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अध्ययनसार™ • UPSCStudy.in अध्याय 19 / 50 खंड III: अंतरिक्ष (Space) UPSC CSE 2027 (Prelims + Mains GS-III)

अध्याय 19: रॉकेट तथा प्रक्षेपण प्रौद्योगिकी — PSLV, GSLV, LVM3 एवं प्रणोदन प्रणालियाँ

रॉकेट भौतिकी (त्सिओलकोव्स्की समीकरण एवं विशिष्ट आवेग Isp), ठोस (HTPB), द्रव (Vikas इंजन), क्रायोजेनिक (CE-20 व बूटस्ट्रैप भूमि-परीक्षण — PIB 2026), सेमी-क्रायोजेनिक (SE-2000), वायु-श्वसन (Ramjet बनाम Scramjet) व विद्युत/हरित प्रणोदन; SLV-3 व ASLV से PSLV (POEM-04), GSLV Mk-II, LVM3/HLVM3 (UPSC 2018), SSLV (HAL तोल-हस्तांतरण 2026), RLV 'पुष्पक', NGLV 'प्रोजेक्ट सूर्य' (30 टन LEO), श्रीहरिकोटा का तीसरा लॉन्च पैड (TLP) और कुलशेखरपट्टिनम स्पेसपोर्ट।

UPSC पाठ्यक्रम संरेखण (Syllabus Mapping): प्रारंभिक परीक्षा (GS-I): सामान्य विज्ञान और भारत के उपग्रह प्रक्षेपण यान (PSLV बनाम GSLV बनाम LVM3 के चरण और प्रणोदन — UPSC 2018, 2016)। | मुख्य परीक्षा (GS-III): अंतरिक्ष के क्षेत्र में जागरूकता; विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी में भारतीयों की उपलब्धियाँ और स्वदेशीकरण (क्रायोजेनिक इंजन CE-20, सेमी-क्रायोजेनिक SE-2000, RLV पुष्पक, NGLV 'सूर्य' — UPSC Mains 2016)।
इस अध्याय में आप क्या सीखेंगे (Key Learning Outcomes):
  • रॉकेट प्रणोदन के भौतिक सिद्धांत: न्यूटन का गति का तृतीय नियम व रेखीय संवेग संरक्षण, त्सिओलकोव्स्की का रॉकेट समीकरण (Tsiolkovsky Rocket Equation), रॉकेट में बहु-चरणीय संरचना (Multi-staging) की आवश्यकता, और प्रणोदक दक्षता का मापक — विशिष्ट आवेग (Specific Impulse — Isp)।
  • प्रणोदन प्रणालियों का वैज्ञानिक वर्गीकरण: ठोस प्रणोदक (HTPB + अमोनियम परक्लोरेट) बनाम द्रव प्रणोदक (UDMH + N2O4 — विकास इंजन) बनाम क्रायोजेनिक प्रणोदक (LH2 −253°C पर + LOX −183°C पर — CE-7.5 व CE-20) बनाम सेमी-क्रायोजेनिक प्रणोदक (रिफाइंड केरोसिन 'Isrosene' + LOX — SE-2000) बनाम वायु-श्वसन इंजन (Ramjet, Scramjet एवं Dual-Mode Ramjet) तथा विद्युत/आयन प्रणोदन (EPS — PIB 2026)।
  • ISRO के प्रक्षेपण यानों की 5 पीढ़ियाँ (UPSC Prelims 2018 Q95 एवं 2016): थुम्बा के साउंडिंग रॉकेट (RH-200), SLV-3 और ASLV से लेकर 4-चरणीय वर्कहॉर्स PSLV (एवं PS4 का कक्षीय प्लेटफॉर्म 'POEM-04'), 3-चरणीय GSLV Mk-II, बाहुबली LVM3 (GSLV Mk-III एवं गगनयान हेतु मानव-रेटेड HLVM3) और ऑन-डिमांड SSLV (फरवरी 2026 में HAL को ₹511 करोड़ में प्रौद्योगिकी हस्तांतरण)।
  • पुनः प्रयोज्य (Reusable) एवं अगली पीढ़ी के रॉकेट (2025–2026 PIB अद्यतन): पंखयुक्त RLV-TD 'पुष्पक' (LEX-01, 02, 03 एवं ORE) बनाम ऊर्ध्वाधर लैंडिंग (VTVL), NGLV 'प्रोजेक्ट सूर्य' (₹8,240 करोड़, 30 टन LEO क्षमता, LOX-Methane / सेमी-क्रायोजेनिक), तथा निजी रॉकेट — स्काईरूट का 'विक्रम-S' व 'विक्रम-1' और अग्निकुल का 3D-प्रिंटेड 'अग्निबाण'।
  • भारत की प्रक्षेपण अवसंरचना का विस्तार: सतीश धवन अंतरिक्ष केंद्र (श्रीहरिकोटा) में ₹3,985 करोड़ से स्वीकृत तीसरा लॉन्च पैड (Third Launch Pad — TLP) और तमिलनाडु के थूथुकुडी जिले में कुलशेखरपट्टिनम स्पेसपोर्ट (जो श्रीलंका के ऊपर से बचने वाले 'Dogleg Maneuver' को समाप्त करता है)।
  • प्रारंभिक एवं मुख्य परीक्षा अभ्यास: 4 सत्यापित UPSC CSE PYQs (Prelims 2018 Q95, 2016 Q91, 2016 Q87 एवं Mains GS-III 2016), 16 नए UPSC-स्तरीय अभ्यास MCQs (कुल 20 इंटरैक्टिव कार्ड) और 5 विस्तृत मुख्य परीक्षा मॉडल उत्तर।
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खंड 01

रॉकेट भौतिकी एवं प्रणोदन के मूलभूत सिद्धांत: संवेग संरक्षण से क्रायोजेनिक्स तक

अध्याय 18 में हमने समझा कि किसी उपग्रह को निम्न भू-कक्षा (LEO) में स्थापित करने के लिए लगभग 7.9 km/s (~28,400 km/h) का कक्षीय वेग और पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण से बाहर (चंद्र या मंगल मिशन पर) भेजने के लिए 11.2 km/s का पलायन वेग आवश्यक है। पृथ्वी के सघन वायुमंडल और गुरुत्वाकर्षण को चीरते हुए कई टन भारी उपग्रह को इस अत्यधिक वेग तक पहुँचाने वाली मशीन ही प्रक्षेपण यान (Launch Vehicle / Rocket) है।

1. रॉकेट की कार्यप्रणाली के 4 मूलभूत भौतिक नियम

  • 1. न्यूटन का गति का तृतीय नियम एवं रेखीय संवेग संरक्षण (Conservation of Linear Momentum): जेट विमान के विपरीत, रॉकेट को आगे बढ़ने के लिए बाहरी वायुमंडल पर धक्का लगाने की आवश्यकता नहीं होती — वास्तव में रॉकेट निर्वात (Vacuum) में वायुमंडल की तुलना में अधिक दक्षता से कार्य करता है (क्योंकि निर्वात में बाहरी वायुमंडलीय दाब शून्य होता है और निकास गैसें बिना प्रतिरोध के फैलती हैं)। जब दहन कक्ष (Combustion chamber) में ईंधन (Fuel) और ऑक्सीकारक (Oxidizer) जलकर उच्च वेग (ve) से पीछे की ओर निकलते हैं (क्रिया), तो संवेग संरक्षण के कारण रॉकेट पर आगे की ओर प्रणोद (Thrust, F = ṁ ve) लगता है (प्रतिक्रिया)।
  • 2. त्सिओलकोव्स्की का रॉकेट समीकरण (Tsiolkovsky Rocket Equation — 1903): रूसी वैज्ञानिक कॉन्स्टेंटिन त्सिओलकोव्स्की ने सिद्ध किया कि रॉकेट द्वारा प्राप्त अधिकतम वेग परिवर्तन (Δv) दो कारकों पर निर्भर करता है:
    Δv = ve ln(m0 / mf) = Isp g0 ln(m0 / mf)
    जहाँ ve = निकास गैसों का प्रभावी वेग, Isp = प्रणोदक का विशिष्ट आवेग (Specific Impulse, सेकंड में), g0 = मानक गुरुत्वीय त्वरण (9.8 m/s2), m0 = रॉकेट का प्रारंभिक कुल द्रव्यमान (ईंधन सहित), और mf = ईंधन जलने के बाद का अंतिम शुष्क द्रव्यमान (Dry mass)।
  • 3. रॉकेट में कई चरण (Multi-stage Rocket) क्यों होते हैं? ('Tyranny of the Rocket Equation'): यदि एक ही विशाल ईंधन टैंक वाला एकल-चरण रॉकेट (Single-stage rocket) बनाया जाए, तो ईंधन जलते जाने के बाद भी रॉकेट को पूरे रास्ते उस खाली विशाल धातु टैंक का मृत भार (Dead weight) ढोना पड़ेगा, जिससे mf बड़ा रहेगा और कक्षीय वेग (7.9 km/s) प्राप्त नहीं हो पाएगा। इसीलिए रॉकेट को 3 या 4 चरणों (Stages) में बनाया जाता है: जैसे ही प्रथम चरण का ईंधन समाप्त होता है, उसे अलग कर गिरा दिया जाता है (Stage Jettisoning), जिससे रॉकेट हल्का हो जाता है और अगला चरण कम ईंधन में बहुत अधिक त्वरण देता है।
  • 4. विशिष्ट आवेग (Specific Impulse — Isp): जिस प्रकार कार की दक्षता 'किमी प्रति लीटर' में मापी जाती है, उसी प्रकार रॉकेट इंजन और ईंधन की दक्षता विशिष्ट आवेग (Isp — इकाई भार के प्रणोदक द्वारा प्रति सेकंड उत्पन्न प्रणोद, मात्रक: सेकंड) में मापी जाती है। निकास गैस के अणु जितने हल्के और जितने गर्म होंगे, उनका निकास वेग और Isp उतना ही अधिक होगा — यही कारण है कि सबसे हल्की गैस हाइड्रोजन (H2, आणविक द्रव्यमान = 2) पर आधारित क्रायोजेनिक इंजन उच्चतम रासायनिक विशिष्ट आवेग (~450 सेकंड) प्रदान करते हैं!

2. रॉकेट प्रणोदन प्रणालियों (Rocket Propulsion Systems) का तुलनात्मक विश्लेषण

एक रॉकेट प्रणोदक (Propellant) में दो घटक होते हैं: ईंधन (Fuel) जो जलता है, और ऑक्सीकारक (Oxidizer) जो अंतरिक्ष के निर्वात में दहन के लिए ऑक्सीजन प्रदान करता है (जबकि वायु-श्वसन इंजन वायुमंडल से ऑक्सीजन लेते हैं)।

