H-IIA

H-IIA-
avaruusalus
H-IIA F23 japanilaisamerikkalaisella satelliitilla GPM (2014).
H-IIA F23 japanilaisamerikkalaisella satelliitilla GPM (2014).
Yleisdata
Kotimaa Japani
Rakentaja Mitsubishi Heavy Industries
Ensimmäinen lento 29. elokuuta 2001
Tila Aktiivinen
Käynnistää (epäonnistumiset) 43 (1)
Korkeus 53  m
Halkaisija 4  m
Lentoonlähtöpaino 445  t
Kerros (t) 2
Käynnistä tukikohta (t) Tanageshima
Hyötykuorma
Matala kiertorata 10  t - 15  t
Geostationaarinen siirto (GTO) 4,1  t - 6,1  t
Motorisaatio
Ergols Nestemäinen happi ja vety
Apupotkurit 2 tai 4 SRB (1339-8239 kN)
1 kpl kerroksessa 1 x LE-7A (1 x 815 kN maassa)
2 e kerros 1 x LE-5B (1 x 137 kN tyhjössä)

H-IIA on japanilainen väliaineen teho käynnistysohjelman ( 10 kohteeseen 15 tonniin vuonna Low Earth Orbit ), kehitettiin 1990-luvun lopulla. Tämä versio on peräisin H-II käynnistysohjelman on suunnitellut japanilainen tila virasto on aikaa, NASDA , jossa Tavoitteena on vähentää valmistuskustannuksia ja antaa mahdollisuuksia löytää kaupallisten satelliittien markkinoilta. Huolimatta käytännössä virheettömästä kurssista (yksi epäonnistuminen 40 laukauksesta vuosina 2001--2018), Mitsubishi- yhtiön valmistama kantoraketti ei onnistunut saavuttamaan odotettua läpimurtoa. Sitä käytetään useimpien japanilaisten institutionaalisten satelliittien laukaisemiseen: sotilasatelliitit , avaruuskoettimet , maan havainnointisatelliitit . Laukaisut suoritetaan Tanegashiman laukaisukeskuksesta .  

Historiallinen

Japanin avaruusohjelmakriisi 1990-luvulla

1990-luvun lopulla Japanin avaruusohjelma koki vakavan kriisin: Japanin avaruusjärjestö menetti useita avaruusaluksia nopeasti peräkkäin seuraavien teknisten vikojen takia: Kiku-5 (1994), HYFLEX (1996), pieni avaruusalus havainnointisatelliitti ADEOS-I (1996), COMETS (1998). Samaan aikaan Japanissa oli vakava talouskriisi, joka johti avaruustoimintaan osoitetun budjetin supistumiseen (17 prosentin lasku vuonna 1997). Japanilainen kantoraketti H-II , jonka ensimmäinen lento on vuodelta 1994, on loistava tekninen menestys, mutta se on taloudellinen kuoppa. Jokainen H-II: n laukaisu maksaa 188 miljoonaa euroa, eli kaksinkertainen Ariane- tai Atlas- kantoraketti . Japani on yrittänyt useita kertoja päästä kaupallisille markkinoille, mutta ei ole koskaan onnistunut asettamaan liian kalliita kantorakettiaan. Tilanne on pahentumassa uuden kilpailijan, venäläisen kantoraketin Proton , ilmestyessä . Japanilainen avaruusjärjestö päättää siksi muuttaa kantorakettiaan asettamalla itselleen tavoitteen alentaa tuotantokustannuksia riittävästi, jotta se voi olla kilpailukykyinen kaupallisten laukaisujen markkinoilla.

H-IIA-kantoraketin kehittäminen

H-IIA-kantoraketti on peräisin H-II- kantoraketista , jonka valmistaja Mitsubishi on tuottanut japanilaiselle avaruusjärjestölle NASDA . Se kehitettiin 1990-luvun lopulla lisäämään jälkimmäisen kantoraketin luotettavuutta ja alentamaan kustannuksia ja pääsemään siten kaupallisten laukaisujen markkinoille. Tämän saavuttamiseksi NASDA päättää yksinkertaistaa kantorakettiaan ja luottaa voimakkaammin Yhdysvalloissa valmistettuihin komponentteihin . Pienempien kustannusten tulisi johtua myös korkeammasta laukaisutiheydestä vähentämällä sitä 3: sta 6-8: een vuodessa. Televiestintäsatelliittien valmistajan Hughesin kanssa allekirjoitetaan sopimus 10 laukaisusta , joiden kokonaiskustannukset ovat miljardi Yhdysvaltain dollaria eli puolet H-II: n hinnasta. Sopimus kuitenkin rikottiin toukokuussa 2000, epäilemättä kehityksen viivästymisen seurauksena. Euroopan avaruusjärjestön harkitsee myös käynnistää sen Artemis televiestintäsatelliitit vaan, kun 18 kuukauden epäröinnin valinnut Ariane 5 kantoraketti .

