H3 (hordozórakéta)
| H3 űrhajó | |
| |
| Általános adatok | |
|---|---|
| Szülőföld | Japán |
| Építész | Mitsubishi Heavy Industries |
| Első repülés | 2021 (előrejelzés) |
| Fejlesztési időszak | 2014 óta |
| Állapot | Fejlesztés alatt |
| Magasság | 63 m |
| Átmérő | 5,27 m |
| Felszállási súly | 574 t |
| Emelet (ek) | 2 |
| Indítási alap (ok) | Tanageshima |
| Leírt változat | 24L |
| Geostacionárius transzfer (GTO) | 6500 kg |
| Motorizálás | |
| Ergols | Folyékony oxigén és hidrogén |
| Booster tolókerekek | 0, 2 vagy 4 |
| 1 st emelet | 2 vagy 3 x LE-9 |
| 2 e emelet | 1 x LE-5B-3 |
A H3 a JAXA japán űrügynökség által kifejlesztett hordozórakéta . A cél a helyettesítése 2021a fő japán H-IIA hordozórakéta ennek a rakétának, amelynek olcsóbbnak és rugalmasabbnak kell lennie. Japán nem akar a műholdak indításánál a külföldi hordozórakétáktól függeni: az új hordozórakéta jellemzői azt hivatottak biztosítani, hogy elődjével ellentétben versenyképes legyen a kereskedelmi célú indítók piacán, és így a tartós indítások sebességével csökkentse ezen autonómia pénzügyi következményeit.
A H3 hordozórakéta architektúrája az elődjére épül, kétszer olyan nehéz színpaddal , amelyet az elődjénél egyszerűbb és erősebb LE-9 folyékony hajtóanyagú rakétamotor két-három példája hajt . A nyomástartó tolókerekek megegyeznek az Epsilon fényindító második fokozatával . Az új hordozórakéta 6,5 tonna geostacionárius átviteli pályára képes a legerősebb konfigurációban. A megnövekedett kilövési sebesség fenntartása érdekében egy második indítóállványt építettek Tanagesimában . A H3 fejlesztéséről 2004-ben döntöttek2013 és az első járatot a 2021.
Történelmi
Háttér: Japán autonómiájának megőrzése alacsonyabb költségek mellett
A H-IIA rakéta , amely a fő japán űrhajó, és amely karrierjét itt kezdte2001, tekinthető 2013technikai sikerként (a mai napig 23 járatot hajtottak végre, köztük csak egy meghibásodást), de költségei és a piac igényeinek való megfelelő hiánya miatt nem sikerült betörni a kereskedelmi piacra dobás piacára. A távközlési szolgáltatók nevében eddig csak két indítási szerződést írtak alá. A nagyon alacsony tűzsebesség (átlagosan két lövés évente) a termelési költségek hirtelen emelkedését eredményezi. A japán kormány, amely meg kívánja őrizni Japán függetlenségét az indítások terén, de csökkenteni kívánja a pénzügyi hatásokat, itt dönt2013 Júniusa kereskedelmi ügyfelek igényeinek jobban megfelelő új hordozórakéta kifejlesztése. A japán űrkutatási ügynökség (JAXA) által az új rakétának kijelölt célkitűzések a gyártási költségek felére csökkentése, a rezgés csökkentése és az ügyfelek igényeihez való alkalmazkodás megkönnyítése. Az új hordozórakétának ezért kellően versenyképesnek kell lennie ahhoz, hogy elődjétől eltérően képes legyen pozícionálni magát a kereskedelmi műholdak indításának piacán, és ezáltal elérje a rendszeres és jelentősen magasabb tűz (és ezáltal a gyártás) sebességét. A projekt célja a japán mérnökök képességeinek fenntartása a hordozórakéták és rakétamotorok területén is. A H3 hordozórakéta a H-IIA-t a 2020-as évtized elején váltja fel.
A H3 hordozórakéta fejlesztése
Miután befejezte az új hordozórakéta specifikációit 2014 január, a japán űrügynökség 2014 februára pályázati felhívás a fejlesztését. Ugyanezen év március végén kiválasztotta a japán hordozórakéták történelmi gyártója, a Mitsubishi Heavy Industries cég javaslatát . A H3 rakéta fejlesztése 2014-ben kezdődött. A japán űrügynökség úgy döntött, hogy megújítja a H-II hordozórakéta bemutatkozására 30 évvel ezelőtt készült hordozórakétákat . A japán költségvetés 2014-ben 7 milliárd jen (50 millió euró) sort tartalmaz a tervezés elindításához. Az új hordozórakéta fejlesztésének teljes költségét becslések szerint 1,34 milliárd euróra becsülik. A JAXA reméli, hogy az új hordozórakéta költségeit mintegy 50 millió euróra csökkentik, elsősorban az egyszerűbb kialakítású fő motoroknak, a modern repüléstechnikának és az Epsilon hordozórakéta második szakaszának újrafelhasználásának köszönhetően.
