H-IIA

H-IIA Space launcher
H-IIA F23 s japonsko-americkým satelitem GPM (2014).
Všeobecné údaje
Rodná země	Japonsko
Stavitel	Mitsubishi Heavy Industries
První let	29. srpna 2001
Postavení	Aktivní
Spouští (poruchy)	43 (1)
Výška	53  m
Průměr	4  m
Vzletová hmotnost	445  t
Podlaží	2
Odpalovací základny	Tanageshima
Užitečné zatížení
Nízká oběžná dráha	10  t až 15  t
Geostacionární převod (GTO)	4,1  t až 6,1  t
Motorizace
Ergoly	Kapalný kyslík a vodík
Posilovací trysky	2 nebo 4 SRB (1339 - 8239 kN)
1 st patro	1 x LE-7A (1 x 815 kN na zemi)
2 e patro	1 x LE-5B (1 x 137 kN ve vakuu)

H-IIA je japonský středně výkonný raketomet ( 10 až 15 tun na nízké oběžné dráze Země ) vyvinutý na konci 90. let. Tato verze odvozená z raketometu H-II byla navržena japonskou vesmírnou agenturou v té době, NASDA , s cíl snížit výrobní náklady a umožnit hledání příležitostí na trhu komerčních satelitů. Navzdory prakticky bezchybnému kurzu (jeden neúspěch ze 40 výstřelů v letech 2001 až 2018) se příliš nákladnému odpalovacímu zařízení vyráběnému společností Mitsubishi nepodařilo dosáhnout očekávaného průlomu. Používá se k vypuštění většiny japonských institucionálních satelitů : vojenské satelity , kosmické sondy , satelity pro pozorování Země . Spouštění se provádí z odpalovací základny Tanegashima .  

Historický

Krize japonského vesmírného programu v 90. letech

Na konci 90. let prošel japonský vesmírný program vážnou krizí: japonská kosmická agentura ztratila jednu po druhé několik kosmických lodí po technických poruchách: Kiku-5 (1994), mini raketoplán HYFLEX (1996), velký Družice pro pozorování Země ADEOS-I (1996), COMETS (1998). Zároveň Japonsko prošlo vážnou hospodářskou krizí, která vedla ke snížení rozpočtu přiděleného na vesmírnou činnost (pokles o 17% v roce 1997). Japonský hlavní odpalovací zařízení H-II , jehož první let sahá až do roku 1994, je skvělým technickým úspěchem, ale představuje finanční jámu. Každé spuštění H-II stojí 188 milionů eur, tj. Dvojnásobek odpalovacích zařízení Ariane nebo Atlas . Japonsko se několikrát pokusilo vstoupit na komerční trh, ale nikdy se mu nepodařilo umístit příliš nákladný spouštěč. Situace se bude zhoršovat s nástupem nového konkurenta, ruského odpalovacího zařízení Proton . Japonská vesmírná agentura se proto rozhodla přepracovat svůj odpalovací program tím, že si dala za cíl dostatečně snížit výrobní náklady, aby mohla být konkurenceschopná na trhu komerčních startů.

Vývoj spouštěče H-IIA

Spouštěč H-IIA je odvozen z odpalovače H-II vyrobeného průmyslem Mitsubishi pro japonskou vesmírnou agenturu NASDA . Byl vyvinut na konci 90. let za účelem zvýšení spolehlivosti a snížení nákladů na druhý launcher a tím získat přístup na trh pro komerční starty. K dosažení tohoto cíle se společnost NASDA rozhodla zjednodušit svůj spouštěč a více se spoléhat na komponenty vyrobené ve Spojených státech . Nižší náklady by také měly pocházet z vyšší frekvence spouštění snížením z 3 na 6-8 výstřelů ročně. Je podepsána smlouva na 10 startů s výrobcem telekomunikačních satelitů Hughes v celkové hodnotě 1 miliardy amerických dolarů, což je poloviční cena než H-II. Smlouva však byla porušena v květnu 2000, bezpochyby v důsledku zpoždění vývoje. Evropská kosmická agentura je také zvažuje zahájení jeho Artemis telekomunikační družici , ale po 18 měsících váhání rozhodly pro Ariane 5 spouštěči .

První spuštění H-IIA se koná v Srpna 2001. Nový launcher není schopen získat podíl na trhu tváří v tvář dobře zavedené konkurenci (Ariane a ruské odpalovací zařízení). Spouštěč se až na dvě výjimky používá k umístění japonských institucionálních satelitů (pozorovacích satelitů, kosmických sond, vojenských satelitů) na oběžnou dráhu. Rychlost střelby omezená na jeden nebo dva výstřely za rok neumožňuje snížit náklady a spouštěcí cena zůstává na konci roku 2000 na 100 milionech amerických dolarů. Předpokládají se dvě těžké verze (212 a 222) Původně: používaly první stupeň vybaven 2 motory zvanými LRB jako pomocné palivo. verze 222 se dvěma LRB umožňuje umístit 17 tun na nízkou oběžnou dráhu proti 10 tunám pro základní verzi 202. Vývoj těchto těžkých verzí však nikdy nebyl zahájen. Od roku 2003 dohoda o spolupráci s operátory nosných raket Arianespace a ULA umožnila přepínat střely z jednoho nosného rakety na druhý v případě dlouhodobého selhání jednoho z nosných raket. Od té doby1 st 04. 2007, vývoj spouštěče a řízení spouštěcích operací plně podporuje jeho výrobce Mitsubishi.