H-IIA: n ensimmäinen laukaisu tapahtuu vuonna Elokuu 2001. Uusi kantoraketti ei pysty saamaan markkinaosuutta vakiintuneen kilpailun edessä (Ariane ja Venäjän kantoraketit). Kahta poikkeusta lukuun ottamatta, kantorakettia käytetään japanilaisten institutionaalisten satelliittien (havainnointisatelliitit, avaruuskoettimet, sotilassatelliitit) asettamiseen kiertoradalle. Tuliprosentti, joka on rajoitettu yhteen tai kahteen laukaukseen vuodessa, ei salli kustannusten alentamista, ja laukaisuhinta on 100 miljoonaa Yhdysvaltain dollaria 2000-luvun lopulla. Kaksi raskasta versiota (212 ja 222) on alun perin suunniteltu: ne käyttivät ensimmäinen vaihe varustettu kahdella moottorilla, joita kutsutaan LRB: ksi lisäponneaineena. 222-versio, jossa on kaksi LRB: tä, mahdollistaa 17 tonnin asettamisen matalalle kiertoradalle, kun taas 202-perusversio on 10 tonnia. Mutta näiden raskaiden versioiden kehittämistä ei koskaan aloiteta. Vuodesta 2003 lähtien yhteistyösopimus kantorakettioperaattoreiden Arianespace ja ULA: n kanssa on mahdollistanut laukausten vaihdon kantoraketista toiseen, jos yhden kantorakettien vikaantuminen kestää pitkään. Siitä asti kun1. st huhtikuu 2007, kantoraketin kehitystä ja laukaisutoimintojen hallintaa tukee täysin sen valmistaja Mitsubishi.

Tekniset ominaisuudet

Kantoraketti käsittää kaksi vaihetta, joita käyttävät nestemäiset ponneaine-rakettimoottorit, jotka polttavat nestemäisen hapen ja vedyn seosta ja vaihtelevan määrän kiinteitä ponneaineita.

Kokoonpanot

Kantoraketti on saatavana neljänä eri muunnelmana, jotka saadaan yhdistämällä SRB ja SSB. Niiden hyötykuorma varten geostationaarisen siirtää radalla vaihtelee 4,1 tonnia eniten käytetty perusversio (202) 6 tonnia vähiten käytetty versio (204). Kaksi SSB: tä käyttävää väliversiota (2022 ja 2024) ei enää tuoteta. Lisäksi kahta suunniteltua raskasta versiota (212 ja 222) ei ole koskaan kehitetty.

H-IIA-kantoraketin versiot
Versio Kokonaismassa Matala kiertoradan hyötykuorma Hyötykuorma ( GTO ) Apupotkurit Laukaisujen / epäonnistumisten määrä
(maj:marraskuu 2018)
Tila
202 285 t. 10 t. 4,1 t. 2 SRB 25 Tuotannossa
2022 316 t. - 4,5 t. 2 SRB + 2 SSB 3 Tuotanto pysähtyi
2024 347 t. - 5 t. 2 SRB + 4 SSB 7/1 Tuotanto pysähtyi
204 445 t. 15 t. 6 t. 4 SRB 4 Tuotannossa
212 403 t. 16,5 t. 7,5 tonnia 2 SRB + 1 LRB - Kehittämätön versio
222 520 t. 17 t. 9,5 t. 2 SRB + 2 LRB - Kehittämätön versio

Laukaisutilat

H-IIA-kantoraketin tulipalot suoritetaan kuten edellisen kantoraketin kohdalla Tanegashiman laukaisukeskuksesta, joka sijaitsee pienellä Tanega-shiman saarella Etelä-Japanissa.

Johdannaiset kantoraketit

H-IIB-kantoraketti

Sisään tammikuu 2006, japanilainen avaruusjärjestö JAXA päättää kehittää H-IIB-kantoraketin H-IIA (212 ja 222) suunniteltujen raskaiden versioiden sijaan . Tämä uusi kantoraketti erottuu suuremmasta halkaisijasta (5,20 4 metrin sijasta) ja ensimmäisestä vaiheestaan, jossa käytetään 2 LE-7A: ta yhden moottorin sijaan. Kantorakettia ympäröivät järjestelmällisesti 4 SRB-potkuria. Hyötykuorma matalalla kiertoradalla pienenee 15 tonnista 19 tonniin. Tätä kantorakettia käytetään vain HTV- avaruusaluksen laukaisemiseen kansainvälisen avaruusaseman tankkausta varten .

