GSLV Mk II
インド静止軌道投入ロケット
1 概要
GSLV Mk II（Geosynchronous Satellite Launch Vehicle Mark II）は、ISRO（インド宇宙研究機関）が開発した中型打上げロケットであり (1)、静止トランスファ軌道（GTO）への2.5トン級衛星投入を主目的とする第4世代ロケットである。国産極低温エンジンCE-7.5の実用化により、2014年以降は高い信頼性を確立している。
基本情報: - 製造: ISRO（Indian Space Research Organisation） - 状態: 運用中 - ペイロード能力（LEO）: 5,000 kg - ペイロード能力（GTO）: 2,500 kg - 分類: 2.5トン級GTO打上げロケット
技術的特徴: - 3段式 + 4基液体ストラップオンブースター - 国産極低温エンジンCE-7.5（2014年実用化）(2) - 2014年以降の高信頼性（連続成功記録） - GSLVファミリー（第4世代ロケット）
市場ポジション: インド中型GTO衛星打上げの主力機、LVM3と補完関係
2 開発歴史
2.1 ロシアとの契約と米国制裁（1991-1994年）(3)
1991年契約: - 契約国: ロシアGlavkosmos社とISRO - 契約内容: - 極低温エンジン2基の提供 - 技術移転（設計詳細を含む） - スキル開発プログラム - 契約金額: わずか₹230 crore（約$30 million、1991年当時）
1992年米国制裁(3): - 米国の主張: ミサイル技術管理レジーム（MTCR）違反 - 1992年5月: ジョージ・ブッシュ大統領がISRO、Glavkosmosに制裁 - 結果: ロシアが技術移転契約から撤退 - 代替契約: 極低温ステージ7基 + 地上モックアップ1基のみ（技術移転なし）
2.2 国産極低温エンジン開発開始（1994年-）(2,4)
1994年4月: Cryogenic Upper Stage Project開始(2) - 目的: 完全国産極低温エンジンCE-7.5の開発 - 開発機関: Liquid Propulsion Systems Centre（LPSC） - 2002年: CE-7.5低推力エンジンの本格開発開始
開発マイルストーン(4): - 2008年: Flight Acceptance Hot Test（飛行受入燃焼試験）成功 - 2010年4月15日: GSLV-D3初試験飛行失敗（ターボポンプ故障、295秒後に落下） - 2013年3月27日: 真空条件下試験成功、飛行資格認定 - 2014年1月5日: GSLV-D5/GSAT-14ミッションで初成功
3 基本仕様
3.1 寸法・質量(5)
| 項目 | 仕様 |
|---|---|
| 全高 | 51.7 m |
| 打上げ時質量 | 420 トン |
| 段数 | 3段 + 4基液体ストラップオンブースター |
特記: ISRO最も高いロケット
3.2 ペイロード能力(1)
| 軌道 | ペイロード能力 |
|---|---|
| LEO | 5,000 kg |
| GTO（傾斜角18°） | 2,500 kg |
分類: 2.5トン級GTO打上げロケット
4 推進システム
4.1 第1段: S139固体コア + L40Hストラップオンブースター
S139固体コア(5,6)
| 項目 | 仕様 |
|---|---|
| コアモーター名 | S139 |
| 推進剤 | HTPB固体燃料（Hydroxyl-Terminated Polybutadiene） |
| 推進剤量 | 138 トン |
| 最大推力 | 4,800 kN |
| 燃焼時間 | 100秒 |
| 直径 | 2.8 m |
| モーターケース材質 | マレージング鋼 |
| 空質量 | 30,200 kg |
技術的特徴: - S139はS125の後継として、GSLV-D1以降の全機で使用 - 世界最大級のHTpb固体ロケットモーターの一つ
L40H液体ストラップオンブースター(5,7)
| 項目 | 仕様 |
|---|---|
| ブースター名 | L40H |
| ブースター数 | 4基 |
| 推進剤 | UDMH/N₂O₄（ヒドラジン系/四酸化二窒素、ハイパーゴリック） |
| 推進剤量（1基あたり） | 42.6 トン |
| 推力（1基あたり） | 760 kN |
| 総推力（4基） | 3,040 kN |
