stringtranslate.com

H3 (ракета)

Ракета -носитель H3 — японская одноразовая пусковая система . Ракеты-носители H3 — это жидкостные ракеты с твердотопливными ускорителями , которые запускаются с космодрома Танегасима в Японии. Mitsubishi Heavy Industries (MHI) и JAXA отвечают за проектирование, производство и эксплуатацию H3. H3 — первая в мире ракета, использующая цикл отбора воздуха через расширитель для двигателя первой ступени. [5]

По состоянию на июль 2015 года минимальная конфигурация должна была выводить полезную нагрузку массой до 4000 кг (8800 фунтов) на солнечно-синхронную орбиту (SSO) примерно за 5 миллиардов иен , а максимальная конфигурация должна была выводить более 6500 кг (14300 фунтов) на геостационарную переходную орбиту (GTO). [2] Вариант H3-24 будет доставлять более 6000 кг (13000 фунтов) полезной нагрузки на лунную переходную орбиту (TLI) и 8800 кг (19400 фунтов) полезной нагрузки на геостационарную переходную орбиту (GTO) (∆Ｖ=1830 м/с).

Разработка

Mitsubishi Heavy Industries контролировала разработку и производство планера ракеты H3 и жидкотопливных двигателей, в то время как IHI Corporation разрабатывала и производила турбонасосы жидкотопливных двигателей и твердотопливные ускорители, а Kawasaki Heavy Industries разрабатывала и производила обтекатели полезной нагрузки . [6] [7] Углеродное волокно и синтетическая смола, используемые для корпуса твердотопливного ускорителя и обтекателя полезной нагрузки, были разработаны и изготовлены Toray . [8]

Разработка H3 была одобрена правительством Японии 17 мая 2013 года. [9] Ракета-носитель H3 совместно разрабатывается JAXA и Mitsubishi Heavy Industries (MHI) для запуска широкого спектра коммерческих спутников. H3 был разработан с более дешевыми двигателями по сравнению с H-IIA , так что производство новой ракеты-носителя будет более быстрым, менее рискованным и более рентабельным. JAXA и Mitsubishi Heavy Industries отвечали за предварительное проектирование, готовность наземных объектов, разработку новых технологий для H3 и производство. Основной упор при проектировании делается на снижение затрат, при этом запланированные затраты на запуск для клиентов составят около 37 миллионов долларов США. [10]

В 2015 году планировалось, что первый H3 будет запущен в 2020 финансовом году в конфигурации H3-30 (без твердотопливных ускорителей), а в более поздней конфигурации с ускорителями — в 2021 финансовом году. [Примечание 1] [2]

Недавно разработанный двигатель LE-9 является наиболее важным фактором в достижении снижения стоимости, повышения безопасности и увеличения тяги. Цикл отбора воздуха через расширитель, используемый в двигателе LE-9, является высоконадежным методом сгорания, который Япония внедрила в практическое применение для двигателя LE-5A / B. Однако двигателю с циклом отбора воздуха через расширитель физически трудно генерировать большую тягу, поэтому разработка двигателя LE-9 с тягой 1471 кН (331 000 фунт- сила ) была наиболее сложным и важным элементом разработки. [11]

Огневые испытания двигателя первой ступени LE-9 начались в апреле 2017 года [12] , а первые испытания твердотопливных ракетных ускорителей состоялись в августе 2018 года [13].