प्रणोदन का प्रकार प्रयुक्त ईंधन (Fuel) + ऑक्सीकारक (Oxidizer) विशिष्ट आवेग (Isp) प्रमुख वैज्ञानिक गुण, सीमाएँ एवं ISRO के इंजन/चरण
1. ठोस प्रणोदन (Solid Propulsion) ईंधन: HTPB (Hydroxyl-Terminated Polybutadiene) + एल्युमिनियम चूर्ण
ऑक्सीकारक: अमोनियम परक्लोरेट (NH4ClO4)
~260–285 सेकंड
(कम दक्षता, किंतु अत्यधिक प्रारंभिक थ्रस्ट)
लाभ: सरल संरचना, वर्षों तक सुरक्षित भंडारण, लिफ्ट-ऑफ के समय भारी रॉकेट को उठाने हेतु प्रचंड बल।
सीमा: एक बार प्रज्वलित होने के बाद इसे बंद (Shut-off), पुनः चालू (Restart) या नियंत्रित (Throttle) नहीं किया जा सकता।
ISRO: S139 (PSLV प्रथम चरण), S200 (LVM3 के दो स्ट्रैप-ऑन बूस्टर), तथा SSLV के तीनों मुख्य चरण (SS1, SS2, SS3)।
2. द्रव प्रणोदन (Earth-Storable Hypergolic Liquid Propulsion) ईंधन: UDMH (Unsymmetrical Dimethylhydrazine) या MMH
ऑक्सीकारक: नाइट्रोजन टेट्रॉक्साइड (N2O4 / MON-3)
~295–320 सेकंड
(मध्यम दक्षता, उच्च नियंत्रणीयता)
लाभ: ये हाइपरगोलिक (Hypergolic) होते हैं — अर्थात् ईंधन और ऑक्सीकारक आपस में स्पर्श करते ही बिना किसी बाहरी चिंगारी (Igniter) के स्वतः जल उठते हैं; इन्हें वाल्व द्वारा रोका, पुनः चालू (Restart) और थ्रॉटल (कम-ज्यादा) किया जा सकता है।
सीमा: UDMH और N2O4 अत्यंत विषाक्त और संक्षारक (Toxic & Corrosive) हैं।
ISRO: विकास इंजन (Vikas Engine) — PSLV का द्वितीय चरण (PS2), GSLV का द्वितीय चरण (GS2), और LVM3 का कोर चरण (L110, जिसमें 2 विकास इंजन लगे हैं)।
3. क्रायोजेनिक प्रणोदन (Cryogenic Propulsion) ईंधन: द्रव हाइड्रोजन (LH2, −253°C पर)
ऑक्सीकारक: द्रव ऑक्सीजन (LOX, −183°C पर)
~440–455 सेकंड
(सभी रासायनिक इंजनों में सर्वोच्च दक्षता)
लाभ: प्रति किलोग्राम प्रणोदक सर्वाधिक थ्रस्ट (ठोस व द्रव से ~50% अधिक दक्ष); भारी उपग्रहों (4+ टन) को GTO में भेजने हेतु अनिवार्य; दहन उत्पाद केवल जलवाष्प (H2O — पूर्णतः स्वच्छ) है।
चुनौती: −253°C पर अति-ठंडे तरल गैसों का तापीय इन्सुलेशन, धातु भंगुरता और उच्च-गति टर्बोपंप।
ISRO: CE-7.5 (GSLV Mk-II का तृतीय चरण CUS — स्टैज्ड कम्बस्चन चक्र) और CE-20 (LVM3 का तृतीय चरण C25 — गैस जनरेटर चक्र, 20 टन थ्रस्ट)।
4. सेमी-क्रायोजेनिक प्रणोदन (Semi-Cryogenic Propulsion) ईंधन: रिफाइंड केरोसिन (RP-1 / 'Isrosene' — सामान्य कमरे के तापमान पर)
ऑक्सीकारक: द्रव ऑक्सीजन (LOX, −183°C पर)
~330–350 सेकंड
(उच्च घनत्व + उच्च थ्रस्ट + पर्यावरण-अनुकूल)
लाभ: इसमें केवल ऑक्सीकारक (LOX) क्रायोजेनिक है जबकि ईंधन (Isrosene) कमरे के तापमान पर रहता है! द्रव हाइड्रोजन की तुलना में केरोसिन का घनत्व ~11 गुना अधिक होता है, इसलिए छोटे टैंक में अधिक ईंधन आता है और यह विषाक्त UDMH का स्वच्छ, सस्ता विकल्प है (प्रथम चरण बूस्टर के लिए आदर्श)।
ISRO: SE-2000 (SCE-200) — 2,000 kN (200 टन) थ्रस्ट इंजन; LVM3 के SC120 चरण और NGLV में प्रयुक्त होगा।
5. मिथेन-आधारित हरित क्रायो प्रणोदन (Methalox — LOX + Liquid Methane) ईंधन: द्रव मिथेन (LCH4, −161.6°C पर)
ऑक्सीकारक: द्रव ऑक्सीजन (LOX, −183°C पर)
~360–380 सेकंड लाभ: पुनः प्रयोज्य रॉकेटों (Reusable Rockets) के लिए सर्वश्रेष्ठ क्योंकि केरोसिन के विपरीत मिथेन जलने पर इंजन नोजल में कालिख (Coking / Soot) जमा नहीं करता, जिससे इंजन को बिना ओवरहॉल किए तुरंत दोबारा उड़ाया जा सकता है; साथ ही मिथेन व LOX दोनों लगभग समान तापमान (−162°C व −183°C) पर रहते हैं।
ISRO: NGLV 'प्रोजेक्ट सूर्य' (PIB नवंबर 2026)।
6. विद्युत / आयन प्रणोदन (Electric / Hall-Effect Ion Propulsion — EPS) प्रणोदक: जीनॉन (Xenon) या क्रिप्टॉन/आर्गन अक्रिय गैस (सौर पैनलों की विद्युत से आयनित) ~1,500–3,000+ सेकंड
(अत्यधिक Isp, किंतु बहुत कम थ्रस्ट — mN में)
लाभ: उपग्रह के भीतर कक्षा संधारण (Station-keeping) और गहरे अंतरिक्ष मिशनों में रासायनिक ईंधन के भार को 70–80% तक घटा देता है, जिससे उपग्रह की आयु 15+ वर्ष हो जाती है (जैसे GSAT-9 तथा 2026–27 का समर्पित EPS उपग्रह — PIB जून 2026)।
सीमा: थ्रस्ट बहुत कम (कागज के टुकड़े के भार के बराबर) होने से पृथ्वी से रॉकेट लॉन्च करने में प्रयुक्त नहीं हो सकता, केवल अंतरिक्ष के निर्वात में ही कार्य करता है।
चित्र 19.1: (A) क्रायोजेनिक बनाम सेमी-क्रायोजेनिक बनाम मेथालॉक्स एवं (B) वायु-श्वसन इंजन (Ramjet बनाम Scramjet) (A) उन्नत तरल रॉकेट इंजन (ISRO के 3 स्तंभ) 1. क्रायोजेनिक इंजन (CE-7.5 एवं CE-20 • ऊपरी चरण C25): • ईंधन: द्रव हाइड्रोजन (LH₂, −253°C) + ऑक्सीकारक: द्रव ऑक्सीजन (LOX, −183°C) • सर्वोच्च दक्षता (I_sp ~442–450 s); 2025–26 में CE-20 में 'बूटस्ट्रैप रीस्टार्ट' सिद्ध 2. सेमी-क्रायोजेनिक इंजन (SE-2000 / 200-टन थ्रस्ट • बूस्टर चरण): • ईंधन: रिफाइंड केरोसिन ('Isrosene' — कमरे के ताप पर) + ऑक्सीकारक: LOX (−183°C) • विषाक्त UDMH का स्वच्छ, उच्च-घनत्व प्रतिस्थापन; LVM3 की GTO क्षमता 4t → 5.5t+ करेगा 3. LOX–मिथेन प्रणोदन (Methalox • NGLV 'प्रोजेक्ट सूर्य'): • ईंधन: द्रव मिथेन (LCH₄, −162°C) + ऑक्सीकारक: LOX (−183°C) • शून्य कालिख (No Soot/Coking) → पुनः प्रयोज्य बूस्टर (VTVL) के त्वरित टर्नअराउंड हेतु आदर्श (B) वायु-श्वसन प्रणोदन (Air-Breathing: वायुमंडल से O₂ लेना) रॉकेट के कुल भार का ~70% हिस्सा केवल 'ऑक्सीकारक (Oxidizer)' होता है! वायु-श्वसन इंजन 0–50 km तक वायुमंडलीय ऑक्सीजन का उपयोग कर पेलोड क्षमता दोगुनी करते हैं। 1. रैमजेट (Ramjet) • कोई घूर्णनशील कंप्रेसर/टरबाइन नहीं • गति सीमा: सुपरसोनिक (Mach 3–6) • दहन कक्ष में वायु प्रवाह: अवध्वनिक (Subsonic, Mach < 1) • शून्य गति (Standstill) से स्टार्ट नहीं हो सकता (बूस्टर आवश्यक) • उदाहरण: ब्रह्मोस (BrahMos), आकाश 2. स्क्रैमजेट (Scramjet) (Supersonic Combustion Ramjet) • गति सीमा: हाइपरसोनिक (Mach > 5) • दहन कक्ष में वायु प्रवाह: पराध्वनिक (Supersonic, Mach > 1) • ईंधन: प्रायः हाइड्रोजन (H₂) या केरोसिन • भारत: USA, रूस, चीन के बाद 4था देश • ISRO ATV (2016) व DRDO HSTDV
आरेख 19.1: (A) क्रायोजेनिक (CE-20), सेमी-क्रायोजेनिक (SE-2000) और मेथालॉक्स प्रणोदन; (B) रैमजेट (सबसोनिक दहन) बनाम स्क्रैमजेट (सुपरसोनिक दहन) का अंतर।
हाइपरगोलिक प्रणोदक (Hypergolic Propellants) ऐसे द्रव ईंधन और ऑक्सीकारक का युग्म (जैसे UDMH + N2O4 या MMH + MON-3) जो एक-दूसरे के संपर्क में आते ही बिना किसी बाहरी इग्नाइटर के स्वतः प्रज्वलित हो जाते हैं (ISRO के विकास इंजन व अपोजी मोटर में प्रयुक्त)।
ड्यूल-मोड रैमजेट (DMRJ — Dual Mode Ramjet) ऐसा वायु-श्वसन इंजन जो Mach 3–5 की निम्न गति पर 'रैमजेट' (सबसोनिक दहन) के रूप में और Mach 5+ की हाइपरसोनिक गति पर स्वतः 'स्क्रैमजेट' (सुपरसोनिक दहन) के रूप में कार्य करता है।
POEM (PSLV Orbital Experimental Module) PSLV रॉकेट के चौथे चरण (PS4) को उपग्रह छोड़ने के बाद अंतरिक्ष का कचरा बनने देने के बजाय सौर पैनल और नेविगेशन लगाकर एक त्रि-अक्षीय स्थिर कक्षीय प्रयोगशाला के रूप में उपयोग करने की ISRO की नवाचारी तकनीक (POEM-04, दिसंबर 2024–2025)।
CE-20 बूटस्ट्रैप रीस्टार्ट (Bootstrap Ignition — PIB 2026) ISRO द्वारा LVM3 के CE-20 क्रायोजेनिक इंजन में विकसित नई तकनीक जिससे बिना किसी बाहरी गैस बोतल या स्टार्ट-टैंक के अंतरिक्ष के निर्वात में इंजन को कई बार बंद कर पुनः चालू (Multi-orbit restart) किया जा सकता है।
मानव-रेटिंग (Human-Rating — HLVM3) किसी प्रक्षेपण यान (जैसे LVM3) में अंतरिक्ष यात्रियों की पूर्ण सुरक्षा के लिए आवश्यक अतिरेक (Redundancy), उच्च विश्वसनीयता और 'क्रू एस्केप सिस्टम' (CES — जो किसी भी आपातकाल में क्रू मॉड्यूल को रॉकेट से तुरंत दूर खींच ले) जोड़ना।
डॉगलेग पैंतरा (Dogleg Maneuver) श्रीहरिकोटा से दक्षिण की ओर ध्रुवीय (SSPO) उपग्रह छोड़ते समय श्रीलंका के भू-भाग के ऊपर रॉकेट के चरण गिरने से बचाने के लिए रॉकेट को पहले दक्षिण-पूर्व मोड़कर फिर दक्षिण मोड़ना (जिससे ईंधन खर्च बढ़ता है; कुलशेखरपट्टिनम स्पेसपोर्ट इसे समाप्त करता है)।
खंड 02

परीक्षा-स्तरीय विस्तृत विश्लेषण: ISRO के प्रक्षेपण यानों की 5 पीढ़ियाँ (SLV-3 से NGLV 'सूर्य' तक)

UPSC Prelims 2018 (Q95) में सीधे पूछा गया था कि PSLV और GSLV Mk-III (LVM3) में कितने चरण होते हैं, कौन-सा चरण ठोस (Solid) है और कौन-सा द्रव (Liquid) या क्रायोजेनिक (Cryogenic), तथा प्रत्येक रॉकेट किस कक्षा के लिए बनाया गया है। आइए भारत के प्रक्षेपण यानों के संपूर्ण विकास-क्रम और वास्तुकला का परीक्षा-स्तरीय विश्लेषण करें:

चित्र 19.2: भारत के उपग्रह प्रक्षेपण यानों की चरण संरचना (Stage Architecture — UPSC Prelims 2018 संदर्भ) 1. SLV-3 एवं ASLV (प्रथम व द्वितीय पीढ़ी) SLV-3 (1980) • 4 चरण (सभी ठोस) • पेलोड: 40 kg (LEO) • रोहिणी RS-1 उपग्रह • मिशन निदेशक: डॉ. कलाम ASLV (1987–94) • 5 चरण (सभी ठोस) • पेलोड: 150 kg (LEO) • SROSS उपग्रह शृंखला • स्ट्रैप-ऑन व क्लोज़्ड-लूप गाइडेंस का परीक्षण 2. PSLV (तृतीय पीढ़ी) ★ 4-चरणीय यान (UPSC 2018) चरण 4 (PS4): द्रव (Liquid) MMH + MON • कक्षीय POEM चरण 3 (PS3): ठोस (Solid) HTPB (केवलार केसिंग) चरण 2 (PS2): द्रव (Liquid) 1 विकास इंजन (UDMH+N₂O₄) चरण 1 (PS1): ठोस (Solid) S139 (HTPB) + 0/2/4/6 स्ट्रैप-ऑन क्रम: Solid–Liquid–Solid–Liquid क्षमता: ~1.75t SSPO / 1.4t GTO चंद्रयान-1, मंगलयान, आदित्य-L1 3. GSLV Mk-II (चतुर्थ पीढ़ी) ★ 3-चरणीय यान (क्रायोजेनिक) चरण 3 (CUS): क्रायोजेनिक स्वदेशी CE-7.5 इंजन (LH₂ −253°C + LOX −183°C) चरण 2 (GS2): द्रव (Liquid) 1 विकास इंजन (UDMH+N₂O₄) चरण 1 (GS1): ठोस + द्रव S139 ठोस कोर + 4 द्रव L40 विकास स्ट्रैप-ऑन क्रम: Solid + Liquid + Cryo क्षमता: ~2.25t GTO / 6t LEO NVS-01/02 (100वाँ मिशन), NISAR 4. LVM3 / HLVM3 ★ 3-चरणीय (GSLV Mk-III) चरण 3 (C25): क्रायोजेनिक शक्तिशाली CE-20 इंजन (20t थ्रस्ट) बूटस्ट्रैप रीस्टार्ट (PIB 2026) चरण 2 (L110): द्रव कोर 2 × विकास इंजन (Twin Vikas) चरण 1: 2 × S200 ठोस बूस्टर (HTPB • प्रत्येक में 205 टन ईंधन) L110 बाद में हवा में जलता है क्षमता: 4.2t GTO / 8–10t LEO चंद्रयान-2, चंद्रयान-3, OneWeb, गगनयान (HLVM3) व CMS-03 5. SSLV एवं NGLV (लघु व अगली पीढ़ी) SSLV (लघु उपग्रह यान) • 3 ठोस चरण + 1 द्रव VTM • पेलोड: 500 kg LEO / 300 kg SSPO • 72 घंटे में असेंबली (On-demand) • Feb 2026: HAL को ToT (₹511 Cr) • कुलशेखरपट्टिनम स्पेसपोर्ट NGLV 'प्रोजेक्ट सूर्य' • कैबिनेट मंजूरी: ₹8,240 करोड़ • 3 चरण • प्रथम चरण पुनः प्रयोज्य (VTVL वर्टिकल लैंडिंग) • पेलोड: 30 टन (LEO) — LVM3 का 3x • LOX-Methane / सेमी-क्रायो + CE-20 • BAS (2035) व मानव चंद्र (2040)
आरेख 19.2: ISRO के प्रक्षेपण यानों की चरण-दर-चरण तुलना — PSLV (4 चरण: S–L–S–L), GSLV Mk-II (3 चरण), LVM3 (3 चरण: S200–L110–C25), SSLV और NGLV 'सूर्य'।

1. परिचालन प्रक्षेपण यानों की विस्तृत तुलना (PSLV बनाम GSLV बनाम LVM3 बनाम SSLV)