| 燃焼時間 | 160秒 |
| 比推力 | 262秒 |
| 直径 | 2.1 m |
| エンジン | Vikas（各ブースターに1基） |
| 継承 | L37.5第2段から派生 |
技術的特徴: - 2018年以降: 推力6%向上版のVikasエンジン使用(8) - タンデム独立タンク構成（2.1m直径） - ポンプ式エンジン
4.2 第2段: GS2（Vikas液体エンジン）(8)
| 項目 | 仕様 |
|---|---|
| 段名 | GS2 |
| エンジン名 | Vikas |
| 直径 | 2.8 m |
| 推進剤 | UDMH/N₂O₄（ハイパーゴリック） |
| 推進剤量 | 40 トン |
| 真空中推力 | 725 kN（標準版）、800 kN（アップグレード版） |
| 燃焼時間 | 約150秒 |
| 比推力 | 295秒 |
| 冷却方式 | 再生冷却 |
Vikasエンジン概要(8): - 開発: Liquid Propulsion Systems Centre（LPSC）、1970年代 - 継承: フランスVikingエンジン（ライセンス） - 使用実績: PSLV第2段、GSLV Mk1/Mk2ブースター・第2段、LVM3コアステージ - 2018年改良: 推力6%向上、チャンバー圧力52.5 bar → 58.5 bar - 推進剤タイプ: ハイパーゴリック（自着火） - 給弾方式: ポンプ式
4.3 第3段: CUS（極低温上段、CE-7.5エンジン）(2,4)
| 項目 | 仕様 |
|---|---|
| 段名 | CUS（Cryogenic Upper Stage） |
| エンジン名 | CE-7.5 |
| 推進剤 | LH₂/LOX（液体水素/液体酸素） |
| 推進剤質量 | 12,800 kg（15トンタンク容量） |
| 国産化 | 完全国産 |
| 飛行実証 | 完了（2014年1月初成功） |
CE-7.5エンジン詳細(2,4)
| 項目 | 仕様 |
|---|---|
| 推進剤 | LH₂/LOX |
| 推力（真空中最大） | 75 kN |
| 推力範囲 | 73.55 kN 〜 82 kN |
| 比推力 | 454 ± 3秒（4.452 ± 0.029 km/s） |
| 燃焼時間（標準） | 720秒 |
| エンジンサイクル | 段燃焼サイクル（Staged Combustion） |
| 冷却方式 | 再生冷却 |
| 推力制御 | 可変推力 |
| 燃焼方式 | 燃料リッチ |
| 初成功使用 | 2014年1月5日（GSLV-D5/GSAT-14ミッション） |
| 意義 | インド国産極低温エンジンのマイルストーン |
5 打上げ履歴
5.1 GSLVファミリー全体統計（2025年7月30日時点）(9)
| 項目 | 数値 |
|---|---|
| 総打上げ回数 | 18回 |
| 成功 | 12回 |
| 失敗 | 4回 |
| 部分失敗 | 2回 |
| 成功率 | 66.7% |
5.2 初期期間（2001-2014年）: 信頼性問題(9)
| 項目 | 数値 |
|---|---|
| 期間 | 2001-2014年 |
| 総打上げ回数 | 7回 |
| 成功 | 2回 |
| 成功率 | 28.6% |
| ニックネーム | “naughty boy”（いたずらっ子） |
| 主要問題 | 極低温段の信頼性問題 |
主要ミッション
GSLV-D1（2001年4月18日）(9): - ペイロード: GSAT-1 - 結果: 部分失敗 - 原因: ペイロードが予定軌道パラメータに到達せず
GSLV-D2（2003年5月8日）(9): - ペイロード: GSAT-2 - 結果: 成功 - 意義: GSLV第2回開発飛行成功により運用宣言
GSLV-D3（2010年4月15日）(4,9): - ペイロード: GSAT-4（HealthSat） - 結果: 失敗 - 原因: 国産極低温ステージのターボポンプ故障 - 意義: 国産CE-7.5の初飛行試験、295秒後に姿勢喪失
5.3 国産極低温エンジン実用化以降（2014年-）: 信頼性確立(10)
2014年転機: 2014年1月のGSLV-D5/GSAT-14ミッションで国産極低温エンジンCE-7.5が初成功し、GSLVの信頼性が大幅に向上した。
| 項目 | 詳細 |
|---|---|
| マイルストーン | 2014年1月 CE-7.5初成功 |
