Table of Contents
પ્રસ્તાવના: LVM3 રોકેટ નું મહત્વ
LVM3 રોકેટ એટલે કે લોન્ચ વ્હિકલ માર્ક-3 , જે અગાઉ GSLV Mk III તરીકે ઓળખાતું હતું, એ ભારતીય અવકાશ સંશોધન સંસ્થા (ISRO) દ્વારા વિકસિત કરવામાં આવેલું સૌથી શક્તિશાળી અને લોન્ચ વ્હિકલ છે. આ રોકેટ ભારતને અવકાશ શક્તિઓની ચુનંદા લીગમાં સ્થાન આપે છે અને દેશની અવકાશ મહત્વાકાંક્ષાઓને નવી ઊંચાઈ પ્રદાન કરે છે.
LVM3 એ ત્રણ તબક્કાનું અત્યંત જટિલ રોકેટ છે જે 4,000 કિલોગ્રામ સુધીના ઉપગ્રહોને જીઓસિંક્રોનસ ટ્રાન્સફર ઓર્બિટ (GTO) માં અને 10,000 કિલોગ્રામ સુધીના પેલોડને લો અર્થ ઓર્બિટ (LEO) માં મોકલવાની ક્ષમતા ધરાવે છે. આ ક્ષમતા ભારતને ભારે કોમ્યુનિકેશન સેટેલાઈટ, સેટેલાઈટ મિશન અને માનવયુક્ત સ્પેસ મિશન માટે સંપૂર્ણ આત્મનિર્ભર બનાવે છે.
આ રોકેટની સૌથી મહત્વપૂર્ણ વિશેષતા એ છે કે તેના તમામ મુખ્ય પાર્ટસ સંપૂર્ણપણે સ્વદેશી રીતે વિકસિત કરવામાં આવ્યા છે. વિશ્વના સૌથી વિશાળ સોલિડ બૂસ્ટર્સ, શક્તિશાળી લિક્વિડ કોર સ્ટેજ અને અદ્યતન ક્રાયોજેનિક એન્જિનનો સમાવેશ આ રોકેટને ખાસ બનાવે છે.
વધારે વાંચો: ઇન્ટરનેશનલ સ્પેસ સ્ટેશન (ISS): અંતરિક્ષ માં બનેલું એક અજોડ સર્જન
LVM3 નો વિકાસ ઇતિહાસ
LVM3 રોકેટ નો વિકાસ કાર્ય 2000 ના દાયકાની શરૂઆતમાં પ્રારંભ થયો હતો. ISRO એ સમજ્યું કે ભવિષ્યની અવકાશ જરૂરિયાતો માટે વધુ શક્તિશાળી રોકેટની આવશ્યકતા છે. ખાસ કરીને 4,000 કિલોગ્રામથી વધુ વજનના કોમ્યુનિકેશન સેટેલાઈટ અને માનવયુક્ત અવકાશયાન માટે આવા રોકેટની ખાસ જરૂર હતી.
આ કાર્યક્રમનું પ્રથમ મોટું પગલું S200 સોલિડ બૂસ્ટરનું વિકાસ હતું. 2010માં, S200 નું પ્રથમ સ્ટેટિક ટેસ્ટ સફળતાપૂર્વક હાથ ધરવામાં આવ્યું હતું. આ બૂસ્ટર વિશ્વના સૌથી વિશાળ સોલિડ બૂસ્ટર્સ પૈકીનું એક છે. દરેક S200 બૂસ્ટર 205 ટન પ્રોપેલન્ટ વહન કરે છે અને 5,150 કિલોન્યૂટન થ્રસ્ટ ઉત્પન્ન કરે છે.
L110 લિક્વિડ કોર સ્ટેજનો વિકાસ PSLV ના બીજા તબક્કાના અનુભવ પર આધારિત હતો, પરંતુ તેને નોંધપાત્ર રીતે મોટું અને શક્તિશાળી બનાવવામાં આવ્યું હતું. આમાં બે વિકાસ એન્જિનનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે જે સંયુક્ત રીતે 1,600 કિલોન્યૂટન થ્રસ્ટ પ્રદાન કરે છે.