  • ध्रुवीय उपग्रह प्रक्षेपण यान (PSLV — 'Workhorse of ISRO', प्रथम सफल उड़ान: अक्टूबर 1994):
    • 4-चरणीय वास्तुकला (UPSC Prelims 2018 Q95 का सबसे मुख्य बिंदु): PSLV दुनिया का पहला ऐसा रॉकेट था जिसमें क्रमिक रूप से ठोस और द्रव चरणों (Alternating Solid and Liquid Stages: 1st Solid → 2nd Liquid → 3rd Solid → 4th Liquid) का उपयोग किया गया। इसके प्रथम चरण में S139 ठोस मोटर (HTPB), द्वितीय चरण में 1 विकास द्रव इंजन, तृतीय चरण में केवलार-पॉलीमाइड केसिंग वाली ठोस मोटर और चतुर्थ चरण (PS4) में दो MMH + MON द्रव इंजन होते हैं।
    • PSLV के 5 संस्करण (Variants): स्ट्रैप-ऑन बूस्टरों की संख्या के आधार पर PSLV के 5 रूप हैं: (1) PSLV-CA (Core Alone — 0 स्ट्रैप-ऑन), (2) PSLV-DL (2 स्ट्रैप-ऑन), (3) PSLV-QL (4 स्ट्रैप-ऑन), (4) PSLV-G (Standard — 6 छोटे स्ट्रैप-ऑन), और (5) PSLV-XL (6 बड़े विस्तारित स्ट्रैप-ऑन — चंद्रयान-1 [2008], मंगलयान [2013], AstroSat [2015] और आदित्य-L1 [2023] में प्रयुक्त)।
    • POEM-04 (PSLV Orbital Experimental Module — दिसंबर 2024–2025): उपग्रहों को कक्षा में स्थापित करने के बाद PSLV का चौथा चरण (PS4) अंतरिक्ष मलबा बनने के बजाय सौर पैनलों, लिथियम-आयन बैटरी और नेविगेशन की मदद से महीनों तक अंतरिक्ष में एक सक्रिय सूक्ष्म-गुरुत्वाकर्षण प्रयोगशाला के रूप में काम करता है। दिसंबर 2024 के PSLV-C60 / SPADEX मिशन में POEM-04 ने अंतरिक्ष में भारत के प्रथम जैविक प्रयोग (लोबिया/Cowpea के बीजों का अंकुरण — CROPS) और रोबोटिक भुजा (Walking Robotic Arm) सहित 24 पेलोड का सफल परीक्षण किया!
  • भू-तुल्यकालिक उपग्रह प्रक्षेपण यान (GSLV Mk-II — 'Naughty Boy turned Reliable Performer'):
    • 3-चरणीय वास्तुकला: प्रथम चरण में S139 ठोस मोटर के साथ 4 द्रव विकास स्ट्रैप-ऑन (L40), द्वितीय चरण में 1 विकास द्रव इंजन, और तृतीय चरण में स्वदेशी क्रायोजेनिक अपर स्टेज (CUS — CE-7.5 इंजन) होता है।
    • ऐतिहासिक क्रायोजेनिक संघर्ष: 1991 में भारत ने रूस की Glavkosmos कंपनी से क्रायोजेनिक इंजन तकनीक हस्तांतरण का समझौता किया था, किंतु 1992–93 में अमेरिका ने MTCR (Missile Technology Control Regime) प्रतिबंध लगाकर तकनीक हस्तांतरण रुकवा दिया। इसके बाद ISRO ने महेंद्रगिरि (तमिलनाडु) और वलियमाला (तिरुवनंतपुरम — LPSC) में 20 वर्षों की कड़ी मेहनत से स्वदेशी CE-7.5 क्रायोजेनिक इंजन विकसित किया, जिसकी पहली सफल उड़ान जनवरी 2014 (GSLV-D5 / GSAT-14) में हुई — जिसने भारत को अमेरिका, रूस, फ्रांस/ESA, चीन और जापान के बाद क्रायोजेनिक तकनीक वाला विश्व का 6ठा देश बनाया!
    • 2025–2026 की उपलब्धियाँ: जनवरी 2025 में GSLV-F15 (NVS-02 नेविगेशन उपग्रह) ने श्रीहरिकोटा से ISRO का ऐतिहासिक 100वाँ प्रक्षेपण पूरा किया, तथा GSLV-F16 ने ऐतिहासिक ISRO–NASA संयुक्त सिंथेटिक अपर्चर रडार उपग्रह 'NISAR' को कक्षा में स्थापित किया (PIB PRID=2223136, फरवरी 2026)।
  • लॉन्च व्हीकल मार्क-3 (LVM3, पूर्व नाम GSLV Mk-III — 'बाहुबली' एवं मानव-रेटेड HLVM3):
    • 3-चरणीय भारी प्रक्षेपण यान (UPSC Prelims 2018 Q95 में इसी को गलत रूप से 4-चरणीय बताया गया था):
      1. प्रथम चरण (2 × S200 ठोस स्ट्रैप-ऑन बूस्टर): विश्व के सबसे बड़े ठोस बूस्टरों में से एक (प्रत्येक में 205 टन HTPB प्रणोदक); केवल यही दोनों लिफ्ट-ऑफ के समय जलते हैं।
      2. द्वितीय कोर चरण (L110 द्रव चरण): इसमें 115 टन द्रव प्रणोदक और दो क्लस्टर्ड विकास इंजन (Twin Vikas Engines) होते हैं, जो लिफ्ट-ऑफ के ~113 सेकंड बाद हवा में प्रज्वलित (Air-lit) होते हैं।
      3. तृतीय ऊपरी चरण (C25 क्रायोजेनिक चरण): 28 टन LH2 + LOX प्रणोदक और पूर्णतः स्वदेशी उच्च-थ्रस्ट CE-20 क्रायोजेनिक इंजन (200 kN / 20 टन थ्रस्ट — गैस जनरेटर चक्र)।
    • प्रमुख मिशन एवं पेलोड क्षमता: GTO में 4,000–4,200 kg और LEO में 8,000–10,000 kg। इसने चंद्रयान-2 (2019), चंद्रयान-3 (2023), 72 OneWeb उपग्रह, LVM3-M5 / CMS-03 (भारतीय भूमि से सबसे भारी GTO उपग्रह) और LVM3-M6 / BlueBird Block-2 (भारतीय भूमि से अब तक का सबसे भारी उपग्रह — PIB फरवरी 2026) का शत-प्रतिशत सफल प्रक्षेपण किया है। इसका मानव-रेटेड संस्करण HLVM3 भारत के प्रथम मानव अंतरिक्ष मिशन 'गगनयान' (Gaganyaan) का प्रक्षेपण यान है।
  • लघु उपग्रह प्रक्षेपण यान (SSLV — Small Satellite Launch Vehicle एवं HAL को प्रौद्योगिकी हस्तांतरण):
    • वास्तुकला: 500 kg तक के नैनो/माइक्रो/मिनी उपग्रहों को कम लागत (~₹30–35 करोड़) और न्यूनतम समय (मात्र 72 घंटे में 6 इंजीनियरों द्वारा असेंबल) में LEO में छोड़ने के लिए निर्मित। इसमें 3 ठोस चरण (SS1, SS2, SS3 — HTPB) और शीर्ष पर उपग्रहों को सटीक कक्षा में डालने के लिए एक द्रव वेलोसिटी ट्रिमिंग मॉड्यूल (VTM — MMH + MON-3) होता है।
    • फरवरी 2026 का ऐतिहासिक निजीकरण/हस्तांतरण (PIB `PRID=2286011`, जुलाई 2026): IN-SPACe के माध्यम से फरवरी 2026 में हिंदुस्तान एयरोनॉटिक्स लिमिटेड (HAL) को ₹511 करोड़ में 10 वर्षों के लिए SSLV का पूर्ण प्रौद्योगिकी हस्तांतरण (ToT) किया गया — यह पहली बार है जब ISRO ने किसी संपूर्ण रॉकेट के स्वामित्व और क्रमिक उत्पादन का अधिकार किसी उद्योग को सौंपा है!
खंड 03

भारतीय परिप्रेक्ष्य: ISRO के प्रणोदन केंद्र, कुलशेखरपट्टिनम स्पेसपोर्ट, तीसरा लॉन्च पैड एवं निजी रॉकेट

1. ISRO के प्रमुख रॉकेट एवं प्रणोदन अनुसंधान केंद्र

  1. विक्रम साराभाई अंतरिक्ष केंद्र (VSSC — तिरुवनंतपुरम, केरल): ISRO का सबसे बड़ा केंद्र जहाँ सभी प्रक्षेपण यानों (SLV-3, PSLV, GSLV, LVM3, SSLV, RLV पुष्पक और NGLV 'सूर्य') का डिज़ाइन, एरोडायनामिक्स, ठोस प्रणोदक और एवियोनिक्स विकसित किया जाता है। (यहीं थुम्बा इक्वेटोरियल रॉकेट लॉन्चिंग स्टेशन — TERLS से 21 नवंबर 1963 को भारत का पहला साउंडिंग रॉकेट Nike-Apache उड़ाया गया था और आज भी मौसम व ऊपरी वायुमंडल अध्ययन हेतु रोहिणी साउंडिंग रॉकेट RH-200, RH-300, RH-560 छोड़े जाते हैं।)
  2. द्रव प्रणोदन प्रणाली केंद्र (LPSC — वलियमाला, तिरुवनंतपुरम एवं बेंगलुरु): विकास द्रव इंजन, क्रायोजेनिक (CE-7.5, CE-20), सेमी-क्रायोजेनिक (SE-2000), मेथालॉक्स और उपग्रह विद्युत प्रणोदन (EPS) के अनुसंधान व विकास का मुख्य केंद्र।
  3. ISRO प्रणोदन परिसर (IPRC — महेंद्रगिरि, तिरुनेलवेली, तमिलनाडु): इसे भारत के 'जेट प्रोपल्शन लैब' की संज्ञा दी जाती है; यहाँ सभी द्रव, क्रायोजेनिक और सेमी-क्रायोजेनिक इंजनों की असेंबली और हॉट-टेस्टिंग (Ground Hot Testing) की जाती है।
  4. सतीश धवन अंतरिक्ष केंद्र (SDSC-SHAR — श्रीहरिकोटा, तिरुपति जिला, आंध्र प्रदेश): पुलिकट झील के पास बंगाल की खाड़ी के तट पर स्थित भारत का प्राथमिक ऑर्बिटल स्पेसपोर्ट (अक्षांश ~13.7°N)। यहाँ वर्तमान में दो परिचालन लॉन्च पैड (FLP और SLP), अग्निकुल का निजी लॉन्च पैड 'धनुष' (Dhanush) तथा जनवरी 2025 में ₹3,985 करोड़ की लागत से स्वीकृत तीसरा लॉन्च पैड (Third Launch Pad — TLP) स्थित हैं (PIB PRID=2093358)।

2. श्रीहरिकोटा बनाम कुलशेखरपट्टिनम (तमिलनाडु) — भूगोल और कक्षीय भौतिकी का खेल

UPSC प्रारंभिक एवं मुख्य परीक्षा (GS-I भूगोल + GS-III अंतरिक्ष) का एक अत्यंत प्रिय प्रश्न है: "प्रक्षेपण केंद्र सदैव पूर्वी तट और भूमध्य रेखा के निकट ही क्यों बनाए जाते हैं, और SSLV के लिए तमिलनाडु के कुलशेखरपट्टिनम में दूसरे स्पेसपोर्ट की आवश्यकता क्यों पड़ी?"

  • पूर्वी तट और भूमध्य रेखा के निकट क्यों (GEO/GTO प्रक्षेपणों के लिए)?
    1. पृथ्वी के घूर्णन का मुफ्त वेग लाभ (Earth's Rotational Slingshot Boost): पृथ्वी पश्चिम से पूर्व की ओर घूमती है। भूमध्य रेखा पर पृथ्वी की सतह का रैखिक घूर्णन वेग सर्वाधिक (~465 m/s या ~1,670 km/h) होता है और ध्रुवों की ओर जाने पर घटता जाता है (v = ω R cos φ)। इसलिए भूमध्य रेखा के पास से पूर्व दिशा में रॉकेट छोड़ने पर रॉकेट को ~0.45 km/s का मुफ्त प्रारंभिक वेग मिल जाता है, जिससे भारी मात्रा में ईंधन बचता है।
    2. कक्षीय झुकाव सुधार में ईंधन की बचत (Minimum Plane-Change Penalty): भू-स्थिर कक्षा (GEO) का झुकाव 0° (भूमध्य रेखा के ठीक ऊपर) होता है। प्रक्षेपण स्थल का अक्षांश जितना कम होगा (श्रीहरिकोटा ~13.7°N, कुलशेखरपट्टिनम ~8.4°N, फ्रेंच गयाना का कौरू ~5.2°N), GTO से GEO में जाते समय कक्षीय तल मोड़ने में उतना ही कम ईंधन लगेगा।
    3. सुरक्षा: पूर्व की ओर बंगाल की खाड़ी होने से किसी दुर्घटना या रॉकेट के जले हुए चरणों के गिरने पर वे मानव आबादी के बजाय समुद्र में गिरते हैं।
  • कुलशेखरपट्टिनम (थूथुकुडी, तमिलनाडु — ₹985.96 करोड़, PIB अगस्त 2025 `PRID=2158404`) क्यों?
    • जब श्रीहरिकोटा से दक्षिण दिशा में ध्रुवीय / सूर्य-तुल्यकालिक (SSPO) उपग्रह छोड़े जाते हैं, तो ठीक दक्षिण-पश्चिम में श्रीलंका का भू-भाग आ जाता है। श्रीलंका के ऊपर रॉकेट के चरण गिरने से बचाने के लिए रॉकेट को सीधा दक्षिण जाने के बजाय पहले दक्षिण-पूर्व (बंगाल की खाड़ी की ओर) मोड़ना पड़ता है और श्रीलंका पार करने के बाद फिर दक्षिण मोड़ना पड़ता है — इसे 'डॉगलेग पैंतरा' (Dogleg Maneuver) कहते हैं।
    • PSLV जैसे बड़े रॉकेट में तो इस मोड़ के लिए पर्याप्त अतिरिक्त ईंधन होता है, किंतु SSLV जैसे छोटे रॉकेट (500 kg क्षमता) में डॉगलेग पैंतरे से लगभग 30–40% पेलोड क्षमता नष्ट हो जाती है! इसके विपरीत, तमिलनाडु के दक्षिणी सिरे पर स्थित कुलशेखरपट्टिनम से दक्षिण दिशा में सीधे हिंद महासागर और अंटार्कटिका तक कोई भू-भाग नहीं है, इसलिए SSLV और निजी रॉकेट बिना किसी मोड़ के सीधे ध्रुवीय कक्षा में जाकर पूरे 300 kg पेलोड स्थापित कर सकते हैं!
चित्र 19.3: (A) श्रीहरिकोटा 'डॉगलेग पैंतरा' बनाम कुलशेखरपट्टिनम सीधा ध्रुवीय पथ एवं (B) RLV 'पुष्पक' बनाम VTVL (A) ध्रुवीय (SSPO) प्रक्षेपण: श्रीहरिकोटा बनाम कुलशेखरपट्टिनम दक्षिण भारत श्रीलंका 1. श्रीहरिकोटा (13.7°N) 'Dogleg Maneuver' (मोड़) श्रीलंका से बचने हेतु अतिरिक्त ईंधन खर्च → SSLV पेलोड हानि 2. कुलशेखरपट्टिनम (तमिलनाडु • 8.4°N) सीधा दक्षिणी ध्रुवीय पथ ↓ कोई भू-भाग नहीं • पूर्ण 300 kg SSPO (B) भारत की द्वि-स्तरीय पुनः प्रयोज्य रॉकेट रणनीति (PIB 2025–2026) 1. RLV-TD 'पुष्पक' (पंखयुक्त अंतरिक्ष विमान — क्षैतिज रनवे लैंडिंग): • UPSC ट्रैप: पुष्पक SpaceX Falcon-9 की तरह खड़ा (Vertical) नहीं उतरता, बल्कि विमान की तरह रनवे पर क्षैतिज (Horizontal autonomous gliding) लैंडिंग करता है! • चित्रदुर्ग (कर्नाटक) में चिनूक हेलीकॉप्टर से 4.5 km से गिराकर तीनों लैंडिंग परीक्षण (LEX-01, LEX-02, LEX-03 — जून 2024, गति >320 km/h, NavIC नेविगेशन) सफल। • अगला चरण (2026–27): ORE (Orbital Re-entry Experiment — कक्षा से वापसी)। 2. NGLV 'प्रोजेक्ट सूर्य' एवं VTVL (ऊर्ध्वाधर लैंडिंग बूस्टर रिकवरी): • कैबिनेट मंजूरी (सितंबर 2024): ₹8,240 करोड़ • श्रीहरिकोटा तीसरा लॉन्च पैड (₹3,985 Cr) • प्रथम चरण बूस्टर VTVL (Vertical Take-off and Vertical Landing) तकनीक से समुद्र के बार्ज या लैंडिंग पैड पर खड़ा उतरेगा (विकास इंजन थ्रॉटलिंग सिद्ध — PIB 2026)। • पेलोड क्षमता: LEO में 30 टन (LVM3 से 3 गुना अधिक) • लागत में ~80% तक कमी! • भारतीय अंतरिक्ष स्टेशन (BAS 2035) और चंद्र मानव मिशन (2040) का मुख्य आधार।
आरेख 19.3: (A) श्रीहरिकोटा से ध्रुवीय प्रक्षेपण में श्रीलंका के कारण होने वाला 'डॉगलेग पैंतरा' बनाम कुलशेखरपट्टिनम का सीधा पथ; (B) RLV पुष्पक बनाम NGLV 'सूर्य' VTVL।
खंड 04

