PSLV-CA是印度极轨卫星运载火箭(PSLV)的光杆构型,无标准型配备的六枚捆绑助推器,第四级推进剂比标准版本少400千克,属于四级固液混合运载火箭,主要用于太阳同步轨道及近地轨道发射任务。
PSLV-CA是印度PSLV火箭的子型号,Core Alone即光杆构型,取消了标准PSLV的六枚捆绑助推器,第四级推进剂相比标准版本减少400千克。该火箭为四级固液混合结构,助推器、芯一级、芯三级为固体推进剂级段,芯二级、芯四级为常温液体推进剂级段,一二级直径2.8米,三级直径2米,四级直径1.34米,可执行太阳同步轨道、近地轨道发射任务,截至2023年7月已执行17次发射任务。
运载参数和应用场景
PSLV-CA是印度空间研究组织(ISRO)在极轨卫星运载火箭(PSLV)基础上研发的光杆构型版本,全称为“Core Alone”即无助推器核心构型,专门针对中小载荷发射需求优化,自2007年首飞以来已成为印度商业航天发射的主力型号之一,其核心运载参数如下:
| 参数类别 | 具体指标 | 数值 |
|---|---|---|
| 基本尺寸 | 火箭全长 | 44.4 m |
| 芯级直径 | 2.8 m | |
| 起飞参数 | 起飞重量 | 228.642 t |
| 起飞推力 | 4860 kN | |
| 运载能力 | 600km太阳同步轨道(SSO) | 1100 kg |
| 200km近地轨道(LEO) | 2100 kg | |
| 地球同步转移轨道(GTO) | 550 kg | |
| 总体指标 | 级数 | 四级固液混合 |
| 设计寿命 | 一次性使用 | |
| 发射工位 | 萨迪什·达万航天中心(SRI) |
该构型的参数定位决定了其核心应用场景聚焦于三个领域:首先是太阳同步轨道遥感卫星发射,1100kg的SSO运力恰好适配单颗中型遥感卫星或多颗小型遥感卫星组网需求,印度本土的 Cartosat 系列制图卫星、资源监测卫星均多次采用该构型发射;其次是商业小卫星拼车发射,PSLV-CA 凭借较高的可靠性和相对低廉的发射成本,成为全球中小型卫星运营商的热门选择,截至2023年已为新加坡、英国、美国等20余个国家提供过商业发射服务;最后是技术验证载荷发射,该构型可灵活调整轨道高度和倾角,适合搭载高校、科研机构的技术试验卫星,例如2022年发射的SCOOB-1卫星即为新加坡南洋理工大学的学生试验卫星。
相较于PSLV系列的其他构型,PSLV-CA 取消了6枚捆绑式固体助推器,结构简化使得发射成本降低约30%,同时全箭可靠性提升至100%,尤其适合对成本敏感、载荷重量适中的发射任务,填补了印度运载火箭在1-2吨级SSO运力区间的空白。
技术特点
PSLV-CA 延续了PSLV系列经典的四级固液交替布局,通过模块化设计实现了性能与可靠性的平衡,其核心技术特点既继承了PSLV系列的成熟设计,又针对光杆构型进行了专项优化:
| 子级序号 | 推进类型 | 发动机型号 | 推进剂 | 推力 | 比冲 | 工作时间 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 芯一级 | 固体 | S139 固体发动机 | HTPB 端羟基聚丁二烯 | 4860 kN(海平面) | 269 s | 105 s |
| 芯二级 | 液体 | Vikas 液体发动机 | 四氧化二氮/偏二甲肼 | 725 kN(真空) | 293 s | 158 s |
| 芯三级 | 固体 | HPS3 固体发动机 | HTPB 端羟基聚丁二烯 | 328 kN(真空) | 294 s | 83 s |
| 芯四级 | 液体 | 双液体姿控发动机 | 四氧化二氮/甲基肼 | 14 kN(真空) | 308 s | 425 s |