ક્રાયોજેનિક એન્જિન CE-20 નો વિકાસ સૌથી મોટો પડકાર હતો. આ એન્જિન સ્ટેજ્ડ કમ્બશ્ચન સાયકલ પર કાર્ય કરે છે, જે અગાઉના CE-7.5 કરતાં વધુ જટિલ અને કાર્યક્ષમ છે. CE-20 એન્જિન 200 કિલોન્યૂટન થ્રસ્ટ ઉત્પન્ન કરે છે અને 443 સેકન્ડનો વિશિષ્ટ આવેગ પ્રદાન કરે છે.
LVM3 નું પ્રથમ પ્રાયોગિક ઉડાન 18 ડિસેમ્બર 2014 ના રોજ હાથ ધરવામાં આવ્યું હતું. આ સબ-ઓર્બિટલ મિશનમાં ક્રૂ મોડ્યુલ એટમોસ્ફેરિક રી-એન્ટ્રી એક્સપેરિમેન્ટ (CARE) નું પરીક્ષણ કરવામાં આવ્યું હતું. આ મિશનમાં માત્ર પ્રથમ અને બીજા તબક્કાનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો.
પ્રથમ સંપૂર્ણ ઓર્બિટલ મિશન 5 જૂન 2017 ના રોજ હાથ ધરવામાં આવ્યું હતું. GSLV Mk III-D1 નામના આ મિશને GSAT-19 કોમ્યુનિકેશન ઉપગ્રહને સફળતાપૂર્વક GTO માં સ્થાપિત કર્યો હતો. આ સિદ્ધિએ ભારતને 4,000 કિલોગ્રામ વર્ગના ઉપગ્રહો લોન્ચ કરવાની સ્વતંત્ર ક્ષમતા પ્રદાન કરી હતી.
તકનીકી રચના અને ડિઝાઇન
LVM3 રોકેટ ની કુલ ઊંચાઈ 43.43 મીટર છે અને તેનું કુલ વજન લગભગ 640 ટન છે. રોકેટનો મહત્તમ વ્યાસ 4 મીટર છે. આ રોકેટની રચનામાં ત્રણ મુખ્ય તબક્કાઓ છે જે વિવિધ પ્રોપલ્શન સિસ્ટમનો ઉપયોગ કરે છે.
રોકેટની રચનામાં વિશેષ ધ્યાન એરોડાયનેમિક્સ, સ્ટ્રક્ચરલ ડિઝાઇન અને થર્મલ મેનેજમેન્ટ પર આપવામાં આવ્યું છે. પેલોડ ફેરિંગની લંબાઈ 5 મીટર છે અને તે 5 મીટર વ્યાસ સુધીના પેલોડને સમાવી શકે છે. આ ફેરિંગ કમ્પોઝિટ મટીરિયલથી બનાવવામાં આવી છે જે હલકી અને મજબૂત છે.
રોકેટમાં અદ્યતન ગાઇડન્સ, નેવિગેશન અને કંટ્રોલ સિસ્ટમ્સ છે. આ સિસ્ટમ્સ રોકેટને ચોક્કસ કક્ષામાં પહોંચાડવા માટે તેની દિશા અને વેગને સતત સમાયોજિત કરે છે. રોકેટમાં રિડન્ડન્ટ સિસ્ટમ્સ પણ છે જે વિશ્વસનીયતા વધારે છે.
LVM3 ની એક મહત્વપૂર્ણ વિશેષતા એ છે કે તે યુનિવર્સલ પેલોડ ઇન્ટરફેસનો ઉપયોગ કરે છે. આનો અર્થ એ છે કે વિવિધ પ્રકારના પેલોડ સરળતાથી આ રોકેટ સાથે જોડી શકાય છે.