समसामयिक घटनाक्रम (2025–2026) एवं UPSC CSE 2027 हेतु प्रासंगिकता

अद्यतन तथ्य — प्रक्षेपण एवं प्रणोदन (नवंबर 2026): 7 नवंबर 2025 को महेंद्रगिरि में CE-20 के बूटस्ट्रैप प्रारंभ का दस सेकंड का भूमि-आधारित निर्वात परीक्षण सफल हुआ; इसे बहु-कक्षा उड़ान में नियमित बूटस्ट्रैप रीस्टार्ट सिद्ध होने के बराबर नहीं समझना चाहिए। दूसरी ओर 2 नवंबर 2025 के LVM3-M5/CMS-03 मिशन में C25 क्रायोजेनिक चरण का अंतरिक्ष में पुनःप्रज्वलन प्रदर्शित किया गया था। NGLV की अधिकतम 30 टन LEO क्षमता और उसके आंशिक रूप से पुनःप्रयोज्य संस्करण की 14 टन LEO क्षमता अलग हैं। 2025 के PSLV-C61/EOS-09 और 12 जनवरी 2026 के PSLV-C62/EOS-N1 प्रक्षेपण असफल रहे, अतः सभी PSLV उड़ानों को सफल न मानें। इसरो: CE-20 परीक्षण; CMS-03 पुनःप्रज्वलन; NGLV क्षमता; इसरो मिशन सूची।

  • 1. CE-20 क्रायोजेनिक इंजन में 'बूटस्ट्रैप रीस्टार्ट' (Bootstrap Ignition) एवं विकास इंजन थ्रॉटलिंग की उपलब्धि (PIB `PRID=2276117`, 21 जून 2026):
    • पारंपरिक रूप से क्रायोजेनिक इंजन को अंतरिक्ष में केवल एक बार ही जलाया जा सकता था, या दोबारा चालू करने के लिए भारी सहायक स्टार्ट-अप गैस टैंकों की आवश्यकता होती थी। 2025–2026 में ISRO ने LVM3 के CE-20 क्रायोजेनिक इंजन में 'बूटस्ट्रैप इग्निशन तकनीक' (Bootstrap Mode Restart) का सफल परीक्षण किया, जिससे एक ही उड़ान के दौरान इंजन को अंतरिक्ष में कई बार बंद कर पुनः चालू (Multi-orbit insertion) किया जा सकता है।
    • साथ ही, ISRO ने विकास द्रव इंजन में डीप-थ्रॉटलिंग (Deep Throttling — थ्रस्ट को 67% तक कम-ज्यादा करना) और ऊर्ध्वाधर टेक-ऑफ एवं ऊर्ध्वाधर लैंडिंग (VTVL) प्रदर्शन में सफलता पाई है (PIB Release PRID=2276117)।
  • 2. 200-टन थ्रस्ट सेमी-क्रायोजेनिक इंजन (SE-2000) और NGLV में LOX–Methane प्रणोदन (PIB Factsheet `Id=150907`, 3 नवंबर 2026):
    • महेंद्रगिरि (IPRC) में ISRO ने 2,000 kN (200 टन) थ्रस्ट वाले सेमी-क्रायोजेनिक इंजन (SE-2000 — Isrosene + LOX) के पावर हेड टेस्ट आर्टिकल (PHTA) का सफल हॉट-टेस्ट किया है। जब यह सेमी-क्रायोजेनिक चरण (SC120) LVM3 के वर्तमान L110 द्रव चरण का स्थान लेगा और C25 क्रायोजेनिक चरण को अपग्रेड कर C32 किया जाएगा, तो LVM3 की GTO पेलोड क्षमता 4 टन से बढ़कर 5.5–6 टन हो जाएगी।
    • इसके अतिरिक्त, NGLV ('प्रोजेक्ट सूर्य' — ₹8,240 करोड़) के लिए ISRO LOX–Methane (द्रव ऑक्सीजन + द्रव मिथेन) हरित प्रणोदन विकसित कर रहा है (PIB Factsheet Id=150907, 03 Nov 2026)।
  • 3. भारत के निजी प्रक्षेपण यान एवं SSLV का HAL को हस्तांतरण (PIB `PRID=2286011`, 18 जुलाई 2026):
    • स्काईरूट एयरोस्पेस (Skyroot Aerospace, हैदराबाद): नवंबर 2022 में भारत का पहला निजी सब-ऑर्बिटल रॉकेट 'विक्रम-S' (मिशन प्रारंभ) उड़ाने के बाद, स्काईरूट ने भारत का प्रथम निजी कक्षीय प्रक्षेपण यान (First Private Orbital Launch Vehicle) 'विक्रम-1' (Vikram-1 — 'मिशन आगमन' 2026) तैयार किया है। यह पूर्णतः कार्बन-कंपोजिट संरचना, ठोस 'कलाम' चरणों और 3D-प्रिंटेड द्रव 'रमन' इंजन से बना है तथा 450 km LEO में 350 kg पेलोड स्थापित करने में सक्षम है (PIB Release PRID=2286011)।
    • अग्निकुल कॉसमॉस (Agnikul Cosmos, IIT मद्रास): मई 2024 में श्रीहरिकोटा स्थित भारत के पहले निजी लॉन्च पैड 'धनुष' (Dhanush) से 'अग्निबाण SOrTeD' का सफल प्रक्षेपण किया, जिसमें विश्व के पहले एकल-पीस 3D-प्रिंटेड सेमी-क्रायोजेनिक इंजन 'अग्निलेट' (Agnilet) का प्रदर्शन किया गया।
    • बेलाट्रिक्स एयरोस्पेस (Bellatrix Aerospace, बेंगलुरु): DRDO के TDF फंड के तहत स्वदेशी हरित प्रणोदन प्रणाली (Green Propulsion System) और हॉल-इफेक्ट इलेक्ट्रिक थ्रस्टर ('रुद्र' एवं 'अर्क') का सफल प्रदर्शन किया, जो विषाक्त हाइड्राज़ीन का स्थान लेता है।
खंड 05

प्रारंभिक परीक्षा विशेष: उच्च-उपज तथ्य एवं UPSC एलिमिनेशन ट्रैप्स

UPSC Prelims के 8 सबसे खतरनाक भ्रम जाल (Common Traps to Avoid):
  1. ट्रैप 1 (UPSC 2018 Q95): "GSLV Mk-III (LVM3) एक 4-चरणीय रॉकेट है जिसमें पहला व तीसरा चरण ठोस और दूसरा व चौथा चरण द्रव है।" — गलत! यह 4-चरणीय संरचना PSLV (Solid–Liquid–Solid–Liquid) की है! LVM3 (GSLV Mk-III) एक 3-चरणीय रॉकेट है (प्रथम: S200 ठोस बूस्टर; द्वितीय: L110 द्रव कोर; तृतीय: C25 क्रायोजेनिक)।
  2. ट्रैप 2 (UPSC 2018 Q95): "PSLV द्वारा प्रक्षेपित उपग्रह पृथ्वी के किसी स्थान से देखने पर आकाश में सदैव एक ही स्थिति में स्थिर दिखाई देते हैं।" — गलत! आकाश में स्थिर केवल भू-स्थिर (Geostationary — GEO, 35,786 km) उपग्रह दिखते हैं जिन्हें मुख्यतः GSLV/LVM3 द्वारा छोड़ा जाता है; PSLV मुख्यतः ध्रुवीय (SSPO) उपग्रह छोड़ता है जो पृथ्वी के चारों ओर घूमते हैं।
  3. ट्रैप 3: "सेमी-क्रायोजेनिक इंजन में द्रव हाइड्रोजन और द्रव ऑक्सीजन का उपयोग होता है।" — गलत! द्रव हाइड्रोजन (LH2) + द्रव ऑक्सीजन (LOX) पूर्ण क्रायोजेनिक इंजन में होता है; सेमी-क्रायोजेनिक इंजन (SE-2000) में रिफाइंड केरोसिन (RP-1 / Isrosene — कमरे के तापमान पर) + द्रव ऑक्सीजन (LOX, −183°C) का उपयोग होता है!
  4. ट्रैप 4: "रैमजेट और स्क्रैमजेट दोनों में दहन पराध्वनिक (Supersonic) गति पर होता है।" — गलत! रैमजेट (Ramjet) में बाहर से आती सुपरसोनिक हवा को धीमा कर अवध्वनिक (Subsonic, Mach < 1) गति पर जलाया जाता है, जबकि केवल स्क्रैमजेट (Scramjet) में ही वायु प्रवाह और दहन दोनों पराध्वनिक (Supersonic, Mach > 1) रहते हैं।
  5. ट्रैप 5: "ISRO का पुनः प्रयोज्य यान 'पुष्पक' (RLV-TD) SpaceX के Falcon-9 की तरह पैरों पर खड़ा (Vertical) उतरता है।" — गलत! 'पुष्पक' एक पंखयुक्त (Winged) अंतरिक्ष विमान है जो रनवे पर विमान की तरह क्षैतिज (Horizontal gliding landing) उतरता है (जबकि NGLV 'सूर्य' के प्रथम चरण में VTVL ऊर्ध्वाधर लैंडिंग होगी)।
  6. ट्रैप 6: "पुष्पक (RLV-LEX) अपनी स्वायत्त लैंडिंग के लिए अमेरिकी GPS पर निर्भर करता है।" — गलत! पुष्पक में भारत की स्वदेशी NavIC प्रणाली, स्यूडोलाइट (Pseudolite) और Ka-बैंड रडार अल्टीमीटर का उपयोग किया गया है।
  7. ट्रैप 7: "विद्युत/आयन प्रणोदन (Electric Propulsion) में अत्यधिक थ्रस्ट होने के कारण इसका उपयोग पृथ्वी की सतह से भारी रॉकेट लॉन्च करने में किया जाता है।" — गलत! आयन प्रणोदन का विशिष्ट आवेग (Isp) तो बहुत अधिक होता है, किंतु इसका थ्रस्ट अत्यंत सूक्ष्म (मिली-न्यूटन में) होता है, इसलिए यह पृथ्वी से रॉकेट नहीं उठा सकता; यह केवल अंतरिक्ष के निर्वात में उपग्रहों की कक्षा संधारण और गहरे अंतरिक्ष यात्रा में काम आता है।
  8. ट्रैप 8 (UPSC 2016 Q91): "मंगलयान ने भारत को अमेरिका के बाद मंगल की कक्षा में पहुँचने वाला विश्व का दूसरा देश बनाया।" — गलत! भारत सोवियत संघ/रूस, अमेरिका और यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी (ESA) के बाद चौथी अंतरिक्ष एजेंसी (किंतु एशिया का पहला देश और अपने प्रथम प्रयास में सफल होने वाला विश्व का एकमात्र देश) बना था।
खंड 06

मुख्य परीक्षा विशेष (GS-III): प्रक्षेपण आत्मनिर्भरता, पुनः प्रयोज्य रॉकेट और अंतरिक्ष अर्थव्यवस्था

मुख्य परीक्षा (GS-III) में भारत के प्रक्षेपण यानों पर उत्तर लिखते समय निम्नलिखित 4 विश्लेषणात्मक आयामों को अवश्य शामिल करें:

  • 1. प्रौद्योगिकी अस्वीकृति से पूर्ण सामरिक स्वायत्तता (From Sanctions to Strategic Autonomy): 1992 में क्रायोजेनिक इंजन पर लगे प्रतिबंधों के बावजूद भारत ने CE-7.5 और CE-20 इंजन विकसित किए। जब 2022–2023 में भू-राजनीतिक संकट के कारण यूरोप का Ariane-5 और रूस का Soyuz उपलब्ध नहीं थे, तब भारत के LVM3 ने ब्रिटेन के 72 OneWeb उपग्रहों को सफलतापूर्वक लॉन्च कर वैश्विक वाणिज्यिक बाजार में भारत की साख स्थापित की।
  • 2. पुनः प्रयोज्य प्रक्षेपण यान (RLV Pushpak एवं NGLV 'सूर्य') की आर्थिक क्रांति: किसी पारंपरिक रॉकेट की कुल लागत का 60% से 75% हिस्सा उसके प्रथम चरण (बूस्टर और इंजनों) में होता है जो समुद्र में गिरकर नष्ट हो जाता है। NGLV 'प्रोजेक्ट सूर्य' (प्रथम चरण की VTVL रिकवरी) और RLV 'पुष्पक' द्वारा प्रक्षेपण लागत को ~$2,000–$5,000 प्रति किलोग्राम से घटाकर ~$500–$1,000 प्रति किलोग्राम (80% तक कमी) लाया जा सकेगा।
  • 3. हरित अंतरिक्ष परिवहन (Green Space Propulsion): विषाक्त हाइड्राज़ीन (UDMH) और क्लोरीन-मुक्त करने वाले ठोस बूस्टरों के स्थान पर सेमी-क्रायोजेनिक (Isrosene + LOX), मेथालॉक्स (LOX + Methane), विद्युत प्रणोदन (Xenon EPS) और बेलाट्रिक्स के हरित प्रणोदकों को अपनाना।
  • 4. अंतरिक्ष का निजीकरण एवं औद्योगिक हस्तांतरण: फरवरी 2026 में HAL को SSLV का पूर्ण हस्तांतरण (₹511 करोड़), लार्सन एंड टुब्रो–एचएएल कंसोर्टियम द्वारा 5 PSLV का निर्माण, तथा स्काईरूट ('विक्रम-1') व अग्निकुल ('अग्निबाण') का उदय भारत को 2033 तक वैश्विक अंतरिक्ष अर्थव्यवस्था में 2% से बढ़ाकर 8% ($44 बिलियन) हिस्सेदारी दिलाने का आधार है।
खंड 07

