[Jul 17, 2010]
物理：印度運載火箭GSLV-D3失效肇因
編輯 HCC 報導
印度太空研究組織ISRO於七月九日公佈運載火箭GSLVD3發射失效分析報告，報告指出燃油增壓渦輪幫浦(Fuel Booster Turbo Pump, FBTP) 的異常停止，為印度本年四月自製低溫引擎運載火箭GSLV-D3發射失效的主要肇因。
ISRO官方網站是以新聞稿方式公佈失效分析報告，內容簡要，報告依據GSLV-D3飛行時序進行相對應事件的遙測資料(telemetry data)比對，從發生失效時間點的失效現象推論可能原因，從而認定低溫上節火箭(Cryogenic Upper Stage, CUS)液態氫燃料槽內的燃油增壓渦輪幫浦失效，導致GSLV-D3發射失敗。引起FBTP失效的兩項可能原因尚未進行地面失效重現驗證試驗，七月九日的報告提到已經規劃了一系列的地面驗證試驗。
報告從GSLV-D3發射倒數、點火離架，依序檢討到離架後293秒第二節GS2 液態引擎燃閉，此時火箭姿態、速度、飛行軌跡角、加速度分佈符合預期。酬載裝備如飛行導控系統(使用印度自製飛行電腦)、遙測系統功能正常；首次飛試的4公尺直徑複合材料酬載整流罩性能合乎期待，其餘系統如引擎方位控制系統、級間輔助系統(如脫節、隔熱罩拋離等機構)功能正常。
火箭離架294.06秒後，低溫上節火箭啟動，從運載火箭加速度與其他飛行量測參數証實CUS主引擎正常點火；不過由於主引擎推力室無法獲得液態氫，未能建立推力。
ISRO認為失效來自燃油增壓渦輪幫浦的異常停止。FBTP原正常啟動並達到最高轉速34800rpm，FBTP在CUS啟動後仍持續運作，不過速度於0.9秒後開始下降，於隨後0.6秒停止運轉。
ISRO認定FRTP的失效有兩種可能狀況： (a)某個密封圈卡緊，繼而卡死轉子，(b)由於過高的升壓與熱應力造成渦輪機殼破壞。上述可能性皆待地面試驗驗證。
將重達2噸以上的重型衛星發射進入地球靜止軌道(Geostationary Orbit, GEO )，需要使用由低溫引擎驅動的上節火箭，目前僅美國、蘇聯、歐盟、中國與日本擁有低溫引擎技術。
印度於1986年開始發展同步衛星運載火箭(GSLV)發射計畫，隨即啟動低溫引擎研發。1991年ISRO加入與蘇聯Glavkosmos公司的合作計畫，以1.2億美元代價購買兩具KVD-1低溫引擎以及技術轉移。
然而在美國施壓下，1993年蘇聯基於違反飛彈科技管制協定(MTCR-Missile Technology Control Regime)理由，停止進行低溫引擎技術轉移，另外賣了兩具低溫引擎予印度。
印度隨即走向自製低溫引擎一途，ISRO遇到的最大挑戰為研發使用低溫燃料所需之特殊合金與高速渦輪。由於印度未能順利生產KVD-1衍生型低溫引擎，2001年ISRO與蘇聯Khrunichev Space Centre簽約再購買五具KVD-1引擎，延續GSLV計畫。
印度前五次的GSLV飛行均使用俄製低溫上節，包含低溫引擎、燃料槽、發動機外殼與佈線。
本年四月ISRO所研發的低溫上節於GSLV-D3飛試任務失敗。ISRO宣稱在採取必要改正措施後，印度自製低溫上節將於一年之內承載於GSLV運載火箭上進行再次飛行試驗，同時後續兩次排定的GSLV運載火箭飛行將使用俄製低溫上節。
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