H3-projekti, H-IIB: n seuraaja

Vuonna 2014 JAXA päätti kehittää H-IIA-kantorakettia varten kaksoistavoitteen: H3: n on oltava paljon halvempi ja riittävän turvallinen, jotta miehet voivat lähettää avaruuteen. Arkkitehtuurin tulevaisuuden H3 kantoraketti perustuu kehittämisestä uuden nestemäistä polttoainetta rakettimoottorien kutsutaan LE-9 , on rakenteeltaan yksinkertaisempi kuin LE-7 , ja uudelleenkäyttö toisen vaiheen Japanin valon kantoraketin Epsilon tehosteena työntövoima. Uusi kantoraketti pystyy sijoittamaan 6,5 tonnia geostationaaliseen siirtoradalle tehokkaimmalla kokoonpanollaan.

H-II-kantorakettien vertailu

Versio HEI MINÄ H-IIA H-IIB
Lattiat 2 + tehostepotkurit
Pituus 49 m 53–57 m 56 m
Halkaisija 4,0 m 4,0 m 5,2 m
Massa käynnistämisen yhteydessä 260 t 285-347 t 531 t
Työntövoima 3962 kN jopa 4913 kN 8372 kN
Hyötykuorma 10 t LEO
4 t GTO
10-15 t LEO
4-6 t GTO
19 t LEO
8 t GTO
Apupotkurit
Nimitys H-II-0 SRB-A SSB SRB-A
Määrä 2 2-4 0-4 4
Pituus 23,36 m 15,2 m 14,9 m 15,2 m
Halkaisija 1,81 m 2,5 m 1,0 m 2,5 m
Tyhjä massa 11,25 t 10,4 t 2,5 t 10,55 t
Massa käynnistämisen yhteydessä 70,4 t 76,4 t 15,5 t 76,5 t
Käyttövoima H-II-0
työntövoimalla 1540 kN
SRB-A
2245 kN: n työntövoimalla
Pyörä 4XL,
työntövoima 745 kN
4 x SRB-A,
4 x 2305 kN työntövoima
Palamisaika 94 s 120 s 60-luku 114 s
1 kpl kerroksessa
Nimitys H-II-1 H-IIA-1
Pituus 28 m 37,2 m 38,2 m
Halkaisija 4,0 m 4,0 m 5,2 m
Tyhjä massa 11,9 t 13,6 t 24,2 t
Massa käynnistämisen yhteydessä 98,1 t 113,6 t 202 t
Käyttövoima LE-7
844/1080 kN: n työntövoimalla 1)
LE-7A,
työntövoima 815 / 1096,5 kN
2 x LE-7A
2196 kN työntövoimalla
Palamisaika 346 s 397 s 352 s
2 e kerros
Nimitys LE-5A LE-5B LE-5B-2
Pituus 10,7 m 9,2 m 11 m
Halkaisija 4,0 m 4,0 m 4,0 m
Tyhjä massa 2,7 t 3,0 t 3,4 t
Massa käynnistämisen yhteydessä 19,7 t 19,6 t 20 t
Käyttövoima LE-5A
121,6 kN: n työntövoimalla
LE-5B työntövoimalla
137,16 kN
LE-5B-2 työntövoimalla
137,2 kN
Palamisaika 609 s 534 s 499 s

1) Työntö merenpinnalla / tyhjiössä

H-IIA-laukaisujen historia

H-IIA käynnistettiin ensimmäisen kerran 29. elokuuta 2001 ja sitä on käytetty 31 kertaa (luvut marraskuu 2016). Keskimääräinen tulinopeus on hieman alle 2 vuodessa. Kuudes laukaisu, joka tapahtui29. marraskuuta 2003, on ainoa vika vuonna 2015. Se johti kahden tiedustelusatelliitin tuhoutumiseen. Ampuminen jatkui vajaan puolitoista vuoden tauon jälkeen laukaisun ollessa käynnissä26. helmikuuta 2005MTSAT-1R: stä. Ensimmäinen laukaus maapallon kiertoradan ulkopuolella tapahtui14. syyskuuta 2007käynnistämällä SELENE-kuutilan koetin . H-IIA: ta käytetään melkein yksinomaan japanilaisten institutionaalisten satelliittien laukaisemiseen: armeijasatelliitit (6 laukausta), avaruuskoettimet (2 laukausta), Maan havainnointisatelliitit (6 kuvaa), tekniset satelliitit (4 laukausta, mukaan lukien kaksi ensimmäistä kantoraketin validointiin tarkoitettua lentoa) .