सत्यापित UPSC CSE विगत वर्ष प्रश्न (Verified PYQs — Prelims एवं Mains)

नीचे भारत के उपग्रह प्रक्षेपण यानों (PSLV, GSLV, LVM3) और अंतरिक्ष मिशनों पर सीधे पूछे गए 3 वास्तविक UPSC CSE Prelims प्रश्न (2018 Q95, 2016 Q91 एवं 2016 Q87) और UPSC CSE Mains GS-III (2016 Q12) उनके मूल अंग्रेजी पाठ, विश्वसनीय हिंदी अनुवाद और आधिकारिक UPSC उत्तर कुंजी के साथ दिए गए हैं:

UPSC CSE Prelims 2018 (GS-I, Q95) कुंजी स्थिति: आधिकारिक UPSC उत्तर कुंजी से सत्यापित • मूल अंग्रेजी + हिंदी अनुवाद
Q1. भारत के उपग्रह प्रक्षेपण यानों (Satellite launch vehicles) के संदर्भ में, निम्नलिखित कथनों पर विचार कीजिए: 1. PSLV से ऐसे उपग्रह प्रक्षेपित किए जाते हैं जो पृथ्वी के संसाधनों के मानीटरन (Monitoring) में उपयोगी हैं, जबकि GSLV को मुख्यतः संचार उपग्रहों को प्रक्षेपित करने के लिए अभिकल्पित किया गया है। 2. PSLV द्वारा प्रक्षेपित उपग्रह पृथ्वी के किसी विशेष स्थान से देखने पर आकाश में सदैव एक ही स्थिति में स्थायी रूप से स्थिर रहते प्रतीत होते हैं। 3. GSLV Mk III एक चार-स्टेज वाला प्रक्षेपण यान है, जिसमें प्रथम और तृतीय चरणों में ठोस रॉकेट मोटरों का तथा द्वितीय और चतुर्थ चरणों में द्रव रॉकेट इंजनों का प्रयोग होता है। उपर्युक्त कथनों में से कौन-सा/से सही है/हैं? (Original English: With reference to India's satellite launch vehicles, consider the following statements: 1. PSLVs launch the satellites useful for Earth resources monitoring whereas GSLVs are designed mainly to launch communication satellites. 2. Satellites launched by PSLV appear to remain permanently fixed in the same position in the sky, as viewed from a particular location on Earth. 3. GSLV Mk III is a four-staged launch vehicle with the first and third stages using solid rocket motors, and the second and fourth stages using liquid rocket engines. Which of the statements given above is/are correct?)
सही उत्तर: (a) केवल 1 (1 only)
विस्तृत व्याख्या:
• कथन 1 सही है: PSLV मुख्यतः पृथ्वी अवलोकन/संसाधन निगरानी (Remote sensing — IRS, Cartosat, Resourcesat) उपग्रहों को सूर्य-तुल्यकालिक ध्रुवीय कक्षा (SSPO) में स्थापित करता है, जबकि GSLV मुख्यतः भारी संचार उपग्रहों (INSAT/GSAT) को भू-तुल्यकालिक स्थानांतरण कक्षा (GTO) में भेजने के लिए बनाया गया है।
• कथन 2 गलत है: पृथ्वी से देखने पर आकाश में एक ही स्थान पर स्थिर केवल भू-स्थिर (Geostationary — GEO, 35,786 km) उपग्रह दिखते हैं (जिन्हें GSLV/LVM3 द्वारा छोड़ा जाता है), न कि PSLV द्वारा छोड़े जाने वाले ध्रुवीय उपग्रह।
• कथन 3 गलत है: 4-चरणीय रॉकेट (प्रथम व तृतीय ठोस, द्वितीय व चतुर्थ द्रव) वास्तव में PSLV है! GSLV Mk-III (वर्तमान नाम LVM3) एक तीन-चरणीय (3-stage) रॉकेट है जिसमें प्रथम चरण ठोस (S200), द्वितीय चरण द्रव (L110) और तृतीय चरण क्रायोजेनिक (C25) होता है।
उत्तर एवं व्याख्या देखें (No-JS Fallback)

सही उत्तर: (a) केवल 1। कथन 2 गलत है (केवल GEO उपग्रह स्थिर दिखते हैं) और कथन 3 गलत है (GSLV Mk-III तीन-चरणीय है; चार-चरणीय संरचना PSLV की है)।

UPSC CSE Prelims 2016 (GS-I, Q91) कुंजी स्थिति: आधिकारिक UPSC उत्तर कुंजी से सत्यापित • मूल अंग्रेजी + हिंदी अनुवाद
Q2. निम्नलिखित कथनों पर विचार कीजिए: ISRO द्वारा प्रक्षेपित मंगलयान (Mangalyaan — PSLV-C25 द्वारा प्रक्षेपित): 1. को 'मार्स ऑर्बिटर मिशन' (Mars Orbiter Mission) भी कहा जाता है। 2. ने भारत को USA के बाद मंगल के चारों ओर अंतरिक्ष यान को कक्षा में स्थापित करने वाला दूसरा देश बना दिया। 3. ने भारत को अपने सबसे पहले ही प्रयास में अंतरिक्ष यान को मंगल की कक्षा में सफलतापूर्वक स्थापित करने वाला एकमात्र देश बना दिया। उपर्युक्त कथनों में से कौन-सा/से सही है/हैं? (Original English: Consider the following statements: The Mangalyaan launched by ISRO: 1. is also called the Mars Orbiter Mission 2. made India the second country to have a spacecraft orbit the Mars after USA 3. made India the only country to be successful in making its spacecraft orbit the Mars in its very first attempt Which of the statements given above is/are correct?)
सही उत्तर: (c) केवल 1 और 3 (1 and 3 only)
विस्तृत व्याख्या: 5 नवंबर 2013 को PSLV-XL (C25) रॉकेट से प्रक्षेपित मंगलयान (Mars Orbiter Mission — MOM) 24 सितंबर 2014 को मंगल की कक्षा में पहुँचा (कथन 1 सही)। इसने भारत को सोवियत संघ/रूस, अमेरिका (NASA) और यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी (ESA) के बाद मंगल की कक्षा में पहुँचने वाली चौथी अंतरिक्ष एजेंसी (एशिया का पहला देश) बनाया, इसलिए कथन 2 गलत है। किंतु भारत अपने प्रथम प्रयास (Maiden attempt) में ही मंगल की कक्षा में पहुँचने वाला विश्व का पहला देश बना (कथन 3 सही)।
उत्तर एवं व्याख्या देखें (No-JS Fallback)

सही उत्तर: (c) केवल 1 और 3। भारत चौथी एजेंसी (रूस, अमेरिका और ESA के बाद) तथा प्रथम प्रयास में सफल होने वाला पहला देश बना।

UPSC CSE Prelims 2016 (GS-I, Q87) कुंजी स्थिति: आधिकारिक UPSC उत्तर कुंजी से सत्यापित • मूल अंग्रेजी + हिंदी अनुवाद
Q3. भारत द्वारा प्रक्षेपित खगोलीय वेधशाला 'एस्ट्रोसैट' (Astrosat — PSLV-C30 द्वारा प्रक्षेपित) के संदर्भ में, निम्नलिखित कथनों में से कौन-सा/से सही है/हैं? 1. USA और रूस के अलावा, केवल भारत ही एकमात्र ऐसा देश है जिसने अंतरिक्ष में इसी प्रकार की वेधशाला प्रक्षेपित की है। 2. एस्ट्रोसैट 2000 किग्रा का एक उपग्रह है, जिसे पृथ्वी की सतह के ऊपर 1650 किमी पर एक कक्षा में स्थापित किया गया है। नीचे दिए गए कूट का प्रयोग कर सही उत्तर चुनिए: (Original English: With reference to 'Astrosat', the astronomical observatory launched by India, which of the following statements is/are correct? 1. Other than USA and Russia, India is the only country to have launched a similar observatory into space. 2. Astrosat is a 2000 kg satellite placed in an orbit at 1650 km above the surface of the Earth. Select the correct answer using the code given below:)
सही उत्तर: (d) न तो 1, न ही 2 (Neither 1 nor 2)
विस्तृत व्याख्या:
• कथन 1 गलत है: भारत से पहले अमेरिका, रूस, जापान (JAXA) और यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी (ESA) भी अंतरिक्ष वेधशालाएँ प्रक्षेपित कर चुके थे (भारत 5वाँ था)।
• कथन 2 गलत है: PSLV-C30 द्वारा सितंबर 2015 में प्रक्षेपित AstroSat का भार लगभग 1,513 kg था और इसे 1,650 km के बजाय 650 km की निम्न भू-कक्षा (LEO, 6° झुकाव) में स्थापित किया गया था।
उत्तर एवं व्याख्या देखें (No-JS Fallback)

सही उत्तर: (d) न तो 1, न ही 2। जापान व यूरोप भी पहले प्रक्षेपित कर चुके थे और AstroSat (~1513 kg) को 650 km LEO में स्थापित किया गया था।

मुख्य परीक्षा (GS-III) सत्यापित विगत वर्ष प्रश्न एवं पूर्ण आदर्श उत्तर

मुख्य परीक्षा सत्यापित PYQ 1 (UPSC CSE Mains GS-III 2016, Q12 | 12.5 अंक, 200 शब्द — 2026 अद्यतन सहित): "अंतरिक्ष विज्ञान और प्रौद्योगिकी के क्षेत्र में भारत की उपलब्धियों की चर्चा कीजिए। इस प्रौद्योगिकी के अनुप्रयोग ने भारत के सामाजिक-आर्थिक विकास में किस प्रकार सहायता की है?" (Discuss India's achievements in the field of Space Science and Technology. How the application of this technology has helped India in its socio-economic development?)

उत्तर संरचना (Model Answer):

  • भूमिका (Introduction): 1963 में थुम्बा से साइकिल पर साउंडिंग रॉकेट ले जाने से लेकर 2025 में श्रीहरिकोटा से 100वें प्रक्षेपण (GSLV-F15) और NGLV 'प्रोजेक्ट सूर्य' तक, भारत ने मितव्ययी अभियांत्रिकी (Frugal Engineering) और स्वदेशी नवाचार के बल पर विश्व के शीर्ष अंतरिक्ष राष्ट्रों में स्थान बनाया है।
  • प्रक्षेपण एवं अंतरिक्ष विज्ञान में भारत की प्रमुख उपलब्धियाँ:
    1. संपूर्ण स्वदेशी प्रक्षेपण स्पेक्ट्रम: 4-चरणीय वर्कहॉर्स PSLV (जिसने एकल उड़ान PSLV-C37 में 104 उपग्रह और POEM-04 कक्षीय प्लेटफॉर्म सिद्ध किया), स्वदेशी क्रायोजेनिक GSLV Mk-II (CE-7.5), भारी प्रक्षेपण यान LVM3 (CE-20 क्रायोजेनिक इंजन व गगनयान हेतु मानव-रेटेड HLVM3) और ऑन-डिमांड SSLV (फरवरी 2026 में HAL को हस्तांतरित)।
    2. अंतरग्रहीय एवं खगोलीय कीर्तिमान: चंद्रमा के दक्षिणी ध्रुव के पास उतरने वाला विश्व का प्रथम देश (चंद्रयान-3), प्रथम प्रयास में मंगल पर पहुँचने वाला प्रथम देश (मंगलयान), L1 बिंदु पर आदित्य-L1, एक्स-रे ध्रुवण मिशन XPoSat (2024) और कक्षा में स्वायत्त डॉकिंग (SPADEX 2025)।
    3. भविष्य की प्रणोदन छलांग (2025–2026): RLV 'पुष्पक' के तीनों स्वायत्त रनवे लैंडिंग परीक्षण (LEX-01 से 03), 200-टन सेमी-क्रायोजेनिक इंजन (SE-2000) और ₹8,240 करोड़ का 30-टन क्षमता वाला NGLV 'सूर्य'।
  • सामाजिक-आर्थिक विकास में योगदान: (i) कृषि व संसाधन: FASAL फसल पूर्वानुमान, मृदा नमी व भू-जल मानचित्रण (Cartosat/Resourcesat/NISAR); (ii) आपदा प्रबंधन: INSAT-3DS और EOS द्वारा चक्रवात (दाना, बिपरजॉय), बाढ़ व वनाग्नि की सटीक पूर्व-चेतावनी से मृत्यु दर में >95% कमी; (iii) कनेक्टिविटी व शासन: टेली-शिक्षा, ई-संजीवनी टेलीमेडिसिन, PM गतिशक्ति GIS, स्वामित्व योजना और मछुआरों के लिए NavIC संदेश।
  • निष्कर्ष: विक्रम साराभाई के "मानव और समाज की वास्तविक समस्याओं के समाधान के लिए उच्च तकनीक" के दर्शन को चरितार्थ करते हुए भारतीय अंतरिक्ष कार्यक्रम अब 'विकसित भारत 2047' का इंजन बन रहा है।
मुख्य परीक्षा प्रश्न 2 (GS-III — क्रायोजेनिक एवं सेमी-क्रायोजेनिक प्रणोदन | 15 अंक, 250 शब्द): "क्रायोजेनिक और सेमी-क्रायोजेनिक रॉकेट इंजनों के बीच के तकनीकी अंतर को स्पष्ट कीजिए। भू-राजनीतिक प्रतिबंधों के बावजूद क्रायोजेनिक प्रौद्योगिकी में भारत की आत्मनिर्भरता और 'CE-20 बूटस्ट्रैप रीस्टार्ट' व 'SE-2000' के महत्त्व का परीक्षण कीजिए।"

उत्तर संरचना (Model Answer):