A Tanegashima indítóbázis meglévő indítópultja közelében egy második indítópult épül, amely lehetővé teszi a cél indítási sebesség (10 repülés / év) fenntartását. 2018 végén az Inmarsat műholdas szolgáltató a H3 hordozórakétát választotta egyik távközlési műholdjának indításához. Az első fokozatú meghajtórendszert teszteljük2019 január tesztpadon.
Technikai sajátosságok
A H3 hordozórakéta, amelynek első szakasza a H-IIA sorozathoz képest megnyúlt, 63 méter magas és 5,2 méter átmérőjű. Az előző verziókhoz hasonlóan két lépcsőt tartalmaz folyékony hajtóanyagú rakétamotorok, amelyek folyékony oxigén és folyékony hidrogén keverékét égetik, valamint szilárd hajtóanyag-emlékeztető hajtóanyagokat. A hordozórakéta 3 tonnás hasznos teher elhelyezésére képes a napszinkron pályán és 6,5 tonnás geostacionárius transzferpályán .
- Az L-200 első fokozatának átmérője 5,20, hossza 36 méter, tömege körülbelül 230 tonna. Normál változatában (a legerősebb) három LE-9 folyékony hajtóanyagú rakétamotor hajtja , amely expander ciklust használ és oxigén / folyékony hidrogén keveréket éget. Ennek a motornak alacsonyabb a fajlagos impulzusa, mint a H-2A -t működtető LE-7A -nak, de felépítése egyszerűbb, és a három motor együttes tolóereje négyszer nagyobb. Bizonyos konfigurációkban a színpadnak csak két LE-9 motorja van. A meghajtás működési ideje 322 másodperc.
- A hordozórakéta 0, 2 vagy 4 erősítőt használ szilárd hajtóanyaggal , hogy jellemzőit a pályára kerülő hasznos teherhez igazítsa. Az SRB-3 emlékeztető hajtómű az Epsilon rakéta második fokozatából származik , egy másik japán hordozórakétából. 14,6 méter hosszú, átmérője 2,5 méter, tömege 78 tonna (összesen 311 tonna 4 SRB-vel). Működési ideje 105 másodperc.
- Az L-25 második szakasza megegyezik a hordozórakéta korábbi verzióira telepített lépéssel. Magassága 11 méter, átmérője 5,2 méter, tömege pedig 29,5 tonna, beleértve 25 tonna hajtóanyagot. Egyetlen LE-5B -2 motor hajtja , vákuumban 137,5 kN tolóerővel, oxigén / folyékony hidrogén keveréket égetve. Működési ideje 800 másodperc.
- Kétféle burkolat érhető el, mindkettő 5,2 méter átmérőjű: 10 méter magas burkolat a két legkevésbé erőteljes verzióhoz, és egy 16 méter magas burkolat a két legerősebb változathoz.
| Változat | H3 | H-IIA | H-IIB |
|---|---|---|---|
| 1. repülés dátuma | 2020? | 2001 | 2009 |
| Booster tolókerekek | 0, 2 vagy 4 SRB (0-7,219 kN maximális tolóerő 105 másodpercig) |
2 vagy 4 SRB (4,119–8,239 kN maximális tolóerő 98 másodpercig) |
4 SRB (7594 kN maximális tolóerő 116 másodpercig) |
| Első emelet | 2 vagy 3 x LE-9 (7594 kN tolóerő) |
1 x LE-7A (819 kN tolóerő) |
2 x LE-7A (1667 kN tolóerő) |
| Második emelet | 1 x LE-5B -2 | 1 x LE-5B | 1 x LE-5B-2 |
| Hossz | 57–63 m | 53–57 m | 56 m |
| Átmérő | 5,2 m | 4,0 m | 5,2 m |
| Szentmise az induláskor | 293 - 608 t | 285 - 347 t | 531 t |
| Tolóerő | 3685–9683 kN | 4913 kN-ig | 8372 kN |
| Hasznos teher | legfeljebb 6,5 t GTO | 10-15 t LEO 4-6 t GTO |
19 t LEO 8 t GTO |
| Költség |
A H3 rakéta különböző változatai
A H3 hordozórakétát többféle konfigurációban szállítjuk , amelyek különböznek a szilárd hajtóanyagú boosterek számától (0, 2 vagy 4) és az első fokozatot tápláló LE-9 rakétamotorok számától (2 vagy 3). Az első és a második szakasz többi jellemzője minden verzióban közös. A normál változat, a legerősebb, három motorral rendelkezik az első fokozatban és négy hajtóművel . A fejdísznek két változata van .
| Funkció | H3-24L (standard változat) |
H3-30S | H3-22S | H3-32L |
|---|---|---|---|---|
| Szentmise az induláskor | 608,8 t. | 293,5 t. | 449,6 t. | 541,6 t. |
| Méretek | 63 m (h) x ∅ 5,2 m. | 57 m (h) x ∅ 5,2 m. | 57 m (h) x ∅ 5,2 m. | 63 m (h) x ∅ 5,2 m. |
| Hasznos teher | GTO: 6,5 t. | GTO: 2,1 t. Egyszeri bejelentés: 3 t. | GTO: 3,5 t. | GTO: 5 t. |
| Booster tolókerekek | 4 x SRB | semmi | 2 x SRB | 2 x SRB |
| Az első szakasz hajtása | 2 x LE-9 | 3 x LE-9 | 2 x LE-9 | 3 x LE-9 |
| Sapka | 16 m (h) x ∅ 5,2 m. | 10 m (h) x ∅ 5,2 m. | 10 m (h) x ∅ 5,2 m. | 16 m (h) x ∅ 5,2 m. |
Összehasonlítás azonos generációs hordozórakétákkal
A japán H3 hordozórakéta nagyjából ugyanabban az időszakban (a 2020-as évtized elején) kezd gyártásba, mint sok más, ugyanabba a kategóriába tartozó hordozórakéta, amelyek főbb jellemzőit az alábbi táblázat foglalja össze.
