LVM-3 (до октября 2022 года - GSLV Mark-III или GSLV Mk.3 , англ. Geosynchronous Satellite Launch Vehicle Mark III — «ракета-носитель для запуска геосинхронных спутников, версия 3») — одноразовая индийская ракета-носитель , предназначена для выведения полезной нагрузки на геопереходную орбиту (ГПО) или низкую опорную орбиту (НОО).

Ракета-носитель разрабатывалась с 2000 года Индийской организацией космических исследований (ISRO) с целью уменьшить иностранную зависимость Индии в выводе тяжёлых грузов на орбиту. Модификация этой ракеты будет использоваться для запуска пилотируемого космического аппарата.

Первый полёт GSLV Mk.3, который ранее планировался в 2009 году, несколько раз переносился, первые суборбитальные испытания были произведены в декабре 2014 года.

Первый орбитальный запуск ракеты состоялся 5 июня 2017 года, на орбиту выведен телекоммуникационный спутник GSAT-19 .

Конструкция

Твердотопливные ускорители

Ракета-носитель оснащается двумя трёхсегментными твердотопливными ускорителями S200, разработанными , которые закрепляются по бокам первой ступени и обеспечивают всю тягу на старте и в первые минуты полёта ракеты-носителя до запуска первой ступени.

S200 является самым большим индийским твердотопливным ускорителем и уступает в размерах только ускорителям, которые использовались для запуска « Шаттлов » и твердотопливным боковым ускорителями P-230 европейской ракеты-носителя « Ариан-5 ». Первые успешные наземные испытания ускорителя проведены 24 января 2010 года .

Диаметр ускорителя составляет 3,2 м , высота — 25 м, сухая масса — 31,3 т , каждый ускоритель вмещает 207 т топлива на основе HTPB . Пи́ковая тяга ускорителя на уровне моря достигает 5150 кН , средняя тяга на уровне моря — 3578 кН . Суммарная средняя тяга в вакууме двух ускорителей составляет 9316 кН. Удельный импульс ускорителя — 227 с на уровне моря и 274,5 с в вакууме .

Сопло двигателя c помощью электро-гидравлических приводов отклоняется на 5,5° от центральной оси в двух направлениях, обеспечивая контроль вектора тяги по тангажу и рысканию . Совместное отклонение сопел двух ускорителей обеспечивает контроль вращения . Небольшие баки с гидравлической жидкостью для приводов расположены снаружи ускорителей .

Время работы ускорителей составляет 130 секунд, спустя 149 секунд после старта ракеты-носителя происходит их отсоединение от первой ступени с помощью пиротехнических механизмов , после чего ускорители отводятся в стороны с помощью шести маленьких твердотопливных двигателей, расположенных в носовой и задней части .

Первая ступень

Первая ступень разработана и носит название L110. Первое успешное огневое испытание ступени с полной протяжённостью в 200 секунд состоялось 8 сентября 2010 года, за шесть месяцев до этого, 5 марта, испытания были прерваны на 150-й секунде из-за незначительной неполадки в системе управления .

Диаметр ступени — 4 м, высота — 17 м (21,3 м вместе с промежуточной секцией). Состоит из двух алюминиевых топливных баков, которые способны вместить до 110 т компонентов топлива: несимметричного диметилгидразина ( горючее ) и тетраоксида диазота ( окислитель ) .

На ступень установлены 2 улучшенных жидкостных ракетных двигателя , позволяющие ступени развивать тягу в 1598 кН в вакууме, с удельным импульсом 293 с . Двигатели используют регенеративное охлаждение циркуляцией топлива, что позволило улучшить удельный импульс и его весовые характеристики по сравнению с предыдущими ракетами. Каждый двигатель может отклонятся от центральной оси индивидуально, позволяя обеспечивать контроль вектора тяги во всех плоскостях .

Старт ракеты-носителя обеспечивается только за счёт тяги твердотопливных ускорителей, зажигание двигателей первой ступени происходит только на 110 секунде полёта, за 20 секунд до завершения работы ускорителей. Двигатели первой ступени работают в течение 200 секунд, после чего происходит расстыковка первой и второй ступени .

Верхняя ступень

Криогенная верхняя ступень является увеличенной версией третьей ступени ракеты-носителя GSLV Mk.II , которая была первой индийской криогенной ракетной ступенью и сроки завершения её разработки неоднократно откладывались из-за технологических сложностей .

Имеет название C25 и вмещает до 27 т компонентов топлива — жидкого водорода (горючее) и жидкого кислорода (окислитель), с рабочими температурами −253 °C и −195 °C соответственно. Диаметр ступени составляет 4 м, длина — 13,5 м .

Оборудована самым мощным индийским криогенным ЖРД с тягой 186 кН и удельным импульсом 443 с в вакууме .

25 января 2017 года проведены успешные наземные огневые испытания криогенной ступени продолжительностью 50 секунд , следующим планируют выполнить 640-секундное испытание, соответствующее длительности участка работы ступени при реальном запуске ракеты-носителя .