  • तकनीकी अंतर: क्रायोजेनिक इंजन (CE-7.5, CE-20) में ईंधन के रूप में अति-शीतित द्रव हाइड्रोजन (LH2, −253°C) और ऑक्सीकारक के रूप में द्रव ऑक्सीजन (LOX, −183°C) का उपयोग होता है, जो उच्चतम विशिष्ट आवेग (Isp ~450 s) देता है और रॉकेट के ऊपरी चरण (Upper stage) के लिए आदर्श है। इसके विपरीत, सेमी-क्रायोजेनिक इंजन (SE-2000) में द्रव हाइड्रोजन के स्थान पर सामान्य तापमान पर रहने वाले रिफाइंड केरोसिन ('Isrosene' / RP-1) और द्रव ऑक्सीजन (LOX, −183°C) का उपयोग होता है; केरोसिन का उच्च घनत्व और 200-टन थ्रस्ट इसे प्रथम चरण (Booster stage) में विषाक्त UDMH को हटाने के लिए आदर्श बनाता है।
  • प्रतिबंधों से आत्मनिर्भरता: 1992 में MTCR प्रतिबंधों के कारण रूस से क्रायोजेनिक तकनीक हस्तांतरण रुकने पर भारत ने LPSC और IPRC महेंद्रगिरि में स्वदेशी अनुसंधान कर CE-7.5 (GSLV Mk-II) और CE-20 (LVM3) विकसित किए, जिससे 4+ टन के भारी उपग्रहों के लिए विदेशी Ariane रॉकेटों पर निर्भरता समाप्त हो गई।
  • 2025–2026 की नवीनतम उपलब्धियाँ (PIB जून व नवंबर 2026): (i) CE-20 बूटस्ट्रैप रीस्टार्ट: बिना अतिरिक्त स्टार्ट-अप टैंक के अंतरिक्ष में इंजन को कई बार पुनः चालू करने की क्षमता, जिससे एक ही रॉकेट से कई अलग-अलग कक्षाओं में उपग्रह छोड़े जा सकते हैं; (ii) SE-2000 और SC120 चरण: यह LVM3 की पेलोड क्षमता को बढ़ाएगा और आगामी NGLV 'प्रोजेक्ट सूर्य' (30 टन LEO) की नींव रखेगा।
खंड 08

अभ्यास प्रश्न: 17 नए UPSC-स्तरीय प्रारंभिक MCQs एवं 3 अतिरिक्त मुख्य परीक्षा मॉडल उत्तर

नीचे UPSC CSE 2027 के नवीनतम पैटर्न पर आधारित 17 पूर्णतः मौलिक अभ्यास MCQs (प्रश्न 4 से 20, कुल 20 इंटरैक्टिव कार्ड) दिए गए हैं:

