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日本のH3ロケットは、最初の航空機の最終エンジン認証を待っています

日本の第3世代液体水素ロケットH3は、最初の打ち上げに近づいています。 H3ロケットは、宇宙航空研究開発機構(JAXA)と三菱重工業(MHI)が共同で開発したもので、H-IIファミリーの隣にあり、20年にわたって衛星打ち上げと国際宇宙ステーションの貨物再建作業を行ってきました。

H3ロケットは、日本の水素を動力源とするロケットファミリーの3番目です。 1つ目は1986年から1992年に使用されたHIロケットでした。 その後、車両には、6つまたは9つのコースター2固体ロケットブースター(SRP)を備えた米国製の拡張ロングタンクトール(ELTT)が取り付けられました。

これは、新しいLE-5エンジンを使用して日本製の極低温第2ステージを使用した最初の日本のロケットでした。 HIは直径2.44メートル、高さ42メートルです。 HIは100%の成功記録で9回成功しました。

HIは1994年に日本人によって作られた最初の液体ロケットであるH-IIに置き換えられました。 ELTTの最初のステージは、単一のLE-7Hydrolaxエンジンを搭載した日本製の最初のステージに置き換えられました。 H-IIには、アップグレードされたLE-5A Hydrolaxセカンダリエンジンが1つと、日本製の固体ロケットブースターが2つ含まれています。

ロケットの直径は4メートル、高さは49メートルです。 1994年から1999年までの7回の打ち上げに成功しました。 その後、H-IIは引退し、H-IIAロケットとH-IIBロケットを支持しました。

H-IIAは現在運営されている日本の主要な出版社です。 これは、単一のLE-7A第1ステージHydrolaxエンジン、単一のLE-5B二次Hydrolaxエンジン、および2つまたは4つのSRB-A固体ロケットブースターを使用します。 H-IIAはH-IIと同じ直径4メートルですが、高さは53メートルです。 H-IIAは2001年に最初の航空機を搭載し、現在42勝で43の発射台に座っています。

IBUKI-2(GOSAT-2)およびKhalifasat-JAXAを介したHI-IIAフライト40の打ち上げ

H-IIBは、引退した宇宙ステーション補給機(HTV)をサポートするH-IIAの最も強力なバージョンになりました。 ロケットの第1ステージでは、2つのLE-7Aエンジンと、H-IIAの第2ステージを使用しました。 H-IIBは直径5.6メートルで、H-IIAより56.6メートル高かった。 2009年から2020年にかけて9つのISS再配布ミッションを開始し、100%成功しました。

2014年に開始されたH3プログラムは、老朽化し​​たH-IIファミリーを置き換えるためのスタートアップの総コストを削減します。 H-IIAよりもH-IIBと同様に、H3は3つの主要な構成を持つ2段式の使い捨て出力システムです。 H3は高さ約63メートル、直径5.2メートルで、日本最大のロケットです。

H3の開始価格は4500万ドル(約50億円)で、H-IIAの半分の価格になります。

H3の最初のフェーズでは、2つまたは3つのLE-9 Hydrolaxロケットエンジンを使用します。これは、日本が宇宙打ち上げロケット用に開発した新しいロケットエンジンです。 LE-5ロケットエンジンから派生したLE-9は、425秒の特定の励起で1472kNの推進力を生成します。 さらに、エンジンはブルーオリジンによって開発されたアメリカのBE-3Uロケットエンジンと同様の拡張ヒーターを使用します。

最初のLE-9エンジンは、2017年3月にタナハシマ宇宙センターロケットエンジンテストステーションで組み立てられ、設置されました。 宇宙航空研究開発機構が設計したエンジンは、三菱重工業(MHI)が製造しています。

最初のエンジンであるモデル1-1は、2017年4月11日から7月までに予定されていた11回のエンジントライアルのうち11回を無事に完了しました。 ほとんどの試験は、2〜78秒続くフルタイムの火傷を無事に完了しました。 しかし、ターボポンプの回転速度に問題があったため、3つ、8つ、9つのエンジンテストはすべて途中で終了しました。

2017年から2019年にかけて、さらに4つの開発LE-9エンジンが正常にテストされました。

2020年初頭、三菱重工とJAXAは、H3ロケットで使用する最初の認証エンジンのテストを開始しました。 予定されている14回のテストのうち8回目に、燃焼室の壁とLH2ターボポンプに問題が検出されました。 燃焼壁とターボポンプに疲労破壊が見られた。

これらの問題は修正されましたが、最初のリリースは2020年後半から2021年に延期されました。 2021年までに、LE-9エンジンは引き続き認証テストを受け、2番目の認証エンジンは現在10回のテストのうち3回になっています。

H3テストタンクとLE-9エンジンは「戦艦」テストを通過します-JAXA経由

LE-9エンジンは、2019年と2020年に、「軍艦」発射テストでいくつかの主要なマイルストーンを完了しました。 最初のテストは、2019年1月に、第1段階のテストタンクで2台のマシンを使用して完了しました。 2020年には、第1段階のテストタンクを使用して3エンジンの「軍艦」がテストされました。 これらのテストでは、マシンが複数のマシンの射撃圧力に対してMHIおよびJAXAデータに同時にどのように応答するかを調べます。