| Hasznos teher | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Indító | Első repülés | Tömeg | Magasság | Tolóerő | Alacsony pálya | GTO pálya | Egy másik jellemző |
| H3 (24L) | 2021 | 609 t | 63 m | 9,683 kN | 6,5 t | ||
| Új glenn | 2022 | 82,3 m | 17 500 kN | 45 t | 13 t | Újrafelhasználható első szakasz | |
| Vulkán (441) | 2021 | 566 t | 57,2 m | 10 500 kN | 27,5 t | 13,3 t | |
| Falcon Heavy (felépülés nélkül) | 2018 | 1421 t | 70 m | 22 819 kN | 64 t | 27 t | Újrafelhasználható első szakasz |
| Űrhajó rendszer (I. blokk) | 2021 | 2660 t | 98 m | 39 840 kN | 70 t | ||
| Ariane 6 (64) | 2022 | 860 t | 63 m | 10,775 kN | 21,6 t | 11,5 t | |
| OmegA (nehéz) | 2021 (törölt) | 60 m | 10,1 t | Elhagyott projekt | |||
| Falcon 9 (5. blokk helyreállítás nélkül) | 2018 | 549 t | 70 m | 7,607 kN | 22,8 t | 8,3 t | Újrafelhasználható első szakasz |
| Hosszú séta 5 | 2016 | 867 t | 57 m | 10,460 kN | 23 t | 13 t | |
Hivatkozások
- (en) " Japán előrelép a H-2A rakéta pótlásával " , a Spaceflight Now-on ,2014. március 4
- Marsi előőrs - Az emberi település létrehozásának kihívásai a Marson , p. 1
- (in) JAXA, " Válogatás a fővállalkozó Fejlesztési és Launch Services új nemzeti lagship Launch Vehicle " ,2014. március 25
- (in) " Japán a második H3 hordozórakéta-hordozó rakétához " ,2018. március 23
- (in) Ben Sampson, " First Commercial elindítása Japán H3 rakéta szett 2022 " az Aerospace Testing ,2018. december 14
- (in) Doug Messier, " Negyedik H3 első lépcsőre Engine teszt sikeres " a parabolicarc.com ,2019. október 26
- (in) Caleb Henry " MHI mondja H3 rakéta fejlesztése jó úton 2020 " on spacenews.com ,2017. június 26
- (in) " H3 Launch Vehicle " a globalsecurity.org oldalon (hozzáférés: 2019. december 30. )
- (en) Norbert Brugge, " H3 " (hozzáférés : 2019. december 29. )
- (in) Norbert Brugge, " H-IIA " (hozzáférés: 2019. december 29. )
- (in) Norbert Brugge, " H-IIB " (hozzáférés: 2019. december 29. )
- (in) Patric Blau, " Long March 5 Launch Vehicle " a Spaceflight101.com webhelyen (hozzáférés: 2016. november 3. ) .
- (in) Norbert Brügge " SLS " on Spacerockets (hozzáférés: 2019. május 11. )
- (in) Norbert Brügge " NGLS Vulcan " on Spacerockets (hozzáférés: 2019. május 11. )
- (in) Norbert Brügge, " Falcon-9 Heavy " on Spacerockets (hozzáférés: 2019. május 11. )
- (in) Norbert Brügge, " H-3 NGLV " on Spacerockets (hozzáférés: 2019. május 11. )
- (in) Norbert Brügge, " Ariane NGL " on Spacerockets (hozzáférés: 2019. május 11. )
- (in) Norbert Brügge " BO New Glenn " on Spacerockets (megtekintés: 2019. május 11. )
- Stefan Barensky, " Bezos és Musk: Verseny a gigantizmusig " , Aerospatium ,2016. október 4
- (in) Ed Kyle, " Orbital ATK Launch Next Generation " a Space Launch Report ,2018. március 31
Bibliográfia
- (en) H. Sunakawa és mtsai. , „ LE-X kutatás és fejlesztés áttekintése ” , JAXA ,2011, P. 1–7 ( online olvasás )
- en) TOKIO NARA, TADAOKI ONGA, MAYUKI NIITSU, TAKIDA JUNYA, AKIHIRO SATO, NOBUKI NEGORO et al. , „ A H3 hordozható jármű fejlesztési állapota - A verseny és a túlélés érdekében a globális kereskedelmi piacon ” , itsubishi Heavy Industries Technical Review , vol. 54, n o 4,2017. december, P. 1–7 ( online olvasás )