21 января 2022 года запуск первой ракеты H3 был перенесен на 2022 финансовый год или более позднюю дату из-за технических проблем с двигателем первой ступени LE-9. [14]

Описание транспортного средства

Ракета-носитель H3 представляет собой двухступенчатую ракету-носитель. Первая ступень использует жидкий кислород и жидкий водород в качестве топлива и несет ноль, два или четыре твердотопливных ракетных ускорителя (SRB) (производных от SRB-A ), использующих полибутадиеновое топливо. Первая ступень приводится в действие двумя или тремя двигателями LE-9, которые используют конструкцию цикла отбора расширенного газа, аналогичную двигателю LE-5B. [15] Масса топлива и окислителя первой ступени составляет 225 метрических тонн. Вторая ступень приводится в действие одним двигателем, который является улучшенным LE-5B. Масса топлива второй ступени составляет 23 метрических тонны. [3] [16]

Варианты

Каждая конфигурация ускорителя H3 имеет двухзначное плюс буквенное обозначение, которое указывает на особенности этой конфигурации. Первая цифра представляет собой количество двигателей LE-9 на основной ступени, либо «2», либо «3». Вторая цифра указывает на количество твердотопливных ракетных ускорителей SRB-3, прикрепленных к основанию ракеты, и может быть «0», «2» или «4». Все компоновки твердотопливных ускорителей симметричны. Буква в конце показывает длину обтекателя полезной нагрузки, либо короткую, либо «S», либо длинную, либо «L». Например, у H3-24L два двигателя, четыре твердотопливных ракетных ускорителя и длинный обтекатель, тогда как у H3-30S три двигателя, нет твердотопливных ракетных ускорителей и короткий обтекатель. [17] Обтекатель типа W похож на обтекатель типа L, за исключением более широкого диаметра 5,4 м. Тип W упоминался в описании веб-страницы JAXA, но не в текущем описании по состоянию на ноябрь 2023 года . [18] Производство обтекателей типа W поручено компании RUAG Space (теперь Beyond Gravity ), тогда как другие типы производятся компанией Kawasaki Heavy Industries. [19]

По состоянию на ноябрь 2018 года запланированы три конфигурации: H3-30, H3-22 и H3-24. [17]

Ранее упомянутый вариант, H3-32, был отменен в конце 2018 года, когда выяснилось, что производительность варианта H3-22, оснащенного одним двигателем меньше на основном ускорителе, оказалась выше, чем ожидалось, что приблизило его к производительности H3-32. В то время как H3-32 обеспечил бы большую производительность, JAXA сослалось на опыт SpaceX с их ракетой Falcon 9 , которая регулярно выводила коммерческие спутники связи на меньшую, чем золотой стандарт геостационарной переходной орбиты (GTO) дельта-V, оставшуюся для выхода на геостационарную орбиту , в 1500 м/с (4900 футов/с) , оставляя самим спутникам компенсировать разницу. Поскольку коммерческие клиенты, по-видимому, были готовы проявить гибкость, JAXA предложило переопределить свою опорную переходную орбиту на что-то более низкое, полагая, что коммерческие клиенты предпочтут менее дорогую (хотя и немного менее производительную) ракету H3-22, даже если клиенту затем придется загружать дополнительное топливо на свой спутник, чтобы он достиг ГСО, чем более дорогую H3-32. [17]

По состоянию на октябрь 2019 года MHI рассматривает возможность предоставления двух вариантов для проекта Gateway : удлиненного варианта второй ступени и варианта H3 Heavy, который будет включать три жидкотопливных ускорителя первой ступени, соединенных вместе, аналогично Delta IV Heavy и Falcon Heavy . [20] Он будет иметь грузоподъемность 28 300 кг (62 400 фунтов) на низкой околоземной орбите . [21]

Запуск услуг

H3 будет иметь «возможность двойного запуска, но MHI больше сосредоточена на специализированных запусках», чтобы отдать приоритет обеспечению соблюдения графика для клиентов. [22]

С 2018 года MHI планирует установить цену на запуск H3 на уровне Falcon 9 компании SpaceX. [22]

История запусков

Источники: Кабинет министров Японии [23]

Будущие запуски

ТФ1

Первая попытка запуска 17 февраля 2023 года была прервана непосредственно перед включением ускорителей SRB-3, хотя основные двигатели были успешно включены. [31] [32] [33]