વધારે વાંચો: નાસા: જાણો વિશ્વની સૌથી મોટી સ્પેસ એજન્સી વિશે
તબક્કાવાર વિગતવાર વર્ણન
પ્રથમ તબક્કો: S200 સોલિડ બૂસ્ટર્સ
LVM3 ના પ્રથમ તબક્કામાં બે વિશાળ સોલિડ રોકેટ બૂસ્ટર્સ છે જે S200 તરીકે ઓળખાય છે. દરેક બૂસ્ટર 25 મીટર લાંબો છે અને તેનો વ્યાસ 3.2 મીટર છે. આ બૂસ્ટર્સ વિશ્વના સૌથી મોટા સોલિડ બૂસ્ટર્સ પૈકીના છે.
દરેક S200 બૂસ્ટર 205 ટન હાઇડ્રોક્સિલ-ટર્મિનેટેડ પોલીબ્યુટાડીન (HTPB) આધારિત પ્રોપેલન્ટ વહન કરે છે. આ પ્રોપેલન્ટ ઉચ્ચ ઊર્જા અને સલામતી પ્રદાન કરે છે. દરેક બૂસ્ટર 5,150 કિલોન્યૂટન થ્રસ્ટ ઉત્પન્ન કરે છે, જે મળીને 10,300 કિલોન્યૂટન થ્રસ્ટ પ્રદાન કરે છે.
S200 બૂસ્ટર્સ લગભગ 140 સેકન્ડ સુધી કાર્ય કરે છે. આ સમય દરમિયાન, તે રોકેટને જમીન પરથી ઉપર ઉઠાવે છે અને પ્રારંભિક ગતિવેગ પ્રદાન કરે છે. બૂસ્ટર્સમાં થ્રસ્ટ વેક્ટર કંટ્રોલ સિસ્ટમ છે જે રોકેટની દિશા નિયંત્રિત કરે છે.
બૂસ્ટર્સનું નોઝલ ફ્લેક્સ સીલ બેરિંગ સિસ્ટમથી સજ્જ છે જે ±2 ડિગ્રી સુધી હલનચલન કરી શકે છે. આ ટેકનોલોજી રોકેટને ચોક્કસ માર્ગ પર રાખવા માટે આવશ્યક છે. બૂસ્ટર્સનું બર્ન સમાપ્ત થયા પછી, તે રોકેટથી અલગ થઈ જાય છે અને સમુદ્રમાં પડે છે.
બીજો તબક્કો: L110 લિક્વિડ કોર સ્ટેજ
L110 એ LVM3 નો કેન્દ્રીય કોર સ્ટેજ છે જે લિક્વિડ પ્રોપલ્શન પર આધારિત છે. આ સ્ટેજ 21 મીટર લાંબી છે અને તેનો વ્યાસ 4 મીટર છે. આમાં 110 ટન લિક્વિડ પ્રોપેલન્ટ સંગ્રહિત થાય છે, જેથી તેનું નામ L110 પડ્યું છે.
આ સ્ટેજમાં બે વિકાસ એન્જિન છે જે વિખોવીસ એન્જિન તરીકે પણ ઓળખાય છે. આ એન્જિન અનસિમેટ્રિકલ ડાયમેથાઇલહાઇડ્રેઝીન (UDMH) અને નાઇટ્રોજન ટેટ્રોક્સાઇડ (N₂O₄) નો ઉપયોગ પ્રોપેલન્ટ અને ઓક્સિડાઇઝર તરીકે કરે છે. આ હાયપરગોલિક પ્રોપેલન્ટ્સ છે જે સંપર્કમાં આવતાં જ સ્વયં-દહન થાય છે.
બંને વિકાસ એન્જિન સંયુક્ત રીતે 1,598 કિલોન્યૂટન થ્રસ્ટ ઉત્પન્ન કરે છે. દરેક એન્જિન 799 કિલોન્યૂટન થ્રસ્ટ પ્રદાન કરે છે. આ સ્ટેજ લગભગ 203 સેકન્ડ સુધી કાર્ય કરે છે અને વેક્યૂમમાં 293 સેકન્ડનો વિશિષ્ટ આવેગ (Isp) પ્રદાન કરે છે.