अभ्यास प्रश्न 01 (Q4) • क्रायोजेनिक बनाम सेमी-क्रायोजेनिक प्रणोदन UPSC CSE 2027 कथन-आधारित पैटर्न
Q4. रॉकेट प्रणोदन में 'क्रायोजेनिक' (Cryogenic) और 'सेमी-क्रायोजेनिक' (Semi-Cryogenic) इंजनों के संदर्भ में निम्नलिखित कथनों पर विचार कीजिए: 1. क्रायोजेनिक इंजन में ईंधन के रूप में द्रव हाइड्रोजन (−253°C पर) और ऑक्सीकारक के रूप में द्रव ऑक्सीजन (−183°C पर) का उपयोग किया जाता है। 2. सेमी-क्रायोजेनिक इंजन में द्रव ऑक्सीजन (LOX) के साथ ईंधन के रूप में अत्यधिक शुद्ध केरोसिन (RP-1 / Isrosene) का उपयोग किया जाता है, जिसे सामान्य कमरे के तापमान पर संग्रहीत किया जा सकता है। 3. पारंपरिक ठोस या पृथ्वी-भंडारणीय द्रव प्रणोदकों (UDMH + N2O4) की तुलना में क्रायोजेनिक प्रणोदक प्रति किलोग्राम ईंधन पर उच्चतर विशिष्ट आवेग (Specific Impulse) प्रदान करता है। उपर्युक्त में से कितने कथन सही हैं?
सही उत्तर: (c) सभी तीन
व्याख्या: तीनों कथन पूर्णतः सही हैं। क्रायोजेनिक इंजन (LH2 + LOX) लगभग 445–455 सेकंड का सर्वोच्च विशिष्ट आवेग देता है, जबकि सेमी-क्रायोजेनिक इंजन (Isrosene + LOX) उच्च घनत्व और 200 टन थ्रस्ट के साथ विषाक्त UDMH का पर्यावरण-अनुकूल विकल्प है।
अभ्यास प्रश्न 02 (Q5) • NGLV 'प्रोजेक्ट सूर्य' (PIB 2025–2026) UPSC CSE 2027 समसामयिक प्रश्न
Q5. ISRO द्वारा विकसित किए जा रहे 'नेक्स्ट जनरेशन लॉन्च व्हीकल' (NGLV — 'प्रोजेक्ट सूर्य') के संदर्भ में निम्नलिखित कथनों पर विचार कीजिए: 1. यह एक 3-चरणीय, आंशिक रूप से पुनः प्रयोज्य (Partially reusable) भारी प्रक्षेपण यान है जिसका प्रथम चरण ऊर्ध्वाधर लैंडिंग (VTVL) द्वारा वापस प्राप्त किया जा सकेगा। 2. यह निम्न भू-कक्षा (LEO) में 30 टन तक का पेलोड स्थापित करने में सक्षम होगा, जो वर्तमान LVM3 की क्षमता से लगभग तीन गुना है। 3. इसमें सभी तीनों चरणों में केवल ठोस प्रणोदक (HTPB) का ही उपयोग किया जाएगा। उपर्युक्त में से कौन-से कथन सही हैं?
सही उत्तर: (b) केवल 1 और 2
व्याख्या: कथन 1 और 2 सही हैं (केंद्रीय मंत्रिमंडल द्वारा ₹8,240 करोड़ के परिव्यय से स्वीकृत NGLV 'सूर्य' अधिकतम 30 टन LEO क्षमता वाला रॉकेट है; आंशिक रूप से पुनःप्रयोज्य संस्करण की अधिकतम क्षमता लगभग 14 टन LEO बताई गई है)। कथन 3 गलत है क्योंकि NGLV में ठोस प्रणोदक के बजाय LOX–Methane / सेमी-क्रायोजेनिक प्रणोदन और क्रायोजेनिक ऊपरी चरण (CE-20) का उपयोग किया जाएगा ताकि प्रथम चरण को पुनः प्रयोग (Reuse) किया जा सके।
अभ्यास प्रश्न 03 (Q6) • RLV-TD 'पुष्पक' (Reusable Launch Vehicle) UPSC CSE 2027 उच्च-संभाव्यता प्रश्न
Q6. ISRO के पुनः प्रयोज्य प्रक्षेपण यान प्रौद्योगिकी प्रदर्शक 'पुष्पक' (RLV-TD 'Pushpak') के संदर्भ में निम्नलिखित कथनों पर विचार कीजिए: 1. यह एक पंखयुक्त (Winged) स्वायत्त अंतरिक्ष विमान है जो SpaceX के Falcon-9 की तरह ऊर्ध्वाधर उतरने के बजाय रनवे पर क्षैतिज ग्लाइडिंग लैंडिंग (Horizontal runway landing) करता है। 2. चित्रदुर्ग (कर्नाटक) में संपन्न इसके लैंडिंग प्रयोगों (LEX-01, LEX-02 और LEX-03) में सटीक स्वायत्त नौवहन के लिए भारत की स्वदेशी 'NavIC' प्रणाली, स्यूडोलाइट और Ka-बैंड रडार अल्टीमीटर का उपयोग किया गया। 3. LEX-03 मिशन में इसने अंतरिक्ष की कक्षा (Orbit) से पुनः वायुमंडल में प्रवेश कर लैंडिंग का प्रदर्शन किया। उपर्युक्त में से कौन-से कथन सही हैं?
सही उत्तर: (a) केवल 1 और 2
व्याख्या: कथन 1 और 2 सही हैं। कथन 3 गलत है क्योंकि LEX-01, LEX-02 और LEX-03 में पुष्पक को भारतीय वायुसेना के चिनूक (Chinook) हेलीकॉप्टर द्वारा 4.5 km की ऊँचाई से छोड़ा गया था; अंतरिक्ष की कक्षा से पुनः प्रवेश का परीक्षण आगामी ORE (Orbital Re-entry Experiment) मिशन में किया जाएगा।
अभ्यास प्रश्न 04 (Q7) • कुलशेखरपट्टिनम स्पेसपोर्ट एवं 'डॉगलेग पैंतरा' UPSC CSE 2027 भूगोल + अंतरिक्ष प्रश्न
Q7. तमिलनाडु के थूथुकुडी जिले के 'कुलशेखरपट्टिनम' (Kulasekarapattinam) में स्थापित किए जा रहे भारत के दूसरे रॉकेट प्रक्षेपण केंद्र के संदर्भ में निम्नलिखित कथनों पर विचार कीजिए: 1. श्रीहरिकोटा की तुलना में कुलशेखरपट्टिनम से सूर्य-तुल्यकालिक ध्रुवीय कक्षा (SSPO) में छोटे उपग्रहों (SSLV) को प्रक्षेपित करने पर श्रीलंका के भू-भाग के ऊपर से बचने के लिए आवश्यक 'डॉगलेग पैंतरे' (Dogleg Maneuver) की आवश्यकता नहीं पड़ती। 2. सीधा दक्षिणी प्रक्षेप-पथ उपलब्ध होने से ईंधन की बचत होती है और SSLV की ध्रुवीय पेलोड क्षमता बढ़ जाती है। उपर्युक्त में से कौन-सा/से कथन सही है/हैं?
सही उत्तर: (c) 1 और 2 दोनों
व्याख्या: दोनों कथन पूर्णतः सही हैं (PIB `PRID=2158404`, अगस्त 2025)। श्रीहरिकोटा से दक्षिण की ओर प्रक्षेपण करने पर श्रीलंका बीच में आता है जिससे रॉकेट को दक्षिण-पूर्व मोड़ना पड़ता है (Dogleg Maneuver), जबकि कुलशेखरपट्टिनम से सीधे दक्षिण की ओर अंटार्कटिका तक खुला हिंद महासागर है।
अभ्यास प्रश्न 05 (Q8) • रैमजेट बनाम स्क्रैमजेट (Air-Breathing Engines) UPSC CSE 2027 कथन-कारण पैटर्न
Q8. निम्नलिखित कथनों पर विचार कीजिए: कथन-I: पारंपरिक रासायनिक रॉकेट इंजनों की तुलना में स्क्रैमजेट (Scramjet) इंजन वायुमंडलीय उड़ान चरण के दौरान प्रक्षेपण यान के कुल उत्थापन भार (Lift-off mass) को काफी कम कर सकते हैं। कथन-II: स्क्रैमजेट इंजन अपने साथ भारी ऑक्सीकारक टैंक ले जाने के बजाय, हाइपरसोनिक गति पर वायुमंडल से ही ऑक्सीजन ग्रहण कर पराध्वनिक दहन (Supersonic combustion) करते हैं। उपर्युक्त कथनों के संबंध में निम्नलिखित में से कौन-सा एक सही है?
सही उत्तर: (d)
व्याख्या: किसी पारंपरिक रॉकेट में कुल प्रणोदक भार का ~70% भाग केवल ऑक्सीकारक (जैसे LOX या N2O4) होता है। स्क्रैमजेट इंजन वायुमंडल से ऑक्सीजन खींचकर सुपरसोनिक दहन करता है, जिससे वायुमंडलीय चरण में ऑक्सीकारक ढोने की आवश्यकता समाप्त हो जाती है और रॉकेट हल्का हो जाता है।
अभ्यास प्रश्न 06 (Q9) • POEM-04 (PSLV Orbital Experimental Module) UPSC CSE 2027 समसामयिक प्रश्न
Q9. समाचारों में अक्सर देखा जाने वाला 'POEM' (PSLV Orbital Experimental Module — जैसे POEM-04) क्या है?
सही उत्तर: (b)
व्याख्या: POEM (PSLV Orbital Experimental Module) ISRO का एक अत्यंत अभिनव मंच है जो PSLV के चौथे चरण (PS4) को प्राथमिक उपग्रहों को अलग करने के बाद एक 3-अक्षीय स्थिर कक्षीय अनुसंधान प्रयोगशाला में बदल देता है। दिसंबर 2024 के PSLV-C60 / SPADEX मिशन के साथ गए POEM-04 ने 24 वैज्ञानिक व स्टार्टअप पेलोड का सफल परीक्षण किया (PIB फरवरी 2026)।
अभ्यास प्रश्न 07 (Q10) • SSLV एवं HAL प्रौद्योगिकी हस्तांतरण (PIB 2026) UPSC CSE 2027 समसामयिक प्रश्न
Q10. ISRO के 'लघु उपग्रह प्रक्षेपण यान' (Small Satellite Launch Vehicle — SSLV) के संदर्भ में निम्नलिखित कथनों पर विचार कीजिए: 1. इसमें तीन ठोस प्रणोदन चरण (Solid stages) और शीर्ष पर उपग्रहों को सटीक कक्षा में स्थापित करने के लिए एक द्रव-आधारित 'वेलोसिटी ट्रिमिंग मॉड्यूल' (VTM) होता है। 2. यह 500 किग्रा तक के उपग्रहों को निम्न भू-कक्षा (LEO) में प्रक्षेपित करने और मांग-आधारित (Launch-on-demand) त्वरित प्रक्षेपण प्रदान करने के लिए अभिकल्पित है। 3. फरवरी 2026 में IN-SPACe के माध्यम से SSLV का पूर्ण प्रौद्योगिकी हस्तांतरण (ToT) क्रमिक उत्पादन हेतु हिंदुस्तान एयरोनॉटिक्स लिमिटेड (HAL) को किया गया है। उपर्युक्त में से कितने कथन सही हैं?
सही उत्तर: (c) सभी तीन
व्याख्या: तीनों कथन पूर्णतः सही हैं (PIB `PRID=2286011`, जुलाई 2026)। फरवरी 2026 में ₹511 करोड़ के समझौते के तहत HAL को SSLV का 10-वर्षीय पूर्ण प्रौद्योगिकी हस्तांतरण किया गया।
अभ्यास प्रश्न 08 (Q11) • भारत के ऐतिहासिक मिशन एवं उनके प्रक्षेपण यान UPSC CSE 2027 युग्म-मिलान पैटर्न
Q11. भारत के प्रमुख अंतरिक्ष मिशनों और उन्हें प्रक्षेपित करने वाले यानों के संदर्भ में निम्नलिखित युग्मों पर विचार कीजिए: (अंतरिक्ष मिशन : प्रक्षेपण यान) 1. आदित्य-L1 सौर मिशन : PSLV-C57 (PSLV-XL) 2. चंद्रयान-3 मिशन : LVM3-M4 3. NISAR (ISRO–NASA संयुक्त रडार उपग्रह) : GSLV-F16 4. SPADEX (अंतरिक्ष डॉकिंग प्रयोग) : PSLV-C60 उपर्युक्त में से कितने युग्म सही सुमेलित हैं?
सही उत्तर: (c) सभी चार
व्याख्या: चारों युग्म पूर्णतः सही हैं (PIB `PRID=2223136`, फरवरी 2026): आदित्य-L1 को PSLV-C57 से, चंद्रयान-3 को LVM3-M4 से, NISAR को GSLV-F16 से और SPADEX + POEM-04 को PSLV-C60 से प्रक्षेपित किया गया।
अभ्यास प्रश्न 09 (Q12) • ठोस बनाम द्रव प्रणोदक UPSC CSE 2027 अवधारणात्मक प्रश्न
Q12. ठोस रॉकेट प्रणोदकों (Solid propellants) की तुलना में द्रव रॉकेट प्रणोदकों (Liquid propellants) के संदर्भ में निम्नलिखित कथनों पर विचार कीजिए: 1. द्रव रॉकेट इंजनों में प्रणोदक प्रवाह को वाल्वों के माध्यम से नियंत्रित कर थ्रस्ट को कम-ज्यादा (Throttling) किया जा सकता है तथा उड़ान के दौरान इंजन को बंद कर पुनः चालू (Stop and Restart) किया जा सकता है। 2. ठोस रॉकेट मोटरों में एक बार प्रज्वलन (Ignition) हो जाने के बाद दहन को बीच में रोकना और पुनः चालू करना सामान्यतः संभव नहीं होता। 3. ठोस प्रणोदक का विशिष्ट आवेग (Specific Impulse) सदैव क्रायोजेनिक द्रव प्रणोदक से अधिक होता है। उपर्युक्त में से कौन-से कथन सही हैं?
सही उत्तर: (b) केवल 1 और 2
व्याख्या: कथन 1 और 2 सही हैं। कथन 3 गलत है क्योंकि ठोस प्रणोदक (HTPB) का विशिष्ट आवेग सबसे कम (~260–285 सेकंड) होता है, जबकि क्रायोजेनिक द्रव प्रणोदक का विशिष्ट आवेग सर्वाधिक (~450 सेकंड) होता है।
अभ्यास प्रश्न 10 (Q13) • विद्युत / आयन प्रणोदन (Electric Propulsion — PIB 2026) UPSC CSE 2027 अंतरिक्ष तकनीक प्रश्न
Q13. उपग्रहों में प्रयुक्त 'विद्युत प्रणोदन प्रणाली' (Electric Propulsion System — EPS / Hall-Effect Ion Thrusters) के संदर्भ में निम्नलिखित कथनों पर विचार कीजिए: 1. इसमें रासायनिक दहन के बजाय सौर विद्युत और चुंबकीय/विद्युत क्षेत्रों का उपयोग कर जीनॉन (Xenon) या आर्गन जैसी अक्रिय गैस के आयनों को अत्यधिक उच्च वेग से निष्कासित किया जाता है। 2. इसका विशिष्ट आवेग (Specific Impulse) रासायनिक रॉकेट इंजनों की तुलना में 5 से 10 गुना अधिक होता है, जिससे उपग्रह का ईंधन भार काफी घट जाता है और उसका कार्यकाल बढ़ जाता है। 3. अत्यधिक थ्रस्ट उत्पन्न करने के कारण इसका मुख्य उपयोग पृथ्वी की सतह से भारी प्रक्षेपण यानों के प्रथम चरण (First-stage lift-off) को उठाने में किया जाता है। उपर्युक्त में से कौन-से कथन सही हैं?
सही उत्तर: (a) केवल 1 और 2
व्याख्या: कथन 1 और 2 सही हैं। कथन 3 गलत है क्योंकि विद्युत/आयन प्रणोदन का थ्रस्ट अत्यंत कम (मिली-न्यूटन में) होता है, इसलिए यह पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण के विरुद्ध रॉकेट को सतह से उठा नहीं सकता; इसका उपयोग केवल अंतरिक्ष के निर्वात में उपग्रह की कक्षा ऊँची करने (Orbit raising) और स्टेशन-कीपिंग में ही होता है।
अभ्यास प्रश्न 11 (Q14) • भारत के निजी रॉकेट: विक्रम-1 एवं अग्निबाण UPSC CSE 2027 न्यू-स्पेस स्टार्टअप प्रश्न
Q14. भारत के निजी अंतरिक्ष क्षेत्र (NewSpace Startups) के संदर्भ में निम्नलिखित कथनों पर विचार कीजिए: 1. हैदराबाद स्थित 'स्काईरूट एयरोस्पेस' द्वारा विकसित 'विक्रम-1' (Vikram-1) भारत का प्रथम निजी रूप से विकसित कक्षीय प्रक्षेपण यान (Orbital Launch Vehicle) है। 2. चेन्नई (IIT मद्रास) स्थित 'अग्निकुल कॉसमॉस' ने श्रीहरिकोटा में अपने निजी लॉन्च पैड 'धनुष' से 'अग्निबाण SOrTeD' का प्रक्षेपण किया, जिसमें विश्व के पहले एकल-पीस 3D-प्रिंटेड सेमी-क्रायोजेनिक इंजन 'अग्निलेट' (Agnilet) का उपयोग हुआ। उपर्युक्त में से कौन-सा/से कथन सही है/हैं?
सही उत्तर: (c) 1 और 2 दोनों
व्याख्या: दोनों कथन पूर्णतः सही हैं (PIB Release PRID=2286011, 18 जुलाई 2026)। स्काईरूट ने विक्रम-S (सब-ऑर्बिटल) और विक्रम-1 (ऑर्बिटल) विकसित किए हैं, जबकि अग्निकुल ने 3D-प्रिंटेड सेमी-क्रायोजेनिक इंजन 'अग्निलेट' से युक्त अग्निबाण विकसित किया है।
अभ्यास प्रश्न 12 (Q15) • गगनयान एवं मानव-रेटेड HLVM3 UPSC CSE 2027 गगनयान विशेष
Q15. भारत के मानव अंतरिक्ष उड़ान कार्यक्रम 'गगनयान' में प्रयुक्त होने वाले प्रक्षेपण यान 'HLVM3' (Human-Rated LVM3) के संदर्भ में निम्नलिखित कथनों पर विचार कीजिए: 1. इसे ISRO के सबसे भारी परिचालन प्रक्षेपण यान LVM3 (जिसमें S200 ठोस बूस्टर, L110 द्रव कोर और C25 क्रायोजेनिक चरण हैं) को मानव-सुरक्षा मानकों के अनुरूप उन्नत कर बनाया गया है। 2. इसके शीर्ष पर एक 'क्रू एस्केप सिस्टम' (Crew Escape System — CES) लगाया गया है, जो प्रक्षेपण या उड़ान के किसी भी चरण में खराबी आने पर अंतरिक्ष यात्रियों वाले क्रू मॉड्यूल को रॉकेट से तुरंत सुरक्षित दूरी पर खींच ले जाता है। उपर्युक्त में से कौन-सा/से कथन सही है/हैं?
सही उत्तर: (b) 1 और 2 दोनों
व्याख्या: दोनों कथन सही हैं। गगनयान के लिए LVM3 के तीनों चरणों (S200, L110 विकास और C25 CE-20) की मानव-रेटिंग पूरी हो चुकी है और TV-D1 मिशन में क्रू एस्केप सिस्टम (CES) का इन-फ्लाइट अबॉर्ट परीक्षण भी सफलतापूर्वक किया जा चुका है।
अभ्यास प्रश्न 13 (Q16) • श्रीहरिकोटा का तीसरा लॉन्च पैड (TLP — PIB 2025) UPSC CSE 2027 अवसंरचना प्रश्न
Q16. सतीश धवन अंतरिक्ष केंद्र, श्रीहरिकोटा में स्थापित किए जा रहे 'तीसरे लॉन्च पैड' (Third Launch Pad — TLP) के संदर्भ में निम्नलिखित कथनों पर विचार कीजिए: 1. इसे केंद्रीय मंत्रिमंडल द्वारा जनवरी 2025 में लगभग ₹3,985 करोड़ की लागत से मंजूरी दी गई है। 2. इसे सार्वभौमिक और अनुकूलनीय (Universal and adaptable) रूप में डिज़ाइन किया गया है ताकि यह आगामी NGLV ('प्रोजेक्ट सूर्य') के साथ-साथ सेमी-क्रायोजेनिक चरण वाले LVM3 यानों को भी प्रक्षेपित कर सके। 3. यह श्रीहरिकोटा के दूसरे लॉन्च पैड (SLP) के लिए एक स्टैंडबाय लॉन्च पैड के रूप में भी कार्य करेगा और भविष्य के मानव अंतरिक्ष मिशनों की आवृत्ति बढ़ाएगा। उपर्युक्त में से कौन-से कथन सही हैं?
सही उत्तर: (d) 1, 2 और 3
व्याख्या: तीनों कथन पूर्णतः सही हैं (PIB Release PRID=2093358, 16 जनवरी 2025)। TLP को 48 महीनों (4 वर्ष) में पूरा करने का लक्ष्य रखा गया है।
अभ्यास प्रश्न 14 (Q17) • साउंडिंग रॉकेट (रोहिणी RH-200) UPSC CSE 2027 बुनियादी अंतरिक्ष प्रश्न
Q17. ISRO द्वारा उपयोग किए जाने वाले 'साउंडिंग रॉकेटों' (Sounding Rockets — जैसे रोहिणी RH-200) का प्राथमिक उद्देश्य क्या होता है?
सही उत्तर: (a)
व्याख्या: 'Sounding' शब्द नौसैनिक शब्दावली 'to sound' (गहराई मापना) से आया है। साउंडिंग रॉकेट (जैसे ISRO की रोहिणी शृंखला: RH-200, RH-300, RH-560) एक या दो ठोस चरणों वाले सब-ऑर्बिटल रॉकेट होते हैं जो 40 km से 500 km की ऊँचाई (मौसम गुब्बारों की अधिकतम ऊँचाई से ऊपर और उपग्रहों की न्यूनतम ऊँचाई से नीचे के 'Ignorosphere' क्षेत्र) में वायुमंडलीय पवन, तापमान और चुंबकीय भूमध्यरेखीय इलेक्ट्रो-जेट का अध्ययन कर पृथ्वी पर वापस गिर जाते हैं।
अभ्यास प्रश्न 15 (Q18) • मेथालॉक्स (LOX + Methane) प्रणोदन के लाभ UPSC CSE 2027 हरित प्रणोदन प्रश्न
Q18. आधुनिक पुनः प्रयोज्य प्रक्षेपण यानों (जैसे ISRO के आगामी NGLV, SpaceX के Starship और Blue Origin के New Glenn) में केरोसिन (RP-1) या हाइड्रोजन (LH2) की तुलना में 'द्रव मिथेन + द्रव ऑक्सीजन' (Methalox) प्रणोदन को तेजी से क्यों अपनाया जा रहा है? 1. केरोसिन के विपरीत, मिथेन जलने पर इंजन के आंतरिक भागों में कार्बन की कालिख (Coking / Soot) जमा नहीं करता, जिससे लैंडिंग के बाद इंजन को बिना जटिल सफाई के तेजी से दोबारा उड़ाया जा सकता है। 2. द्रव हाइड्रोजन (−253°C) की तुलना में द्रव मिथेन (−161.6°C) अधिक सघन है और इसका क्वथनांक द्रव ऑक्सीजन (−183°C) के बहुत निकट है, जिससे छोटे और साझा बल्कहेड वाले टैंक बनाए जा सकते हैं। 3. भविष्य के मंगल मिशनों में मंगल ग्रह के वायुमंडल की CO2 और उप-सतही बर्फ से सबेटियर अभिक्रिया (Sabatier reaction) द्वारा मिथेन ईंधन का स्थानीय निर्माण (In-Situ Resource Utilization — ISRU) संभव है। उपर्युक्त में से कितने कथन सही हैं?
सही उत्तर: (c) सभी तीन
व्याख्या: तीनों कथन पूर्णतः सही हैं और यही कारण है कि 2025–2026 में विश्व भर की अंतरिक्ष एजेंसियाँ (जिनमें ISRO का NGLV भी शामिल है — PIB नवंबर 2026) Methalox (LOX + LCH4) को पुनः प्रयोज्य रॉकेटों का आदर्श ईंधन मान रही हैं।
अभ्यास प्रश्न 16 (Q19) • पूर्वी तट पर स्पेसपोर्ट होने का भौतिक कारण UPSC CSE 2027 भौतिकी + भूगोल प्रश्न
Q19. विश्व के अधिकांश प्रमुख अंतरिक्ष प्रक्षेपण केंद्र (जैसे भारत में श्रीहरिकोटा, अमेरिका में केप कैनावेरल और फ्रेंच गयाना में कौरू) महाद्वीपों के पूर्वी तटों और भूमध्य रेखा के निकट क्यों स्थापित किए जाते हैं? 1. पृथ्वी पश्चिम से पूर्व की ओर घूमती है, इसलिए भूमध्य रेखा के निकट से पूर्व दिशा में प्रक्षेपित करने पर रॉकेट को पृथ्वी की सतह के घूर्णन वेग (~465 m/s) का अतिरिक्त लाभ मिलता है। 2. भूमध्य रेखा पर पृथ्वी का गुरुत्वीय त्वरण (g) ध्रुवों की तुलना में सर्वाधिक होता है, जो रॉकेट को ऊपर उठने में मदद करता है। 3. पूर्व दिशा में महासागर होने से प्रक्षेपण विफलता या रॉकेट के प्रथम चरण के अलग होकर गिरने पर जन-धन की हानि का जोखिम न्यूनतम रहता है। उपर्युक्त में से कौन-से कथन सही हैं?
सही उत्तर: (b) केवल 1 और 3
व्याख्या: कथन 1 और 3 सही हैं। कथन 2 गलत है (अध्याय 02 स्मरण करें: पृथ्वी के चपटे आकार और अपकेंद्रीय बल के कारण भूमध्य रेखा पर गुरुत्वीय त्वरण g ध्रुवों की तुलना में न्यूनतम होता है, न कि सर्वाधिक — और g कम होना भी प्रक्षेपण के लिए थोड़ा सहायक ही होता है!)।
अभ्यास प्रश्न 17 (Q20) • ISRO के प्रक्षेपण यानों की क्षमता का बढ़ता क्रम UPSC CSE 2027 तुलनात्मक प्रश्न
Q20. ISRO के निम्नलिखित प्रक्षेपण यानों को उनकी निम्न भू-कक्षा (LEO) पेलोड वहन क्षमता के बढ़ते हुए क्रम (Increasing order of payload capacity) में व्यवस्थित कीजिए: 1. PSLV-XL 2. SSLV 3. LVM3 4. NGLV ('प्रोजेक्ट सूर्य') नीचे दिए गए कूट का प्रयोग कर सही उत्तर चुनिए:
सही उत्तर: (d) 2 < 1 < 3 < 4 (SSLV < PSLV-XL < LVM3 < NGLV)
व्याख्या: LEO पेलोड क्षमता: SSLV (~500 kg) < PSLV-XL (~3,800 kg LEO / 1,750 kg SSPO) < LVM3 (~8,000–10,000 kg LEO / 4,200 kg GTO) < NGLV 'सूर्य' (~30,000 kg यानी 30 टन LEO)।

