H3 (bærerakett)
| H3 Space launcher | |
| |
| Generell data | |
|---|---|
| Hjemland | Japan |
| Bygger | Mitsubishi Heavy Industries |
| Første fly | 2021 (prognose) |
| Utviklingsperiode | Siden 2014 |
| Status | Under utvikling |
| Høyde | 63 m |
| Diameter | 5,27 m |
| Startvekt | 574 t |
| Etasje (r) | 2 |
| Start base (r) | Tanageshima |
| Beskrevet versjon | 24L |
| Geostasjonær overføring (GTO) | 6500 kg |
| Motorisering | |
| Ergols | Flytende oksygen og hydrogen |
| Booster thrustere | 0, 2 eller 4 |
| 1 st gulvet | 2 eller 3 x LE-9 |
| 2 e etasje | 1 x LE-5B-3 |
H3 er en bærerakett utviklet av det japanske romfartsbyrået JAXA . Målet er å erstatte fra 2021den viktigste japanske H-IIA- bæreraketten av denne raketten, som må være både billigere og mer fleksibel å bruke. Japan ønsker ikke å være avhengig av utenlandske bæreraketter for lanseringen av satellittene: egenskapene til den nye bæreraketten er ment å gjøre det i stand til å være konkurransedyktig i markedet for kommersielle lanseringer i motsetning til forgjengeren, og dermed via redusere de økonomiske konsekvensene av denne autonomien.
Arkitekturen til H3-bæreraketten er basert på den fra forgjengeren med et trinn dobbelt så tungt og drevet av to til tre eksempler på LE-9 rakettmotoren med flytende drivstoff, som er enklere og kraftigere enn forgjengeren. De booster thrustere er identisk til det andre trinnet av den Epsilon lys rakett . Den nye bæreraketten er i stand til å plassere 6,5 tonn i geostasjonær overføringsbane i sin kraftigste konfigurasjon. For å opprettholde en økt lanseringshastighet ble det bygget en andre lanseringsplate i Tanageshima . Utviklingen av H3 ble bestemt i2013 og første fly er planlagt i 2021.
Historisk
Kontekst: å bevare Japans autonomi til en lavere pris
H-IIA- raketten , som er den viktigste japanske romskytteren og som startet sin karriere i2001, blir vurdert i 2013som en teknisk suksess (til dags dato er det gjennomført 23 flyvninger, inkludert bare en feil), men det har ikke lykkes å bryte seg inn i det kommersielle lanseringsmarkedet på grunn av kostnadene og en viss mangel på tilstrekkelig behov for markedet. Bare to lanseringskontrakter på vegne av teleoperatører har blitt signert så langt. Den svært lave skuddhastigheten (i gjennomsnitt to skudd per år) fører til en sterk økning i produksjonskostnadene. Den japanske regjeringen, som ønsker å bevare Japans uavhengighet innen lansering, men ønsker å redusere den økonomiske effekten, bestemmer iJuni 2013å utvikle en ny bærerakett som passer bedre til kommersielle kunders behov. Målene som ble tildelt den nye raketten av det japanske luftfartsbyrået (JAXA) er å halvere produksjonskostnadene, redusere vibrasjonsnivået og lette tilpasningen til kundenes behov. Den nye bæreraketten må derfor være tilstrekkelig konkurransedyktig til å kunne posisjonere seg på markedet for kommersielle satellittoppskytninger i motsetning til forgjengeren og dermed oppnå en skuddhastighet (og derfor produksjon) som både er vanlig og betydelig høyere. Prosjektet har også som mål å opprettholde ferdighetene til japanske ingeniører innen bæreraketter og rakettmotorer. H3-bæreraketten skal erstatte H-IIA i begynnelsen av 2020-tiåret.
Utvikling av H3-bæreraketten
Etter å ha fullført spesifikasjonene for den nye bæreraketten Januar 2014, publiserer det japanske romfartsbyrået i Februar 2014et anbud for utvikling. I slutten av mars samme år valgte den forslaget fra selskapet Mitsubishi Heavy Industries , den historiske produsenten av japanske bæreraketter. Utviklingen av H3-raketten startet i 2014. Det japanske romfartsbyrået bestemte seg også for å fornye lanseringsanleggene som ble laget for 30 år siden for debut av H-II- bæreraketten . Det japanske budsjettet i 2014 inkluderer en linje på 7 milliarder yen (50 millioner €) for å lansere designet. Den totale kostnaden for å utvikle den nye bæreraketten er estimert til € 1,34 milliarder. JAXA håper at kostnadene for den nye bæreraketten vil bli senket til rundt 50 millioner euro, særlig takket være enklere designede hovedmotorer, moderne luftfart og gjenbruk av den andre fasen av Epsilon-bæreraketten.