L110 સ્ટેજ S200 બૂસ્ટર્સ સાથે જ સક્રિય થાય છે અને લિફ્ટ-ઓફ પછી કાર્ય કરવાનું શરૂ કરે છે. જ્યારે S200 બૂસ્ટર્સ અલગ થાય છે ત્યારે પણ L110 સ્ટેજ કાર્યરત રહે છે અને રોકેટને આગળ ધકેલતી રહે છે. આ સ્ટેજ રોકેટને પૃથ્વીના વાતાવરણની બહાર લઈ જાય છે.
વિકાસ એન્જિનમાં પણ થ્રસ્ટ વેક્ટર કંટ્રોલ સિસ્ટમ છે જે એન્જિનને ±4 ડિગ્રી સુધી હલાવી શકે છે. આ નિયંત્રણ રોકેટને યોગ્ય માર્ગ પર રાખવા માટે નિર્ણાયક છે. L110 સ્ટેજનું કામ પૂર્ણ થયા પછી, તે રોકેટથી અલગ થઈ જાય છે.
ત્રીજો તબક્કો: C25 ક્રાયોજેનિક અપર સ્ટેજ
C25 એ LVM3 રોકેટ નો અંતિમ તબક્કો છે અને આ સૌથી અદ્યતન અને જટિલ તબક્કો છે. આ સ્ટેજ 13.5 મીટર લાંબી છે અને તેનો વ્યાસ 4 મીટર છે. આમાં 28 ટન ક્રાયોજેનિક પ્રોપેલન્ટ સંગ્રહિત થાય છે – 15 ટન લિક્વિડ ઓક્સિજન (LOX) અને 13 ટન લિક્વિડ હાઇડ્રોજન (LH₂).
આ સ્ટેજમાં CE-20 ક્રાયોજેનિક એન્જિન છે જે ISRO દ્વારા સ્વદેશી રીતે વિકસિત કરવામાં આવ્યું છે. CE-20 એ સ્ટેજ્ડ કમ્બશ્ચન સાયકલ પર કાર્ય કરે છે, જે અત્યંત કાર્યક્ષમ પ્રોપલ્શન સિસ્ટમ છે. આ એન્જિન 200 કિલોન્યૂટન થ્રસ્ટ ઉત્પન્ન કરે છે અને 443 સેકન્ડનો વિશિષ્ટ આવેગ પ્રદાન કરે છે.
ક્રાયોજેનિક પ્રોપેલન્ટ્સ અત્યંત નીચા તાપમાને સંગ્રહિત થાય છે. લિક્વિડ હાઇડ્રોજનને માઇનસ 253 ડિગ્રી સેલ્સિયસ પર અને લિક્વિડ ઓક્સિજનને માઇનસ 183 ડિગ્રી સેલ્સિયસ પર રાખવામાં આવે છે. આ તાપમાન જાળવવા માટે વિશેષ ઇન્સ્યુલેશન ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.
C25 સ્ટેજ લગભગ 640 સેકન્ડ સુધી કાર્ય કરે છે. આ લાંબો બર્ન ટાઇમ રોકેટને જરૂરી વેગ અને ઊંચાઈ પ્રદાન કરે છે. CE-20 એન્જિન બે વખત સ્ટાર્ટ થઈ શકે તેવું ડિઝાઇન છે, જો જરૂર પડે તો. આ ક્ષમતા વિવિધ મિશન જરૂરિયાતો માટે ઉપયોગી છે.
CE-20 એન્જિનમાં પ્રી-બર્નર્સ છે જે મુખ્ય કમ્બશ્ચન ચેમ્બરમાં પ્રોપેલન્ટ મોકલે છે. ચેમ્બર દબાણ 6.4 મેગાપાસ્કલ છે જે ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા સુનિશ્ચિત કરે છે. એન્જિનમાં રિજનરેટિવ કૂલિંગ સિસ્ટમ છે જે લિક્વિડ હાઇડ્રોજનનો ઉપયોગ કરીને એન્જિનને ઠંડું રાખે છે.