2つまたは3つのLE-9エンジンが、H3ロケットの第1ステージに動力を供給します。 起動にSRBが使用されている場合は、最初のフェーズで2つのエンジンが使用され、SRBが飛行されていない場合は3つのエンジンが使用されます。 第1段階では、航空機に使用されているエンジンの数に応じて、2,942kNまたは4,413kNの推進力が生成されます。

H3ロケットで使用されているSRPはSRP-3です。 SRB-3の設計は、H-IIAおよびイプシロンロケットで使用されているSRB-Aから派生しています。 SRB-3は前任者よりわずかに小さいですが、より堅固な推力を持ち、2,158kNでより多くの推力を生成します。 これらのブースターの最初のフェーズでは、ゼロ、2、または4つのH3ロケットを使用できます。

2018年8月に最初に完成したSRB-3は、標準の火災試験を受けました。 H3のSRB-3を認定するために、2019年と2020年にさらに2つのテストが行​​われました。 また、2019年には本格的な分離試験が完了しました。

プライマリおよびオプションのSRBは、セカンダリ、ペイロードフェアリング、およびペイロードを宇宙に加速します。 単一のLE-5B-3Hydrolaxエンジンを搭載した第2ステージは、ペイロードを狙った軌道に乗せます。

LE-5B-3は、LE-5エンジンの最新バージョンです。 新しいバリアントは、マシンのコストを削減しながらパフォーマンスを向上させるように設計されています。 LE-5B-3は、約448秒の比励起で137kNの推力を生成します。 LE-9エンジンと同様に拡張されたブリーディングサイクルを使用します。

日本のHydrolaxマシンの進化-JAXA経由

LE-5B-3は、2017年に独自の認証テストを最初に実施し、20丁の機関銃の発射に成功しました。 2台目のマシンは2018年から2019年にかけてテストされ、マシンの認証が完了しました。

第2段階では、ペイロードを保護するために、その上にペイロードフェアリングがあります。 展示会には短いものと長いものの2つのバリエーションがありますが、どちらも直径5.2メートルです。 2019年12月、合理的な分離テストが正常に完了しました。

これらの成功したテストはすべて、H3テストフライトNo. 1(TF1)ロケットの組み立てで完了しました。 2020年までに、マシンはTF1の第1段階と第2段階にインストールされます。 ロケットは一省の飛島工場で運用試験を受けることを許可された。

2021年1月に試験が終了し、ロケットは種鹿島宇宙センターに送られました。 1か月後、ロケットは2つのSRB-3とともに、H-IIB車両組立棟(VAB)の可動ランチャー5(ML-5)に配置されました。 Vehicle On Stand(VOS)と呼ばれるこの動きは、ロケットウェットスタイルリハーサル(WDR)の前の最後の重要なマイルストーンでした。 モカシンペイロードフェアリングが第2ステージに配置されました。

2021年3月、H3ロケットは吉信射点(LC-Y)バット2に打ち上げられました。 バット2に到着した後、ロケットにはWDR用の液体酸素と液体水素が搭載されました。

ウェットドレスリハーサル(WDR)は、ロケットの打ち上げ前のテスト、カウントダウン手順、および地上設定用のロケット燃料です。 予定通りに時計が止まると、カウントダウンでロケットの打ち上げがD-8秒になりました。 テストが完了し、燃料がアンロードされました。 しばらくすると、ロケットはVABにロールバックしました。 テストが完了し、車両が健康な状態にあることが確認されました。

LC-Yパッド2のH3はJAXA経由でWDRの準備ができています

それ以来、H3はVABでのLE-9エンジンの将来のテストと最終認証を待っています。 TF1は、2022年第1四半期にAdvanced Land Surveillance Satellite 3(ALOS-3)で打ち上げられる予定です。

TF1はH3-22S構成で起動します。 構成の最初の桁は、最初のフェーズにあるLE-9エンジンの数を示します。これは2つまたは3つです。 2桁目は、タスクをサポートするSRP-3の数を示します。 最後の文字は、どの文字が使用されているかを示しています。

ALOS-3の場合、2つのLE-9エンジン、2つのSRB-3、および狭いペイロードフェアリングから始まります。 H3は、ALOS-3を軌道傾斜角97.8度、軌道669kmの太陽同期軌道に運びます。

これらのロケット構成により、H3は最大3トンの太陽同期軌道または6.5トンの1.5 km / s静止軌道(GTO)、つまり1.5 km / sのデルタV機能静止軌道を持ち上げることができます。

H3が運用可能になると、H-IIAは2023年に廃止されます。 その後、H3は、商用通信衛星、科学、HTV-XISS貨物再利用可能船などの研究ミッションをサポートします。

HTV-X(ことのとり)は、JAXAのISS向け次世代貨物再分配船です。 コットントットリは、車両の全体的な質量を減らすと同時に、ISSの圧縮貨物を増やすように設計されています。 ISSの場合は6か月間、最大18か月間無料で軌道上を飛行できます。 2022年後半に初めてH3-24Lで発売される予定です。

H3とコトントリの両方がNASAのゲートウェイ月宇宙ステーションをサポートする機会があります。 H3の将来の変種は、HTV-XG変種を月軌道に運ぶトライコアH3重ロケットです。 HTV-XGは、他の小型のH3バリアント、またはバルカンヘビーなどの米国のロケットで打ち上げられる可能性があります。 HTV-XG2025とH3ヘビー2030から始めましょう。

(飛行中のH3ロケットの主要な配達-NSF / L2のMcCrafford経由)

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