-2 trasporta sette payload collegati per più utenti. L'Advanced Retarding Potential Analyzer for Ionospheric Studies (ARIS-2) sarà utilizzato dall'Indian Institute of Science and Technology (IIST) per studiare la densità e la distribuzione di ioni ed elettroni nella ionosfera terrestre per aiutare con il monitoraggio della meteorologia spaziale. Fa seguito al primo ARIS, trasportato a bordo del PSLV C45 nell'aprile 2019. PSLV In-orbital Onboard Computer (OBC) and Thermals, o Pilot, anch'esso in volo per IIST, convaliderà il funzionamento di un sistema informatico di bordo e del software associato nell'ambiente di volo, aprendo la strada a future missioni. Questo è il secondo esperimento pilota effettuato utilizzando la piattaforma POEM, con un altro esperimento pilota che è volato a bordo di POEM-1 nel giugno 2022.

Un sistema di propulsione elettrica ARKA200 viene trasportato per test in orbita per conto del suo sviluppatore, Bellatrix Aerospace. Tre payload per Dhruva Space testeranno i suoi meccanismi di distribuzione Dhruva Satellite Orbital Deployer (DSOD) 3U e 6U CubeSat e il sistema di comunicazione DOSL-Transceiver. Il carico utile finale di POEM-2, Starberry-Sense, è in volo per l'Indian Institute of Astrophysics (IAP). Questo metterà alla prova un inseguitore stellare a basso costo che è stato sviluppato per future piccole missioni satellitari. Il payload Starberry-Sense utilizza componenti standard e si basa su un computer in miniatura Raspberry Pi Zero, con fotocamera e gruppi di obiettivi collegati.

 

Il razzo indiano PSLV

 

Il PSLV, o Polar Satellite Launch Vehicle, è un razzo a quattro stadi costruito e gestito dall'Indian Space Research Organization (ISRO). Introdotto nel settembre 1993, ha effettuato 56 voli prima della missione TeLEOS-2, di cui 53 completati con successo, due falliti e uno con conseguente fallimento parziale con un'orbita raggiunta non nominale. Il lancio di sabato, designato PSLV C55, mirerà a continuare l'attuale corsa del razzo, che al momento, conta 15 missioni consecutive di successo. A seconda dei requisiti della missione, in particolare la massa del carico utile e l'orbita target, il PSLV può volare in diverse configurazioni, variando il numero di booster collegati al primo stadio per adattare le prestazioni ai requisiti della missione. Le configurazioni PSLV-CA, DL, QL e XL hanno rispettivamente zero, due, quattro e sei booster. La configurazione PSLV-G, la versione originale del razzo che non vola dal 2016, utilizzava sei booster di tipo più piccolo rispetto alle altre varianti.

Per la missione di sabato, il PSLV C55 ha volato nella configurazione CA, o "Core Alone", senza booster aggiuntivi. È stato lanciato dal First Launch Pad (FLP) presso il Satish Dhawan Space Center (SDSC), precedentemente noto come Sriharikota High Altitude Range, sull'isola di Sriharikota nel Golfo del Bengala. SDSC è il sito di lancio principale dell'India ed è stata la sede di tutti i lanci orbitali del paese.

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Uno schema delle varie fasi di lancio della missione PSLV-C55. Credito: ISRO

 

La missione PSLV C55 ha segnato il primo utilizzo di un nuovo processo di integrazione, sfruttando un nuovo piedistallo di lancio mobile (MLP), per supportare una missione PSLV dal First Launch Pad. In precedenza, i razzi PSLV lanciati dal FLP venivano montati sulla rampa di lancio, ma con il nuovo piedistallo i loro stadi inferiori possono essere pre-assemblati in un vicino PSLV Integration Facility (PIF) prima di essere trasferiti sulla piattaforma. L'ISRO spera che ciò consentirà alle future campagne di lancio di essere eseguite in parallelo, con la costruzione del prossimo PSLV in grado di iniziare al PIF mentre il razzo precedente è ancora sulla rampa di lancio, aumentando infine il numero di lanci che possono essere fatto dal FLP.

L'FLP è uno dei due complessi di lancio orbitale attivi presso l'SDSC. Viene utilizzato principalmente per i lanci PSLV e ha anche recentemente supportato il nuovo Small Satellite Launch Vehicle (SSLV), che ha effettuato il suo primo lancio di successo a febbraio dopo un fallimento lo scorso agosto. La seconda piattaforma di lancio, situata a circa 1,6 chilometri a sud, può essere utilizzata anche dal PSLV e dal più grande Veicolo di lancio satellitare geosincrono (GSLV) Mk.II e Mk.III.