વધારે વાંચો : NISAR: ભારત અને અમેરિકા નું અવકાશી નેત્ર જે પૃથ્વી રહસ્યો ખોલશે
ચંદ્રયાન-3 અને LVM3
ચંદ્રયાન-3 મિશન LVM3 ની સૌથી મોટી સિદ્ધિઓ પૈકીની એક છે. 14 જુલાઈ 2023 ના રોજ, LVM3-M4 રોકેટે શ્રીહરિકોટાના સતીશ ધવન સ્પેસ સેન્ટરથી ચંદ્રયાન-3 અવકાશયાનને સફળતાપૂર્વક લોન્ચ કર્યું હતું.
ચંદ્રયાન-3 નું કુલ વજન 3,900 કિલોગ્રામ હતું. આમાં પ્રોપલ્શન મોડ્યુલ, લેન્ડર (વિક્રમ) અને રોવર (પ્રજ્ઞાન) નો સમાવેશ થતો હતો. LVM3 એ આ સંપૂર્ણ પેલોડને ચોક્કસ ટ્રાન્સ-લુનાર ઇન્જેક્શન (TLI) માર્ગ પર મૂક્યું હતું.
પ્રક્ષેપણ સંપૂર્ણ રીતે યોજના મુજબ સંપન્ન થયું હતું. LVM3 ના તમામ ત્રણ તબક્કાઓએ યોગ્ય રીતે કાર્ય કર્યું હતું અને ચંદ્રયાન-3 ને પૃથ્વીની કક્ષામાં સ્થાપિત કર્યું હતું. ત્યારબાદ અવકાશયાને પોતાના પ્રોપલ્શન સિસ્ટમનો ઉપયોગ કરીને ચંદ્ર તરફનો માર્ગ શરૂ કર્યો હતો.
23 ઓગસ્ટ 2023 ના રોજ, ચંદ્રયાન-3 એ ચંદ્રના દક્ષિણ ધ્રુવ પ્રદેશ પર સફળતાપૂર્વક સોફ્ટ લેન્ડિંગ કરી હતી. આ સિદ્ધિએ ભારતને ચંદ્ર પર સફળતાપૂર્વક લેન્ડ કરનારો ચોથો દેશ બનાવ્યો હતો અને ચંદ્રના દક્ષિણ ધ્રુવ પર લેન્ડ કરનારો પ્રથમ દેશ બનાવ્યો હતો.
આ મિશનની સફળતામાં LVM3 ની ભૂમિકા નિર્ણાયક હતી. રોકેટે સંપૂર્ણ વિશ્વસનીયતા અને ચોકસાઈ દર્શાવી હતી. આ સિદ્ધિએ LVM3 ની ભાવિ ગ્રહો અંતરિક્ષ મિશન માટેની ક્ષમતાઓને સાબિત કરી હતી.
ચંદ્રયાન-3 ની સફળતા પછી, LVM3 આંતરરાષ્ટ્રીય સ્તરે વધુ માન્યતા પામ્યું છે. વિશ્વના અનેક દેશો અને સંસ્થાઓ હવે તેમના ચંદ્ર અને ગ્રહો અંતરિક્ષ મિશન માટે LVM3 ની સેવાઓ લેવા ઇચ્છુક છે.
આગામી મિશન અને યોજનાઓ
ગગનયાન માનવયુક્ત મિશન: LVM3 નો સૌથી મહત્વાકાંક્ષી ઉપયોગ ગગનયાન મિશન માટે થશે. આ મિશન 2025-26 માં આયોજિત છે અને ત્રણ ભારતીય અવકાશયાત્રીઓને 7 દિવસ માટે લો અર્થ ઓર્બિટમાં મોકલશે. આ માટે LVM3 માં વિશેષ સુરક્ષા સુવિધાઓ ઉમેરવામાં આવી રહી છે, જેમાં ક્રૂ એસ્કેપ સિસ્ટમ અને વધુ રિડન્ડન્સીનો સમાવેશ થાય છે.