Ammunta 24. marraskuuta 2015on ensimmäinen lanseeraus ulkomaiselle yritykselle, Telesat Kanadalle . Airbus Defense and Space -yhtiön rakentaman kanadalaisen satelliitin laukaisu on saatu onnistuneesti päätökseen. Tässä yhteydessä japanilainen kantoraketti erottaa itsensä kilpailijoistaan ​​ruiskuttamalla kuormaa tavallista korkeammalle korkeudelle. Tällä tavalla toimimalla satelliitti voi käyttää käyttövoimaansa vähemmän saavuttaakseen geostationaalisen kiertoradan ja siten säästääkseen ponneainevarannot pidentäen sen käyttöikää.

Käynnistä historia
Päivämäärä ( UTC ) Lennon numero Malli Hyötykuorma Luonto Tulos
29. elokuuta 2001 TF1 202 VEP 2
LRE
Koelento Menestys
4. helmikuuta 2002 TF2 2024 VEP 3
MDS-1 (Tsubasa), DASH
Testilento, tekninen satelliitti (MDS-1) Menestys
10. syyskuuta 2002 F3 2024 KÄYTTÄJIEN
DRTS (Kodama)
Mikropainovoimainen
tietoliikenne
Menestys
14. joulukuuta 2002 F4 202 ADEOS 2 (Midori 2)
WEOS (Kanta-kun), FedSat 1, Micro LabSat 1
Maan havainnointi Menestys
28. maaliskuuta 2003 F5 2024 IGS -Optinen 1
IGS-tutka 1
Optiset ja tutkan tunnistavat satelliitit Menestys
29. marraskuuta 2003 F6 2024 IGS -optinen (2)
IGS-tutka (2)
Tutkan tiedustelusatelliitti Epäonnistuminen
26. helmikuuta 2005 F7 2022 MTSat-1R (Himawari 6) Televiestintä, sää, navigointi Menestys
24. tammikuuta 2006 F8 2022 ALOS (Daichi) Maan havainnointi Menestys
18. helmikuuta 2006 F9 2024 MTSat-2 (Himawari 7) Televiestintä, sää Menestys
11. syyskuuta 2006 F10 202 IGS -optinen 2 Optisen tunnistuksen satelliitti Menestys
18. joulukuuta 2006 F11 204 ETS-VIII (Kiku 8) Kokeellinen tietoliikennesatelliitti Menestys
24. helmikuuta 2007 F12 2024 IGS -Radar 2
IGS-optinen 3V
Optiset ja tutkan tunnistavat satelliitit Menestys
14. syyskuuta 2007 F13 2022 SELENE (kaguya) Kuun avaruuskoetin Menestys
23. helmikuuta 2008 F14 2024 TUULET (Kizuna) Kokeellinen tietoliikennesatelliitti Menestys
23. tammikuuta 2009 F15 202 GOSAT (Ibuki)
SDS -1, STARS (Kūkai), KKS -1 (Kiseki), PRISM (Hitomi), Sohla  (en) -1 (Maido 1)
SORUNSAT -1 ( Kagayaki ), SPRITE-SAT (Raijin)
Maan havainnointi Menestys
28. marraskuuta 2009 F16 202 IGS -optinen 3 Optisen tunnistuksen satelliitti Menestys
20. toukokuuta 2010 F17 202 PLANET-C (Akatsuki) IKAROS UNITEC-1 (en) (Shin'en), Waseda-SAT2 (en) , K-Sat (Hayato), Negai ☆ ″ (en)

   
Venusian avaruuskoettimen
aurinkosuoja
Menestys
11. syyskuuta 2010 F18 202 QZS -1 (Michibiki) Navigointisatelliitti Menestys
23. syyskuuta 2011 F19 202 IGS -optinen 4 Optisen tunnistuksen satelliitti Menestys
12. joulukuuta 2011 F20 202 IGS- Radar 3 Tutkan tiedustelusatelliitti Menestys
17. toukokuuta 2012 F21 202 GCOM-W1 ( Shizuku )
Arirang-3  (en) , SDS-4  (en) , HORYU-2
Maan havainnointi (GCOM-W1) Menestys
27. tammikuuta 2013 F22 202 IGS -Radar 4
IGS-optinen 5
Optiset ja tutkan tunnistavat satelliitit Menestys
27. helmikuuta 2014 F23 202 GPM-Core Observatory
SindaiSat (Ginrei), STARS-II (Gennai), TeikyoSat-3, ITF-1 (Yui), OPUSAT (CosMoz), INVADER, KSAT2
Maanhavainnointi (GPM-Core Observatory) Menestys
24. toukokuuta 2014 F24 202 ALOS-2 (Daichi 2) RISING-2 (en) , UNIFORM-1 (en) , SOKRATES, SPROUT
  