अतिरिक्त मुख्य परीक्षा अभ्यास प्रश्न एवं मॉडल उत्तर (GS-III)

अभ्यास मुख्य परीक्षा प्रश्न 3 (GS-III — पुनः प्रयोज्य प्रक्षेपण यान एवं NGLV 'सूर्य' | 15 अंक, 250 शब्द): "वैश्विक अंतरिक्ष अर्थव्यवस्था में 'पुनः प्रयोज्य प्रक्षेपण यानों' (Reusable Launch Vehicles) के बढ़ते वर्चस्व के संदर्भ में, भारत के 'RLV पुष्पक' और 'NGLV (प्रोजेक्ट सूर्य)' कार्यक्रमों के सामरिक और आर्थिक महत्त्व का विश्लेषण कीजिए।"

उत्तर संरचना:

  • भूमिका: पारंपरिक एक-बारगी उपयोग वाले (Expendable) रॉकेटों की तुलना में पुनः प्रयोज्य प्रक्षेपण यान (RLVs) अंतरिक्ष परिवहन की लागत को 70–80% तक घटाकर $1.8 ट्रिलियन की आगामी वैश्विक अंतरिक्ष अर्थव्यवस्था (2035) के नियमों को बदल रहे हैं।
  • भारत का दोहरा मार्ग (Dual-Track Reusable Strategy):
    1. पंखयुक्त कक्षीय पुनप्रवेश यान (RLV 'पुष्पक'): चित्रदुर्ग में तीनों स्वायत्त रनवे लैंडिंग (LEX-01, 02, 03 — 320+ km/h) की सफलता के बाद अब ORE (Orbital Re-entry) और दो-चरणीय-से-कक्षा (TSTO) की ओर अग्रसर; यह अंतरिक्ष से पेलोड वापस लाने और उपग्रह मरम्मत में सक्षम होगा।
    2. NGLV 'प्रोजेक्ट सूर्य' (₹8,240 करोड़): 30-टन LEO क्षमता वाला भारी यान जिसका प्रथम चरण VTVL (Vertical Take-off and Vertical Landing) और हरित LOX–Methane / सेमी-क्रायोजेनिक प्रणोदन से युक्त होगा।
  • सामरिक व आर्थिक लाभ: (i) 2035 तक 5-मॉड्यूल वाले भारतीय अंतरिक्ष स्टेशन (BAS) के निर्माण और 2040 के मानव चंद्र मिशन के लिए भारी मॉड्यूल भेजने की आत्मनिर्भरता; (ii) अंतरिक्ष मलबे (Space debris) और महासागरीय प्रदूषण में कमी; (iii) उच्च-आवृत्ति वाणिज्यिक प्रक्षेपणों में SpaceX के एकाधिकार को संतुलित करना।
अभ्यास मुख्य परीक्षा प्रश्न 4 (GS-III — कुलशेखरपट्टिनम स्पेसपोर्ट एवं तीसरा लॉन्च पैड | 10 अंक, 150 शब्द): "भारत अपनी अंतरिक्ष प्रक्षेपण अवसंरचना का विस्तार क्यों कर रहा है? श्रीहरिकोटा के 'तीसरे लॉन्च पैड (TLP)' और तमिलनाडु के 'कुलशेखरपट्टिनम स्पेसपोर्ट' की पूरक भूमिकाओं को स्पष्ट कीजिए।"

उत्तर संरचना:

  • विस्तार की आवश्यकता: भारत का लक्ष्य वार्षिक प्रक्षेपण आवृत्ति को 8–10 से बढ़ाकर 25–30+ करना और निजी क्षेत्र (NGEs) व भारी मानव मिशनों को समायोजित करना है।
  • कुलशेखरपट्टिनम स्पेसपोर्ट (₹985.96 करोड़, थूथुकुडी, तमिलनाडु — FY 2026–27): यह SSLV और निजी छोटे रॉकेटों के लिए समर्पित है। श्रीहरिकोटा से ध्रुवीय (SSPO) प्रक्षेपण में श्रीलंका के भू-भाग से बचने हेतु 'Dogleg Maneuver' करना पड़ता है जिससे छोटे रॉकेटों का ईंधन और पेलोड खर्च हो जाता है; कुलशेखरपट्टिनम से सीधे दक्षिण की ओर अबाध प्रक्षेपण संभव है।
  • श्रीहरिकोटा का तीसरा लॉन्च पैड (TLP — ₹3,985 करोड़, जनवरी 2025 मंजूरी): यह 90+ मीटर ऊँचे भारी NGLV ('सूर्य'), सेमी-क्रायोजेनिक LVM3 और गगनयान/BAS मानव मिशनों के लिए क्षैतिज व झुके हुए एकीकरण (Horizontal/tilted integration) की सुविधा देगा तथा SLP के बैकअप का कार्य करेगा।
अभ्यास मुख्य परीक्षा प्रश्न 5 (GS-III — निजी क्षेत्र एवं SSLV प्रौद्योगिकी हस्तांतरण | 10 अंक, 150 शब्द): "फरवरी 2026 में HAL को SSLV के पूर्ण प्रौद्योगिकी हस्तांतरण और 'विक्रम-1' व 'अग्निबाण' जैसे निजी रॉकेटों के उदय ने भारतीय अंतरिक्ष क्षेत्र में ISRO की भूमिका को किस प्रकार रूपांतरित किया है?"

उत्तर संरचना:

  • 'निर्माता' से 'अनुसंधानकर्ता व उत्प्रेरक' की ओर बदलाव: भारतीय अंतरिक्ष नीति 2023, IN-SPACe और NSIL के माध्यम से ISRO अब परिपक्व प्रक्षेपण यानों (PSLV और SSLV) के नियमित निर्माण का भार उद्योग को सौंपकर स्वयं गहरे अंतरिक्ष अन्वेषण (चंद्रयान-4, शुक्रयान, गगनयान, NGLV) पर ध्यान केंद्रित कर रहा है।
  • प्रमुख मील के पत्थर (PIB जुलाई 2026): (i) फरवरी 2026 में HAL को ₹511 करोड़ में SSLV का 10-वर्षीय पूर्ण प्रौद्योगिकी हस्तांतरण; (ii) स्काईरूट एयरोस्पेस का प्रथम निजी कक्षीय रॉकेट 'विक्रम-1'; (iii) अग्निकुल का 3D-प्रिंटेड सेमी-क्रायो इंजन 'अग्निलेट' और निजी लॉन्च पैड 'धनुष'; (iv) बेलाट्रिक्स का हरित प्रणोदन।
खंड 09

त्वरित पुनरावृत्ति तालिका (Quick Revision Matrix)

प्रक्षेपण यान चरणों की संख्या एवं क्रम पेलोड क्षमता (LEO / SSPO / GTO) प्रमुख मिशन एवं UPSC मुख्य बिंदु
SSLV 3 ठोस चरण + 1 द्रव VTM 500 kg (LEO) / 300 kg (SSPO) 72 घंटे में ऑन-डिमांड असेंबली; फरवरी 2026 में HAL को पूर्ण ToT (₹511 करोड़); कुलशेखरपट्टिनम स्पेसपोर्ट।
PSLV 4 चरण: Solid–Liquid–Solid–Liquid 3,800 kg (LEO) / 1,750 kg (SSPO) / 1,425 kg (Sub-GTO) ISRO का वर्कहॉर्स (UPSC 2018); चंद्रयान-1, मंगलयान, AstroSat, आदित्य-L1, SPADEX व POEM-04।
GSLV Mk-II 3 चरण: Solid (S139 + 4 L40 द्रव) – Liquid (GS2) – Cryo (CUS CE-7.5) 6,000 kg (LEO) / 2,250 kg (GTO) स्वदेशी क्रायोजेनिक इंजन CE-7.5; GSLV-F15 (श्रीहरिकोटा का 100वाँ मिशन — NVS-02) एवं GSLV-F16 (NISAR)।
LVM3 / HLVM3 3 चरण: 2×S200 ठोस – L110 द्रव (Twin Vikas) – C25 क्रायो (CE-20) 8,000–10,000 kg (LEO) / 4,200 kg (GTO) पूर्व नाम GSLV Mk-III (UPSC 2018); चंद्रयान-2, चंद्रयान-3, गगनयान (HLVM3), CMS-03 व BlueBird।
NGLV ('प्रोजेक्ट सूर्य') 3 चरण: प्रथम चरण पुनः प्रयोज्य (VTVL) • LOX-Methane / सेमी-क्रायो + CE-20 30,000 kg (30 टन LEO) / ~10 टन GTO ₹8,240 करोड़ कैबिनेट मंजूरी; श्रीहरिकोटा का तीसरा लॉन्च पैड (TLP); BAS (2035) व मानव चंद्र मिशन (2040)।
खंड 10

अध्याय का सार (Chapter Summary in 6 Core Points)

  1. प्रणोदन भौतिकी: रॉकेट संवेग संरक्षण और त्सिओलकोव्स्की समीकरण (Δv = Isp g0 ln(m0/mf)) पर कार्य करते हैं; रासायनिक इंजनों में सर्वोच्च विशिष्ट आवेग क्रायोजेनिक (LH2 −253°C + LOX −183°C, Isp ~450 s) का होता है, जबकि उपग्रह कक्षा संधारण में विद्युत/आयन प्रणोदन (Isp ~1,500–3,000 s) सर्वाधिक दक्ष है।
  2. PSLV बनाम GSLV बनाम LVM3 (UPSC 2018): PSLV 4-चरणीय (S–L–S–L) है और मुख्यतः ध्रुवीय रिमोट सेंसिंग उपग्रह छोड़ता है (इसका चौथा चरण POEM-04 कक्षीय प्रयोगशाला बनता है); जबकि GSLV Mk-II और LVM3 (GSLV Mk-III) दोनों 3-चरणीय (S–L–Cryo) हैं और मुख्यतः भारी संचार व गहरे अंतरिक्ष मिशन छोड़ते हैं।
  3. 2025–2026 के प्रणोदन मील के पत्थर (PIB): LVM3 के CE-20 क्रायोजेनिक इंजन में बहु-कक्षीय मिशनों के लिए 'बूटस्ट्रैप इग्निशन रीस्टार्ट', विकास इंजन थ्रॉटलिंग और महेंद्रगिरि में 200-टन थ्रस्ट वाले सेमी-क्रायोजेनिक इंजन (SE-2000 — Isrosene + LOX) का सफल परीक्षण।
  4. पुनः प्रयोज्य यान (RLV Pushpak एवं NGLV 'सूर्य'): पंखयुक्त RLV 'पुष्पक' ने चित्रदुर्ग में तीनों स्वायत्त क्षैतिज रनवे लैंडिंग (LEX-01, 02, 03 — NavIC आधारित) पूरी की हैं, जबकि ₹8,240 करोड़ का NGLV 'प्रोजेक्ट सूर्य' (30 टन LEO) प्रथम चरण की ऊर्ध्वाधर लैंडिंग (VTVL) और LOX–Methane हरित प्रणोदन का उपयोग करेगा।
  5. नई प्रक्षेपण अवसंरचना: श्रीहरिकोटा में ₹3,985 करोड़ से तीसरा लॉन्च पैड (TLP) और तमिलनाडु के थूथुकुडी में ₹985.96 करोड़ से कुलशेखरपट्टिनम स्पेसपोर्ट (जो श्रीलंका के चारों ओर के 'डॉगलेग पैंतरे' को समाप्त कर सीधा दक्षिणी ध्रुवीय पथ देता है) स्थापित किए जा रहे हैं।
  6. वाणिज्यिक एवं निजी क्रांति (PIB 2026): फरवरी 2026 में HAL को ₹511 करोड़ में SSLV का पूर्ण प्रौद्योगिकी हस्तांतरण, स्काईरूट का भारत का प्रथम निजी कक्षीय रॉकेट 'विक्रम-1' और अग्निकुल का विश्व का पहला एकल-पीस 3D-प्रिंटेड सेमी-क्रायो इंजन 'अग्निलेट' ('अग्निबाण')।
खंड 11

आधिकारिक स्रोत एवं संदर्भ लिंक (Official Sources & Links)

  1. पत्र सूचना कार्यालय (PIB Factsheet, 03 नवंबर 2026): Strengthening India's Space Sovereignty — 200-tonne Semi-Cryogenic Engine, NGLV (LOX-Methane), VTVL, Winged RLV & Kulasekarapattinam Spaceport — https://www.pib.gov.in/FactsheetDetails.aspx?Id=150907&reg=30&lang=14
  2. PIB (21 जून 2026): India's Space Odyssey — Advances in Propulsion Technologies (CE-20 Bootstrap Ignition Restart, Vikas Throttling, Electric Propulsion System & SSLV Upgrade) — https://www.pib.gov.in/PressReleasePage.aspx?PRID=2276117&reg=3&lang=1
  3. PIB (18 जुलाई 2026): Vikram-1: Charting India's Cosmic Future (Skyroot Vikram-1, Agnikul 3D-Printed Semi-Cryo Engine, ₹511 Cr SSLV Technology Transfer to HAL in Feb 2026 & Bellatrix Green Propulsion) — https://www.pib.gov.in/PressReleasePage.aspx?PRID=2286011&reg=3&lang=1
  4. PIB (04 फरवरी 2026 एवं 16 जनवरी 2025): Strengthening National Space Infrastructure (GSLV-F15 100th Launch, GSLV-F16 NISAR, LVM3-M5/M6, POEM-04) & Cabinet Approval for Third Launch Pad (TLP) at Sriharikota — https://www.pib.gov.in/PressReleaseDetail.aspx?PRID=2223136&reg=1&lang=1 | PRID=2093358
  5. PIB (20 अगस्त 2025): Parliament Question on Kulasekarapattinam Spaceport & Avoidance of Dogleg Maneuver for SSLV — https://www.pib.gov.in/PressReleasePage.aspx?PRID=2158404
  6. संघ लोक सेवा आयोग (UPSC Official Archive): Previous Year Question Papers (CSE Prelims 2016, 2018 & Mains GS-III 2016) — https://www.upsc.gov.in/examinations/previous-question-papers