该构型的技术创新点首先体现在无助推器的光杆布局设计,通过去除捆绑助推器,全箭结构复杂度大幅降低,地面测试流程缩短40%,发射准备周期从标准型的90天压缩至60天,同时减少了助推器分离环节的故障风险,这也是该构型保持100%发射成功率的核心原因之一。其次是姿态控制系统的专项优化,由于取消了助推器,芯一级采用二次注入推力矢量控制(SITVC)技术,通过向喷管注入高氯酸锶水溶液实现俯仰和偏航控制,侧倾控制则由两个小型液体姿控发动机完成,在保证控制精度的同时降低了系统重量。第三是第四级推进系统的轻量化改进,PSLV-CA 的第四级推进剂加注量从标准型的2500kg调整为2100kg,发动机采用冗余设计,双发可独立工作,能够实现多次点火,满足多星不同轨道高度的部署需求,最长滑行时间可达30分钟。
此外,PSLV-CA 的多星适配器设计极具特色,采用模块化多星分配器,最多可同时搭载40颗以上不同重量的卫星,通过分层安装、分时释放的方式,实现不同轨道参数的卫星精准部署,2018年11月29日的发射任务中,该构型曾成功将30颗卫星送入不同轨道,创下当时该构型的一箭多星纪录。其整流罩采用双瓣式分离设计,直径3.2米,内部有效容积12立方米,可适配多种尺寸的载荷需求,整流罩分离冲击小于10g,对精密光学载荷的兼容性较好。
发射历史和重要任务
PSLV-CA 于2007年4月23日完成首飞,截至2023年7月累计完成17次发射,全部取得成功,成功率达100%,累计将87颗卫星送入预定轨道,是PSLV系列中可靠性最高的子型号。用户提供的最近5次发射记录如下:
| 发射代码 | 发射时间 | 委托国家 | 发射站 | 成功入轨卫星数 | 核心载荷 | 任务意义 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 2022-072 | 2022-06-30 | 新加坡 | SRI | 4 | DS-EO、NEUSAR、SCOOB-1、POEM | 为新加坡提供对地观测组网能力,其中DS-EO是新加坡新一代光电遥感卫星,分辨率达0.5米,NEUSAR为新加坡首颗商业SAR卫星 |
| 2019-028 | 2019-05-22 | 印度 | SRI | 1 | RISAT-2B 雷达遥感卫星 | 印度自研的X波段合成孔径雷达卫星,可实现全天候对地观测,服务于农业监测、灾害预警和国土测绘 |
| 2018-096 | 2018-11-29 | 印度 | SRI | 30 | HySIS 高光谱卫星 + 29颗商业小卫星 | 印度首颗高光谱观测卫星,可提供24个波段的对地观测数据,同时搭载了来自8个国家的商业小卫星,验证了多星部署能力 |
| 2018-071 | 2018-09-16 | 英国 | SRI | 2 | NovaSAR-S、S1-4 | 为英国发射的X波段SAR卫星,可用于海上船舶监测、森林资源调查,是PSLV-CA首次承接欧洲大型商业卫星发射任务 |
| 2015-077 | 2015-12-16 | 新加坡 | SRI | 6 | TeLEOS-1 主星 + 5颗小卫星 | 新加坡首颗自主研发的高分辨率遥感卫星,标志着PSLV-CA正式进入东南亚商业发射市场 |
其中2022年6月30日的最后一次发射任务中,4颗卫星各有明确功能定位:DS-EO卫星重365kg,具备全色和多光谱成像能力,可提供0.5米分辨率的光学影像,服务于新加坡城市规划、灾害响应和环境监测;NEUSAR卫星重150kg,搭载L波段合成孔径雷达,可实现全天候、全天时对地观测,不受云层和光照影响;SCOOB-1是新加坡南洋理工大学研发的3U立方体卫星,用于验证学生自主研发的星上计算机和通信技术;POEM是PSLV轨道实验平台,利用第四级剩余推进剂在轨开展技术验证,无需额外发射专用试验平台,降低了技术验证成本。
2023年7月30日,PSLV-CA完成第17次发射,将新加坡的DS-SAR卫星和6颗副载荷送入预定轨道,其中DS-SAR卫星搭载以色列研制的合成孔径雷达载荷,分辨率达1米,可提供全极化成像数据,进一步巩固了该构型在东南亚商业发射市场的优势地位。截至2026年,ISRO公布的PSLV-CA剩余发射任务还有8次,主要承接全球商业小卫星拼车发射和印度本土中小载荷发射需求,该构型凭借高可靠性和高性价比,仍然是全球中小载荷发射市场的重要选择之一。

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