| 改善 | 劇的な信頼性向上 |
| 2014年以降連続成功 | 4回連続成功 |
| 2017年以降連続成功 | 6回連続成功 |
| 現在の状態 | 信頼性確立、“naughty boy”から脱却 |
主要ミッション
GSLV-D5（2014年1月5日）(9,11): - ペイロード: GSAT-14 - 結果: 成功 - 意義: 国産CE-7.5初成功、GSLVの歴史的転換点 - ペイロード詳細: 12トランスポンダ（Ku帯、C帯）、Ka帯ビーコン
GSLV-D6（2015年8月27日）(10): - ペイロード: GSAT-6 - 結果: 成功 - 意義: CE-7.5の性能一貫性を確立、“spectacular success”と評価
GSLV-F12（2023年5月29日）(12,13): - ペイロード: NVS-01（NavIC第2世代） - 質量: 2,232 kg - 結果: 成功 - 意義: NavIC第2世代コンステレーション開始、第1世代比+900 kg
GSLV-F14（2024年2月17日）(14): - ペイロード: INSAT-3DS（気象衛星） - 結果: 成功 - 技術革新: 環境配慮型製造の新型白色C15段を搭載
GSLV-F15（2025年1月29日）(15,16): - ペイロード: NVS-02（NavIC航法衛星） - 質量: 2,250 kg - マイルストーン: ISRO 100回目のミッション - 目的: インドのNavIC航法能力強化
GSLV-F16（2025年7月30日）(9): - ペイロード: NISAR（NASA-ISRO Synthetic Aperture Radar） - 協力: NASA-ISRO共同プロジェクト - 結果: 成功
6 主要ペイロード
6.1 GSAT通信衛星シリーズ(17)
GSATとは: Geosynchronous Satellite（静止衛星）シリーズ、インド独自開発の通信衛星
主要GSAT衛星:
7 打上げ施設
7.1 Satish Dhawan Space Centre Second Launch Pad（SLP）(21,22)
SLP概要: - 建設: 2005年 - 運用開始: 2005年5月5日（PSLV-C6打上げ） - 主要用途: GSLV、LVM3（PSLVのスタンバイとしても機能） - 運用期間: 約20年間の運用実績
設計コンセプト: ITL（Integrate, Transfer and Launch）(22): 1. Integrate（統合）: Vehicle Assembly Building（VAB）で垂直組立 2. Transfer（移送）: Mobile Launch Pedestal（MLP）上で垂直状態のまま軌道上を移送 3. Launch（打上げ）: 打上げパッドから発射
主要実績(22): - Chandrayaan-3ミッション（2023年） - Gaganyaan人間定格LVM3打上げ準備中 - 商業ミッション（OneWeb等）
インフラ設備: - Mobile Service Tower（MST） - 液体推進剤貯蔵・移送・整備施設 - 固体推進剤処理施設 - テレメトリ・追跡・指令ネットワーク - ミッションコントロールセンター
7.2 Third Launch Pad（TLP）計画(22)
2025年1月16日内閣承認: - 予算: ₹3,984 crore - 対象機: PSLV、SSLV、GSLV、LVM3、NGLV（次世代打上げロケット） - 目的: 打上げ頻度の増加、商業・国家ミッション対応能力強化
8 コスト・商業市場
8.1 打上げコスト(23,24)
| 項目 | 金額 |
|---|---|
| GSLV Mk3打上げコスト | $54 million |
| GSLV Mk3商業価格 | $60-65 million |
| NSIL GSLV Mk3価格 | ₹300-350 crore（$36-42 million） |
特記: GSLV Mk2の具体的コストデータは限定的だが、Mk3よりも低コストと推定される
8.2 国際市場比較(23)
| ロケット | 打上げコスト | 備考 |
|---|---|---|
| GSLV Mk3 | $54M（商業$60-65M） | インド |
| SpaceX Falcon 9（新品） | $62M | 米国 |
| SpaceX Falcon 9（再使用） | $50M | 米国 |
| Soyuz-2.1 | $48.5M | ロシア |