Во время второй попытки запуска ракеты-носителя H3 7 марта она стартовала в 1:37:55 утра по всемирному координированному времени ( UTC ). Вскоре после того, как ускорители SRB-3 отделились от ракеты примерно через две минуты полета, ракета, судя по изображениям с наземной камеры, потеряла управление и начала кувыркаться; однако, основываясь на последующем анализе, это, по-видимому, было частью запланированного маневра «собачья нога» для достижения солнечно-синхронной орбиты, а не фактически потерей управления. [34] Примерно через пять минут и двадцать семь секунд после запуска двигатель второй ступени не загорелся. После того, как не удалось подтвердить зажигание двигателя второй ступени, и скорость ракеты продолжала падать, JAXA отправило ракете команду на самоуничтожение около L+ 00:14:50, поскольку «не было никакой возможности выполнить миссию». Полезной нагрузкой на борту был спутник ALOS-3 , который также был уничтожен вместе с ракетой-носителем в момент самоуничтожения. [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43]

ТФ2

17 февраля 2024 года JAXA наконец успешно запустило вторую испытательную ракету H3-22S, которая имеет ту же конфигурацию, что и первая, и вторая ступень достигла желаемой орбиты. [44]

Примечания

  1. ^ Японский финансовый год начинается в апреле текущего года и заканчивается в марте следующего года. В этом случае это означает, что запуск произойдет не ранее 1 апреля 2021 года и не позднее 31 марта 2022 года.