Maan havainnointitutka (ALOS-2) Menestys
7. lokakuuta 2014 F25 202 Himawari 8 Meteorologia Menestys
3. joulukuuta 2014 F26 202 Hayabusa 2 PROCYON , lähettäminen-ARTSAT 2 , Shin'en 2
Asteroidinäytteen palautusoperaatio Menestys
1 kpl Helmikuu 2015 mennessä F27 202 IGS -Radar-varaosa Tutkan tiedustelusatelliitti Menestys
26. maaliskuuta 2015 F28 202 IGS -optinen 5 Optisen tunnistuksen satelliitti Menestys
24. marraskuuta 2015 F29 204 Telstar 12 Vantage Televiestintä Menestys
17. helmikuuta 2016 F30 202 Astro-H (Hitomi) Horyu 4 , ChubuSat-2 (Kinshachi 2), ChubuSat-3 (Kinshachi 3) 8 CubeSat

Röntgensäteilyteleskooppi Menestys
2. marraskuuta 2016 F31 202 Himawari 9 Meteorologia Menestys
24. tammikuuta 2017 F32 204 DSN-2 (Kirameki 2) X-kaistaisen puolustuksen tietoliikennesatelliitti-2 Menestys
17. maaliskuuta 2017 F33 202 IGS- Radar 5 Tutkan tiedustelusatelliitti Menestys
1. st Kesäkuu 2017 F34 202 QZS -2 (Michibiki 2) Navigointisatelliitti Menestys
19. elokuuta 2017 F35 204 QZS -3 (Michibiki 3) Navigointisatelliitti Menestys
9. lokakuuta 2017 F36 202 QZS -4 (Michibiki 4) Navigointisatelliitti Menestys
23. joulukuuta 2017 F37 202 GCOM-C ( Shikisai ) SÄHKÖT (Tsubame)
Maan havainnointi (GCOM-C) Menestys
27. helmikuuta 2018 F38 202 IGS -optinen 6 Optisen tunnistuksen satelliitti Menestys
12. kesäkuuta 2018 F39 202 IGS- Radar 6 Tutkan tiedustelusatelliitti Menestys
29. lokakuuta 2018 F40 202 GOSAT 2 (Ibuki 2) KhalifaSat , Diwata 2 , Ten-Koh , AUTcube 2 , STARS-AO (Aoi)
Maan havainnointi Menestys
9. helmikuuta 2020 F41 202 IGS -optinen 7 Optisen tunnistuksen satelliitti Menestys
19. heinäkuuta 2020 F42 202 Mars toivoa Marsin etsivä koetin Menestys
29. marraskuuta 2020 F43 202 JDRS-1 Viestintäsatelliitti Menestys

Suunnitellut laukaisut

huhtikuu 2020 202 ALOS-3 Maan havainnointi
 

Huomautuksia ja viitteitä

  1. Harvey et ai. , S.  72
  2. Harvey et ai. , S.  74
  3. (in) Bernd Leitenberger, "  Die H-II Trägerraketenfamilie  " päälle Bernd Leitenbergers verkkosivustosta (tutustuttavissa 1. st lokakuu 2014 )
  4. (in) "Mitsubishi ja Arianespace yhdistävät kaupalliset satelliittikäynnistyspalvelut" (8. helmikuuta 2012 julkaistu Internet-arkisto ) , SatNews.com,26. huhtikuuta 2007
  5. (in) Gunter Dirk Krebs, "  HII-A  " , Gunter Space sivu (tutustuttavissa 1. st lokakuu 2014 )
  6. 三菱 重工 、 「H2A」 2 機 種 に 半 減 ・ 民 営 化 で コ ス ト 減. NIKKEI NET
  7. (sisään) Peter B. de Selding, "  Japanin H-2A tuo markkinoille Telstar 12 Vantagen kaupallisessa debyytissä  " osoitteessa spacenews.com ,24. marraskuuta 2015(katsottu 26. marraskuuta 2015 )
  8. (in) "  Kaupalliset satelliittikanavat  " osoitteessa www3.nhk.or.jp.com ,24. marraskuuta 2015(katsottu 26. marraskuuta 2015 )
  9. (in) Ilmoitus laukaisusta (ilmoitettu päivämäärä ja aika vastaavat Japanin aikavyöhykettä)
  10. (sisällä) Tehtävälausunto

Lähteet

Aiheeseen liittyvät artikkelit