| Long March 3B | $70M | 中国 |
| Ariane 5 | $165-220M | 欧州 |
| Delta Heavy | $350M | 米国 |
市場ポジション: GSLVはFalcon 9再使用版とほぼ同等のコスト競争力を持つ
8.3 商業運用(25)
NewSpace India Limited（NSIL）: - 設立: 2019年3月6日 - 所有: 宇宙省管轄の公共事業体（PSU） - 役割: ISROの商業部門 - 実績: OneWeb衛星打上げ契約
政府発注(24): - 2018年: GSLV Mk3を10機発注、契約額$540 million - Public-Private Partnership（PPP）モード: LVM3製造
9 技術改良
9.1 C15段の改良（GSLV-F14以降）(14)
導入: GSLV-F14（2024年2月17日）
改良点: - 環境配慮型製造: 環境に優しい製造プロセス - 断熱性能向上: より優れた断熱特性 - 軽量化材料: 軽量材料の採用 - 外観: 白色塗装
意義: 性能向上と環境配慮の両立
10 LVM3との比較
| 項目 | GSLV Mk II | LVM3 |
|---|---|---|
| 打上げ回数 | 18回（GSLVファミリー全体） | 8回 |
| 成功率 | 初期低迷→2014年以降高信頼性 | 100% |
| LEO能力 | 5,000 kg | 8,000 kg |
| GTO能力 | 2,500 kg | 4,000 kg |
| 極低温エンジン | CE-7.5（推力75-93.1 kN） | CE-20（推力200 kN） |
| エンジンサイクル | 段燃焼サイクル | ガスジェネレーター方式 |
| 第1段 | S139固体コア + 4 L40H液体ブースター | 2 S200固体ブースター |
| 打上げ場 | SLP（Second Launch Pad） | SLP（Second Launch Pad） |
役割分担: - GSLV Mk II: 中型GTO衛星（2.5トン級）、コスト優位性 - LVM3: 大型GTO衛星（4トン級）、大能力 - 補完関係: 両ロケットは相互補完的、多様なミッション要求に対応
11 特記事項
11.1 主要技術革新
- 国産極低温エンジンCE-7.5の実用化(2,3)
- 1992年米国制裁: ロシアからの技術移転契約が破棄
- 1994年4月: 完全国産開発プロジェクト開始
- 2014年1月: 初成功（GSLV-D5/GSAT-14）
- 意義: インド独自の極低温技術確立、米国制裁を克服
- 技術: 段燃焼サイクル、再生冷却、可変推力
- 信頼性の劇的改善(9,10)
- 初期期間（2001-2014年）: 成功率28.6%、“naughty boy”の愛称
- 2014年以降: 高信頼性を確立（連続成功）
- GSLV-D6（2015年）: “spectacular success”と評価
- 現在: GSLVファミリー全体で66.7%の成功率
- 環境配慮型C15段(14)
- GSLV-F14（2024年）から導入
- 環境に優しい製造プロセス
- 性能向上と環境配慮の両立
- NavIC航法コンステレーション構築(12,19)
- IRNSS/NavIC: インド独自の地域衛星航法システム
- NVS第2世代: 2023年NVS-01、2025年NVS-02打上げ
- 国産原子時計: 1衛星当たり₹3 crore節約
- 意義: インドの戦略的自律性確保
- LVM3との補完関係
- GSLV Mk II: 中型GTO衛星、コスト優位
- LVM3: 大型GTO衛星、大能力
- インドの多様なミッション要求に対応
11.2 インド宇宙開発における役割
GSLV Mk IIは以下の役割を担う: - 中型GTO衛星打上げ: 2.5トン級衛星の主力機 - 政府・商業衛星: 通信衛星（GSAT）、航法衛星（NavIC/NVS）、気象衛星（INSAT-3DS） - 国際協力: NASA-ISRO共同プロジェクト（NISAR等） - 技術実証: インド独自極低温技術の確立 - 戦略的自律性: 1992年米国制裁を克服、完全国産技術実現
2014年の国産極低温エンジン実用化により、GSLV Mk IIはインド宇宙開発の重要な柱となった。28.6%の成功率から高信頼性ロケットへの変革は、インド宇宙技術の独立と自律性を象徴している。