Dopo il conto alla rovescia di sabato, la missione PSLV C55 è iniziata con l'accensione dei propulsori di controllo del rollio del primo stadio (RCT) al secondo segno del conto alla rovescia T-3, seguito dal motore principale del primo stadio al T0. Il primo stadio, o PS1, è alimentato da un motore a razzo solido S139, che brucia propellente polibutadiene a terminazione idrossilica (HTPB). Gli RCT sono propulsori Vernier alimentati a liquido, che aiutano a guidare il razzo durante la salita. Il primo stadio ha funzionato per poco meno di 110 secondi, spingendo il PSLV a un'altitudine di 50 chilometri e una velocità di 1,74 chilometri al secondo prima che si esaurisse e si scaricasse. Circa due decimi di secondo dopo la separazione del primo stadio, il secondo stadio – noto come PS2 o PL40 – si è acceso per continuare la salita verso l'orbita.

Il PS2 alimentato a liquido è con un singolo motore Vikas, che brucia 41 tonnellate di propellente UH25 - una miscela di tre parti di dimetilidrazina asimmetrica e una parte di idrazina idrato - e ossidante tetrossido di diazoto. Questa accensione è durata poco più di 150 secondi e comprende diverse pietre miliari significative della missione. Cinque secondi dopo l'accensione, il razzo è passato alla guida a circuito chiuso. Mentre la salita continuava, ha attraversato la linea di Kármán - il confine dello spazio riconosciuto a livello internazionale, un'altitudine di 100 chilometri - e poco dopo l'ogiva protettiva del carico utile si è separata.

La carenatura, definita "scudo termico" da ISRO, protegge il carico utile dall'atmosfera terrestre durante l'ascesa, preservando anche le caratteristiche aerodinamiche del razzo. Una volta che il veicolo ha raggiunto lo spazio questa protezione non è più necessaria ed è stata rilasciata per ridurre il peso del razzo. La separazione della carenatura è avvenuta a circa tre minuti e quattro secondi di volo, o circa 74 secondi nell'accensione del secondo stadio. L'arresto e la separazione del secondo stadio si sono verificati poco più di quattro minuti e 20 secondi dopo il decollo. Circa 1,2 secondi dopo, il terzo stadio dell'HPS3 si è acceso per un'accensione di circa 70 secondi del suo motore a propellente solido S-7. Con questo completamento, la missione è entrata in una fase di crociera mentre il veicolo saliva verso l'apogeo - o il punto più alto - della sua traiettoria. Il terzo stadio esaurito è stato gettato a mare a metà di questa fase di volo inerziale, a circa nove minuti e 46 secondi di tempo trascorso dalla missione.

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Nella foto il razzo PSLV mentre supera la fase di MaxQ. Credito: ISRO

 

Il quarto stadio di PSLV, o PS4, ha iniziato una singola accensione poco dopo i 16 minuti e 22 secondi del lancio. Il PS4 ha una coppia di motori che bruciano monometilidrazina e MON-3 - quest'ultimo, ossidi misti di azoto (MON) è una miscela di ossido nitrico al 3% e tetrossido di diazoto al 97%. L'accensione di due minuti e 11,6 secondi dei motori del PS4 ha completato l'inserimento del PSLV nell'orbita bassa terrestre e la sua conclusione ha segnato la fine del volo a motore per la missione di sabato.

PSLV mirava a un'orbita circolare a un'altitudine di 586 chilometri e un'inclinazione di dieci gradi rispetto all'equatore. TeLEOS-2 è stato il primo satellite a separarsi, sganciandosi 57 secondi dopo lo spegnimento del quarto stadio. Lumelite-4 è seguito 50 secondi dopo. Con i suoi carichi utili dispiegabili separati, il quarto stadio ha iniziato la passivazione per garantire che possa rimanere in orbita in sicurezza nel suo ruolo esteso di POEM-2.

Il lancio di sabato è stato il terzo del 2023 in India, dopo le missioni di successo per il più piccolo SSLV a febbraio e il più grande GSLV Mk.III a marzo. Il prossimo lancio dell'India dovrebbe essere una missione GSLV Mk.II alla fine di maggio, con l'impiego di un nuovo satellite per il sistema di navigazione NavIC, o IRNSS, il GPS indiano. Si è trattato inoltre del 61esimo lancio orbitale globale del 2023, il terzo dell'India, tutti di successo.