Ссылки

  1. ^ Кларк, Стивен (19 сентября 2017 г.). «Японская MHI выигрывает сделку по запуску спутника для Inmarsat». Spaceflight Now. Архивировано из оригинала 12 ноября 2020 г. Получено 20 сентября 2017 г.
  2. ^ abcdef 新型基幹ロケットの開発状況について(PDF) (на японском языке). 2 июля 2015 г. Архивировано (PDF) из оригинала 24 января 2021 г. . Проверено 8 июля 2015 г.
  3. ^ abcde "H3 Launch Vehicle Brochure" (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 11 февраля 2017 г. . Получено 20 сентября 2016 г. .
  4. ^ "Space News". 25 октября 2019 г. Архивировано из оригинала 1 октября 2021 г. Получено 12 января 2020 г.
  5. ↑ Шинья Мацуура (2 февраля 2021 г.). H3ロケットの主エンジン「LE-9」熱効率向上で世界初に挑戦 (на японском языке). Никкей Бизнес. Архивировано из оригинала 24 января 2022 года . Проверено 23 января 2022 г.
  6. ^ 2020年 H3ロケットの目指す姿(PDF) (на японском языке). ДЖАКСА. 8 июля 2015 г. с. 30. Архивировано из оригинала (PDF) 4 ноября 2022 года . Проверено 24 февраля 2023 г.
  7. ^ 姿を現した新型国産ロケット「H3」、開発の舞台はいよいよ種子島へ (на японском языке). Новости Минави. 25 января 2021 года. Архивировано из оригинала 26 января 2022 года . Проверено 24 февраля 2023 г.
  8. ^ 東レのトレカプリプレグ Ｈ3ロケットに採用 (на японском языке). Еженедельные Gomutimes. 14 февраля 2023 года. Архивировано из оригинала 24 февраля 2023 года . Проверено 24 февраля 2023 г.
  9. ^ "JAXA H3 booster". China Post . 19 мая 2013 г. Архивировано из оригинала 9 сентября 2013 г.
  10. ^ «Новая ракета Японии терпит неудачу из-за проблем с двигателем, что наносит удар по космическим амбициям». The Japan Times . 7 марта 2023 г. Архивировано из оригинала 7 марта 2023 г. Получено 7 марта 2023 г.
  11. ↑ Шинья Торишима (24 сентября 2020 г.). "H3ロケット開発を襲った"魔物"とは？、エンジンに見つかった技術的課題" (на японском языке). Новости Минави. Архивировано из оригинала 1 октября 2020 года.
  12. ^ LE-9 燃焼試験 (на японском языке). ДЖАКСА. Архивировано из оригинала 1 марта 2020 года . Проверено 21 января 2020 г.
  13. ^ "Испытательный запуск ускорителя для ракеты H3". NHK World. 27 августа 2018 г. Архивировано из оригинала 28 августа 2018 г. Получено 27 августа 2018 г.
  14. ^ «H3ロケットの試験機1号機の打上げについて» (на японском языке). ДЖАКСА. 21 января 2022 года. Архивировано из оригинала 2 декабря 2022 года . Проверено 21 января 2022 г.
  15. ^ "Разработка двигателя LE-X" (PDF) . Технический обзор Mitsubishi Heavy Industries . 48 (4). Декабрь 2011 г. Архивировано (PDF) из оригинала 9 июля 2015 г. Получено 8 июля 2015 г.
  16. ^ 2020年: H3ロケットの目指す姿(PDF) (на японском языке). ДЖАКСА. 8 июля 2015 г. Архивировано (PDF) из оригинала 5 марта 2016 г. . Проверено 8 июля 2015 г.
  17. ^ abc H3ロケットの開発状況について(PDF) (на японском языке). ДЖАКСА. 29 ноября 2018 г. Архивировано (PDF) из оригинала 29 ноября 2018 г. . Проверено 29 ноября 2018 г.
  18. ^ 衛星フェアリングとは (на японском языке). ДЖАКСА. Архивировано из оригинала 25 сентября 2022 года . Проверено 25 сентября 2022 г.
  19. ^ "Обтекатели полезной нагрузки, поставляемые RUAG Space по контракту с MHI для ракеты-носителя H3". satnews. 10 апреля 2019 г. Получено 30 мая 2024 г.
  20. ^ Космические новости
  21. ^ Генри, Кейлеб (25 октября 2019 г.). «Mitsubishi Heavy Industries рассматривает возможность модернизации ракеты H3 для лунных миссий». SpaceNews. Архивировано из оригинала 1 октября 2021 г. Получено 13 января 2020 г.
  22. ^ ab Henry, Caleb (12 июля 2018 г.). «Blue Origin предложит двойной запуск с New Glenn после пятой миссии». SpaceNews . Получено 5 августа 2018 г. H3 готовится к дебюту в 2020 году, а его цена должна быть на уровне Falcon 9 компании SpaceX.
  23. ^ «宇宙基本計画⼯程表 (令和５年度改訂)» [Базовый план космической политики (редакция 2023 г.)] (PDF) (на японском языке). Кабинет министров . 22 декабря 2023 г. с. 45. Архивировано (PDF) из оригинала 25 декабря 2023 года . Проверено 26 декабря 2023 г.