En annen lanseringsplate er bygget i nærheten av den eksisterende lanseringsplaten til Tanegashima-lanseringsbasen for å muliggjøre opprettholdelse av målsettingshastigheten (10 flyreiser / år). I slutten av 2018 valgte satellittoperatøren Inmarsat H3-bæreraketten for lanseringen av en av telekommunikasjonssatellittene. Første trinn fremdriftssystem er testet frajanuar 2019 på en testbenk.
Tekniske egenskaper
H3-bæreraketten, hvis første etappe er langstrakt sammenlignet med H-IIA-serien, er 63 meter høy og har en diameter på 5,2 meter. I likhet med de forrige versjonene inkluderer den to trinn drevet av rakettmotorer med flytende drivstoff som brenner en blanding av flytende oksygen og flytende hydrogen, samt faste drivstoff. Lanseringsprogrammet er i stand til å plassere en nyttelast på 3 tonn i solsynkron bane og 6,5 tonn i geostasjonær overføringsbane .
- L-200 første etappe har en diameter på 5,20, en lengde på 36 meter og en masse på rundt 230 tonn. Den drives i sin standardversjon (den kraftigste) av tre LE-9 rakettmotorer med flytende drivstoff som bruker en ekspanderingssyklus og brenner en oksygen / flytende hydrogenblanding. Denne motoren har en lavere spesifikk impuls enn LE-7A som driver H-2A, men konstruksjonen er enklere og skyvekraften til de tre motorene til sammen er fire ganger større. I noen konfigurasjoner har scenen bare to LE-9-motorer. Framdriftstiden er 322 sekunder.
- Lanseringen bruker 0, 2 eller 4 boostere med solid drivmiddel for å tilpasse egenskapene til nyttelasten til bane. SRB-3 booster thruster er avledet fra den andre fasen av Epsilon raketten , en annen japansk bærerakett. Den er 14,6 meter lang med en diameter på 2,5 meter og en masse på 78 tonn (311 tonn i alt med 4 SRB). Driftstiden er 105 sekunder.
- L-25 andre trinn er identisk med det som er installert på tidligere versjoner av bæreraketten. Den er 11 meter høy med en diameter på 5,2 meter og har en masse på 29,5 tonn inkludert 25 tonn drivmidler. Den drives av en enkelt LE-5B -2- motor med 137,5 kN trykk i vakuum, og brenner en oksygen / flytende hydrogenblanding. Driftstiden er 800 sekunder.
- To typer kåper er tilgjengelige, begge med en diameter på 5,2 meter: en kappe 10 meter høy for de to minst kraftige versjonene og en 16 meter høy for de to kraftigste versjonene.
| Versjon | H3 | H-IIA | H-IIB |
|---|---|---|---|
| 1. flydato | 2020? | 2001 | 2009 |
| Booster thrustere | 0, 2 eller 4 SRB (0 til 7219 kN med maks trykk i 105 sek.) |
2 eller 4 SRB (4119 til 8239 kN maks trykk i 98 sek.) |
4 SRB (7.594 kN maks trykk i 116 sek.) |
| Første etasje | 2 eller 3 x LE-9 (7.594 kN skyvekraft) |
1 x LE-7A (819 kN trykk) |
2 x LE-7A (1667 kN skyvekraft) |
| Andre etasje | 1 x LE-5B -2 | 1 x LE-5B | 1 x LE-5B-2 |
| Lengde | 57–63 moh | 53–57 m | 56 m |
| Diameter | 5,2 m | 4,0 m | 5,2 m |
| Messe ved lansering | 293 - 608 t | 285 - 347 t | 531 t |
| Fremstøt | 3685-9683 kN | opp til 4913 kN | 8372 kN |
| Nyttelast | opptil 6,5 t GTO | 10-15 t LEO 4-6 t GTO |
19 t LEO 8 t GTO |
| Koste |
De forskjellige versjonene av H3-raketten
H3 bærerakett er tilgjengelig i flere konfigurasjoner som varierer i antall boostere til fast drivmiddel (0, 2 eller 4) og antall rakettmotorer LE-9 som driver den første fasen (2 eller 3). De andre egenskapene til første og andre trinn er felles for alle versjoner. Standardversjonen, den kraftigste, har tre motorer på første etappe og fire boostere . Det er to versjoner av hodeplagget .
| Trekk | H3-24L (standardversjon) |
H3-30S | H3-22S | H3-32L |
|---|---|---|---|---|
| Messe ved lansering | 608,8 t. | 293,5 t. | 449,6 t. | 541,6 t. |
| Dimensjoner | 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. |
| Nyttelast | GTO: 6,5 t. | GTO: 2,1 t. SSO: 3 t. | GTO: 3,5 t. | GTO: 5 t. |
| Booster thrustere | 4 x SRB | ingenting | 2 x SRB | 2 x SRB |
| Første trinn fremdrift | 2 x LE-9 | 3 x LE-9 | 2 x LE-9 | 3 x LE-9 |
| Lokk | 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. |
Sammenligning med bæreraketter av samme generasjon
Den japanske H3-bæreraketten går i produksjon omtrent i samme tidsperiode (tidlig i 2020-tiåret) som mange andre bæreraketter i samme kategori hvis hovedegenskaper er oppsummert i tabellen nedenfor.