17 февраля 2017 года были проведены финальные наземные испытания двигателя верхней ступени протяжённостью 640 секунд . Показатели производительности ступени соответствовали ожидаемым .

Головной обтекатель

Головной обтекатель сделан из алюминиевого сплава и имеет диаметр 5 метров .

Развитие

Значение для будущего пилотируемого полёта

Планируется, что LVM-3 будет использоваться для выведения на орбиту пилотируемого космического корабля Гаганьян с целью первого в истории страны полёта человека в космос. Ракета-носитель со стартовой массой 629 тонн будет способна выводить на НОО до 20 тонн груза. Полёты будут осуществляться из космического центра имени Сатиша Дхавана на острове Шрихарикота .

Роль в будущем

Индийская организация космических исследований планирует три непилотируемых полёта LVM-3 до выполнения полёта человека в космос. Прежде всего ракета-носитель разработана для обеспечения независимости Индии в вопросе доставки тяжёлых грузов на НОО и ГСО . Также ракету-носитель планируется использовать для межпланетных исследовательских программ . Лунный проект Индии Чандраян-2 изначально планировалось запустить с помощью LVM-3 , в дальнейшем для миссии была выбрана ракета-носитель GSLV Mk.II .

Керосино-кислородная первая ступень

В разработке ISRO находится жидкостный ракетный двигатель , использующий в качестве топлива керосин и жидкий кислород , с ожидаемыми показателями тяги около 2000 кН в вакууме. Его планируют использовать на будущих тяжёлых и многоразовых индийских ракетах, а до этого использовать его в качестве маршевого двигателя на первой ступени SC160 ракеты LVM-3, заменив нынешнюю ступень L110 с двигателями Vikas. Это позволит увеличить массу выводимой на геопереходную орбиту полезной нагрузки до 6,2 тонн .

Суборбитальный испытательный полёт

Первый успешный испытательный суборбитальный полёт состоялся 18 декабря 2014 года. Запуск ракеты-носителя состоялся в 04:00 UTC со второй стартовой площадки Космического центра им. Сатиша Двахана . Целью полёта были испытания твердотопливных ускорителей и первой ступени, систем расстыковки ступеней и головного обтекателя, проверка полётной аппаратуры и аэродинамической стабильности в атмосферной фазе полёта. Верхняя ступень в этом полёте не была функциональна, являла собой полногабаритную модель, заполненную 25 тоннами топлива, для симуляции полётной конфигурации ракеты-носителя. В рамках этого полёта были проведены испытания возвращаемого модуля будущего индийского пилотируемого космического корабля .

На основании данных, полученных в течение полёта, были произведены изменения формы свода головного обтекателя и градуса наклона конусовидных защитных колпаков боковых ускорителей .

Запуски

№	Дата, время ( UTC )	Стартовая площадка	Полезная нагрузка	Масса (в кг)	Орбита	Результат
Х	18 декабря 2014 , 04:00	Шрихарикота , вторая	CARE	3735	Суборбитальный запуск	Успех
	Первый испытательный полёт тяжёлого носителя LVM3 (GSLV III), с полезной нагрузкой будущего пилотируемого корабля.
D1	5 июня 2017 , 11:58	Шрихарикота , вторая	GSAT-19	3136	ГПО	Успех
	Первый орбитальный запуск. Спутник выведен на целевую геопереходную орбиту с параметрами 170 × 35 975 км , наклонение 21,5°. GSAT-19 стал самым тяжёлым спутником, выведенным индийской ракетой-носителем .
D2	14 ноября 2018 , 11:38	вторая		3423	ГПО	Успех
M1	22 июля 2019 , 09:13	вторая	Чандраян-2	3877	ВЭО	Успех
	Исследовательская миссия, включающая в себя орбитальный, посадочный аппарат и луноход, успешно выведена на орбиту с апогеем более 45 000 км , на 6000 км выше, чем планировалось. Это позволит использовать меньше топлива при полёте к Луне . Используя собственные двигатели, аппарат выполнит серию из 15 манёвров для повышения орбиты, с целью выйти на орбиту Луны 20 августа, а выполнить посадку 6 сентября 2019 года, в районе южного полюса Луны .
M2	22 октября 2022 , 18:37	вторая	OneWeb India-1	5796 кг	НОО	Успех
	Успешный запуск партии из 36-ти спутников связи компании OneWeb на орбиту высотой 601 км и наклонением 87,4° .
M3	26 марта 2023 , 03:30 UTC	вторая	OneWeb India-2	5805 кг	НОО	Успех
	Второй запуск партии из 36 спутников связи компании OneWeb , осуществленный индийским носителем .
M4	14 июля 2023 , 09:05 UTC	Шрихарикота , вторая	Чандраян-3	3900	ВЭО	Успех
	Исследовательская миссия к Луне, включающая в себя посадочный аппарат и луноход.

Примечания