  24. ^ "H3ロケット試験機1号機による先進光学衛星「だいち3号」(ALOS-3)の打上げについて[再設定(その5)]» [Запуск перспективного оптического спутника «DAICHI-3» (ALOS-3) H3 Rocket Test Vehicle No. 1 [Перенос (Часть 5)]] (Пресс-релиз) (на японском языке). ДЖАКСА. 4 марта 2023 года. Архивировано из оригинала 4 марта 2023 года . Проверено 4 марта 2023 г.
  25. ^ H3ロケットの開発状況について(PDF) .宇宙開発利用部会(на японском языке). 10 декабря 2019 г. Архивировано (PDF) из оригинала 10 декабря 2019 г. . Проверено 10 декабря 2019 г.
  26. ^ "JAXA 主力ロケット「H3」2号機 2024年2月15日に打ち上げへ" [Основная ракета JAXA "H3" № 2 будет запущена 15 февраля 2024 года]. NHK (на японском языке). 27 декабря 2023 г. Проверено 27 декабря 2023 г.
  27. ^ ab "「Ｈ３」２号機、衛星搭載せず リスク回避、早期打ち上げ目指す―文科省" (на японском языке). Yahoo Япония . 27 июня 2023 г. Проверено 28 июня 2023 г.
  28. ^ "Результаты запуска усовершенствованного спутника наблюдения за сушей-4 "DAICHI-4" (ALOS-4) на борту третьей ракеты-носителя H3 (H3 F3)". JAXA. 1 июля 2024 г. Получено 4 июля 2024 г.
  29. ^ «「H3」ロケット3号機 種子島宇宙センターから打ち上げ成功» [Ракета № 3 «H3» успешно запущена из космического центра Танегасима]. NHK (на японском языке). 1 июля 2024 г. Проверено 30 июня 2024 г.
  30. ^ Генри, Калеб (6 декабря 2018 г.). «Inmarsat заказывает первый коммерческий запуск японской ракеты H3». SpaceNews . Получено 12 февраля 2023 г.
  31. ^ "Японская новая ракета не взлетает". Agence France-Presse. Архивировано из оригинала 18 февраля 2023 года . Получено 19 февраля 2023 года .
  32. ^ Майк Уолл (17 февраля 2023 г.). «Японская новая ракета H3 прервала первую в истории попытку запуска». Space.com . Архивировано из оригинала 18 марта 2023 г. Получено 18 марта 2023 г.
  33. ^ Кларк, Стивен. «Первый запуск японской ракеты H3 прерван за несколько минут до старта – Spaceflight Now». Архивировано из оригинала 19 марта 2023 г. Получено 18 марта 2023 г.
  34. ^ "Shiny New Rockets, Old Failed Rockets – Deep Space Updates 7 марта". Канал Скотта Мэнли на YouTube . 7 марта 2023 г. Архивировано из оригинала 8 марта 2023 г. Получено 7 марта 2023 г.
  35. ^ S, Joseph (7 марта 2023 г.). "СРОЧНО! Японская ракета H3 потерпела неудачу во время первого запуска – TLP News". The Launch Pad . Архивировано из оригинала 7 марта 2023 г. Получено 7 марта 2023 г.
  36. ^ "Япония запускает ракету H3, уничтожает ее из-за отказа 2-й ступени". Соединенные Штаты: ABC News. Архивировано из оригинала 7 марта 2023 года . Получено 7 марта 2023 года .
  37. ^ "Япония запускает ракету H3, уничтожает ее из-за отказа второй ступени". news.yahoo.com . 7 марта 2023 г. Архивировано из оригинала 7 марта 2023 г. Получено 7 марта 2023 г.
  38. ^ "Япония уничтожает новую ракету H3 после старта из-за отказа двигателя второй ступени". The National . 7 марта 2023 г. Архивировано из оригинала 7 марта 2023 г. Получено 7 марта 2023 г.
  39. ↑ Эндрю Джонс опубликовал (7 марта 2023 г.). «Японская новая ракета H3 потерпела неудачу при первом испытательном полете, передовой спутник наблюдения за Землей потерян». Space.com . Архивировано из оригинала 7 марта 2023 г. Получено 7 марта 2023 г.
  40. ^ ЯМАГУТИ, МАРИ (7 марта 2023 г.). «Япония запускает ракету H3, уничтожает ее из-за отказа 2-й ступени». Times Union . Архивировано из оригинала 7 марта 2023 г. Получено 7 марта 2023 г.
  41. ^ "Японская ракета и спутник управления катастрофами уничтожены в космосе после отказа двигателя". Австралия: ABC News. 7 марта 2023 г. Архивировано из оригинала 18 марта 2023 г. Получено 18 марта 2023 г.
  42. ^ «Надежды рухнули, когда взорвалась ракета следующего поколения». The Cairns Post . 7 марта 2023 г. Получено 18 марта 2023 г.
  43. ^ "Япония запускает ракету H3, уничтожает ее из-за отказа второй ступени". thediplomat.com . Архивировано из оригинала 18 марта 2023 г. . Получено 18 марта 2023 г. .
  44. ^ "「H3」ロケット2号機 打ち上げ成功 前回の失敗乗り越える | NHK" . 17 февраля 2024 г.

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме H3 (ракета) .