| Nyttelast | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Launcher | Første fly | Masse | Høyde | Fremstøt | Lav bane | GTO Orbit | En annen funksjon |
| H3 (24L) | 2021 | 609 t | 63 m | 9.683 kN | 6,5 t | ||
| Ny glenn | 2022 | 82,3 moh | 17.500 kN | 45 t | 13 t | Gjenbrukbar første etappe | |
| Vulcan (441) | 2021 | 566 t | 57,2 moh | 10.500 kN | 27,5 t | 13,3 t | |
| Falcon Heavy (uten utvinning) | 2018 | 1.421 t | 70 m | 22 819 kN | 64 t | 27 t | Gjenbrukbar første etappe |
| Space Launch System (blokk I) | 2021 | 2.660 t | 98 moh | 39 840 kN | 70 t | ||
| Ariane 6 (64) | 2022 | 860 t | 63 m | 10.775 kN | 21,6 t | 11,5 t | |
| OmegA (tung) | 2021 (kansellert) | 60 m | 10,1 t | Forlatt prosjekt | |||
| Falcon 9 (blokk 5 uten utvinning) | 2018 | 549 t | 70 m | 7.607 kN | 22,8 t | 8,3 t | Gjenbrukbar første etappe |
| Lang tur 5 | 2016 | 867 t | 57 moh | 10.460 kN | 23 t | 13 t | |
Referanser
- (no) " Japan beveger seg fremover med erstatning for H-2A-rakett " , på Spaceflight Now ,4. mars 2014
- Martian Outpost - Utfordringene med å etablere en menneskelig bosetning på Mars , s. 1
- (in) JAXA, " Valg av hovedentreprenør for utvikling og sjøsetting av nye nasjonale lagship Launch Vehicle " ,25. mars 2014
- (in) " Japan for å legge til den andre bæreraketten rakett H3 " ,23. mars 2018
- (in) Ben Sampson, " Første kommersielle lansering av Japans H3-rakett satt til 2022 " på Aerospace Testing ,14. desember 2018
- (i) Doug Messier, " Fourth H3 First Stage Engine Test is Successful " på parabolicarc.com ,26. oktober 2019
- (in) Caleb Henry, " MHI sier H3 rakettutvikling på sporet for 2020 " på spacenews.com ,26. juni 2017
- (in) " H3 Launch Vehicle " på globalsecurity.org (åpnet 30. desember 2019 )
- (en) Norbert Brugge, " H3 " (åpnet 29. desember 2019 )
- (in) Norbert Brugge, " H-IIA " (åpnet 29. desember 2019 )
- (in) Norbert Brugge, " H-IIB " (åpnet 29. desember 2019 )
- (in) Patric Blau, " Long March 5 Launch Vehicle " på Spaceflight101.com (åpnet 3. november 2016 ) .
- (in) Norbert Brügge " SLS " på Spacerockets (åpnet 11. mai 2019 )
- (in) Norbert Brügge " NGLS Vulcan " on Spacerockets (åpnet 11. mai 2019 )
- (i) Norbert Brügge, " Falcon-9 Heavy " på Spacerockets (åpnet 11. mai 2019 )
- (in) Norbert Brügge, " H-3 NGLV " on Spacerockets (åpnet 11. mai 2019 )
- (i) Norbert Brügge, " Ariane NGL " på Spacerockets (åpnet 11. mai 2019 )
- (in) Norbert Brügge " BO New Glenn " on Spacerockets (åpnet 11. mai 2019 )
- Stefan Barensky, " Bezos and Musk: Race to Gigantism " , Aerospatium ,4. oktober 2016
- (i) Ed Kyle, " Orbital ATK Launch Next Generation " på Space Launch Report ,31. mars 2018
Bibliografi
- (en) H. Sunakawa et al. , “ Oversikt over LE-X forskning og utvikling ” , JAXA ,2011, s. 1-7 ( les online )
- (en) TOKIO NARA, TADAOKI ONGA, MAYUKI NIITSU, JUNYA TAKIDA, AKIHIRO SATO, NOBUKI NEGORO et al. , “ Utviklingsstatus for H3 Launch Vehicle - For å konkurrere og overleve i det globale kommersielle markedet ” , itsubishi Heavy Industries Technical Review , vol. 54, n o 4,desember 2017, s. 1-7 ( les online )