ભારતીય અવકાશ સ્ટેશન: ISRO એ 2035 સુધીમાં ભારતીય અવકાશ સ્ટેશન સ્થાપિત કરવાનો લક્ષ્યાંક રાખ્યો છે. આ અવકાશ સ્ટેશનના મોડ્યુલ્સને કક્ષામાં મોકલવા માટે LVM3 નો ઉપયોગ થશે. આ માટે LVM3 ની વધુ શક્તિશાળી આવૃત્તિ વિકસાવવામાં આવી રહી છે.
ચંદ્રયાન-4 અને અન્ય ચંદ્ર મિશન: ISRO આગામી ચંદ્ર મિશનોની યોજના બનાવી રહ્યું છે. ચંદ્રયાન-4 એક સેમ્પલ રિટર્ન મિશન છે જે ચંદ્રની માટી અને ખડકો પૃથ્વી પર લાવશે. આ મિશન માટે પણ LVM3 નો ઉપયોગ થવાની શક્યતા છે. ભારત-જાપાન સંયુક્ત LUPEX (લુનાર પોલર એક્સ્પ્લોરેશન) મિશન પણ LVM3 દ્વારા લોન્ચ થઈ શકે છે.
મંગળ અને શુક્ર મિશન: ISRO મંગળયાન-2 અને શુક્રયાન-1 મિશનોની યોજના બનાવી રહ્યું છે. આ ગ્રહો અંતરિક્ષ મિશન માટે LVM3 નો ઉપયોગ થઈ શકે છે. LVM3 ની પેલોડ ક્ષમતા આવા મિશન માટે યોગ્ય છે.
LVM3-HLV (હેવી લિફ્ટ વેરિઅન્ટ): ISRO વધુ શક્તિશાળી LVM3-HLV વિકસાવી રહ્યું છે જે 6,000 કિલોગ્રામ સુધીનું પેલોડ GTO માં મોકલી શકશે. આ વેરિઅન્ટમાં સેમી-ક્રાયોજેનિક એન્જિન અને વધુ શક્તિશાળી ક્રાયોજેનિક એન્જિનનો સમાવેશ થશે.
નિષ્કર્ષ
LVM3 ભારતના અવકાશ કાર્યક્રમમાં એક મહત્વપૂર્ણ સીમાચિહ્ન છે. આ રોકેટ સંપૂર્ણપણે સ્વદેશી ટેકનોલોજી પર આધારિત છે અને ભારતને અવકાશ શક્તિઓની ચુનંદા લીગમાં લાવી છે. વિશ્વના સૌથી વિશાળ સોલિડ બૂસ્ટર્સ, શક્તિશાળી લિક્વિડ કોર સ્ટેજ અને અદ્યતન ક્રાયોજેનિક એન્જિન સાથે, LVM3 એ તકનીકી શ્રેષ્ઠતાનું ઉદાહરણ છે.
આગામી વર્ષોમાં, LVM3 ગગનયાન માનવયુક્ત મિશન, ભારતીય અવકાશ સ્ટેશન, અને અનેક ગ્રહો અંતરિક્ષ મિશનમાં કેન્દ્રીય ભૂમિકા ભજવશે. પુનઃઉપયોગી ટેકનોલોજી અને વધુ શક્તિશાળી વેરિઅન્ટ્સ સાથે, આ રોકેટ ભારતની અવકાશ મહત્વાકાંક્ષાઓનો આધારસ્તંભ બની રહેશે.
LVM3 માત્ર એક રોકેટ નથી, પરંતુ ભારતની વૈજ્ઞાનિક ક્ષમતા, તકનીકી શ્રેષ્ઠતા અને દૃઢ નિશ્ચયનું પ્રતીક છે. આ સિદ્ધિ દર્શાવે છે કે સમર્પણ, નવીનતા અને સતત પ્રયત્નોથી કોઈ પણ લક્ષ્ય પ્રાપ્ય છે. ભારતનો અવકાશ કાર્યક્રમ હવે માત્ર રાષ્ટ્રીય ગૌરવનો વિષય નથી, પરંતુ માનવતાની અવકાશ અન્વેષણની સામૂહિક યાત્રામાં એક મહત્વપૂર્ણ અને આદરણીય યોગદાન છે.
sources:
isro : https://www.isro.gov.in/launchers.html