Technická charakteristika

Spouštěč se skládá ze dvou stupňů poháněných raketovými motory na kapalná paliva spalujících směs kapalného kyslíku a vodíku a proměnlivého počtu pohonných látek na tuhá paliva:

• První stupeň L-100 je poháněn jediným vysoce výkonným raketovým motorem LE-7A (stupňovité spalování), který spotřebovává směs kapalného kyslíku a vodíku a tah 110 tun ve vakuu. Jeviště o průměru 4 metry a délce 37,2 metru má hmotnost 113,6 tun.
• Vzhledem k nízkému vzletovému tahu této etapy je spouštěč nabízen ve všech svých verzích s pomocnými tryskami. Existují dva typy, které využívají tuhá paliva  : SRB, má tah 225 tun ve vakuu pro hmotnost 76,4 tun a pracuje po dobu 101 sekund. SSB, což je americký podpůrný pohon Castor 4AXL, má tah 63 tun ve vakuu o hmotnosti 15,2 tuny a pracuje 60 sekund.
• Druhý stupeň L-17 používá raketový motor LE-5B, který ve vakuu spaluje směs kyslíku a kapalného vodíku a tah 13,7 tuny. Jeviště o průměru 4 metry a délce 9,2 metru má hmotnost 19,6 tun. Existují dva typy kapotáže, oba o průměru 4 metry dlouhé, respektive 12 a 15  metrů .

Konfigurace

Spouštěč přichází ve čtyřech různých variantách získaných kombinací SRB a SSB. Jejich užitečné zatížení pro geostacionární přenosovou dráhu se pohybuje od 4,1 tuny pro nejpoužívanější základní verzi (202) do 6 tun pro nejméně používanou verzi (204). Dvě mezilehlé verze využívající SSB (2022 a 2024) se již nevyrábějí. Dvě plánované těžké verze (212 a 222) navíc nikdy nebyly vyvinuty.

Spouštěcí zařízení

Požáry odpalovacích zařízení H-IIA jsou prováděny jako v případě předchozího odpalovacího zařízení ze startovací základny Tanegashima na malém ostrově Tanega-shima v jižním Japonsku.

Odvozené odpalovací zařízení

Spouštěč H-IIB

v ledna 2006se japonská vesmírná agentura JAXA rozhodla vyvinout namísto plánovaných těžkých verzí odpalovače H-IIA (212 a 222) H-IIB . Tento nový launcher se vyznačuje větším průměrem (5,20 místo 4 m) a jeho prvním stupněm, který používá 2 LE-7A místo jednoho motoru. Spouštěč je systematicky lemován 4 posilovacími tryskami SRB. Užitečné zatížení na nízké oběžné dráze se sníží z 15 tun na 19 tun. Tento odpalovací zařízení se používá pouze ke spuštění vesmírné nákladní lodi HTV za účelem doplnění paliva na Mezinárodní vesmírnou stanici .

Projekt H3, nástupce H-IIB

V roce 2014 se JAXA rozhodla vyvinout náhradu za odpalovací zařízení H-IIA s dvojím cílem: H3 musí být mnohem levnější a dostatečně bezpečný, aby umožňoval vysílání mužů do vesmíru. Architektura budoucího odpalovacího zařízení H3 je založena na vývoji nového raketového motoru na kapalná paliva s názvem LE-9 , jednodušší konstrukce než LE-7 a opětovném použití druhého stupně japonského lehkého odpalovacího zařízení Epsilon jako posilovače propeler. Nový launcher bude schopen umístit 6,5 tuny na geostacionární přenosovou dráhu ve své nejsilnější konfiguraci.

Porovnání odpalovacích zařízení H-II

1) Tlak na hladinu moře / ve vakuu

Historie spuštění H-IIA

H-IIA byl poprvé vypuštěn dne 29. srpna 2001 a byl použit 31krát (obrázky listopadu 2016). Průměrná rychlost střelby je o něco méně než 2 za rok. Šestý start, který se konal dne29. listopadu 2003, zůstává jediným neúspěchem v roce 2015. Vedlo to ke zničení dvou průzkumných satelitů. Střelba pokračovala po přestávce necelého roku a půl po spuštění26. února 2005MTSAT-1R. První výstřel za oběžnou dráhou Země se uskutečnil dne14. září 2007s vypuštěním měsíční vesmírné sondy SELENE . H-IIA se používá téměř výhradně k vypouštění japonských institucionálních satelitů: vojenské satelity (6 výstřelů), kosmické sondy (2 výstřely), satelity pro pozorování Země (6 výstřelů), technologické satelity (4 výstřely včetně dvou prvních letů určených k ověření nosné rakety) .

Natáčení 24. listopadu 2015je první spuštění zahraniční společnosti Telesat Canada . Vypuštění kanadské družice postavené společností Airbus Defence and Space bylo úspěšně dokončeno. Při této příležitosti se japonský odpalovací zařízení odlišuje od svých konkurentů vstřikováním svého nákladu ve vyšší nadmořské výšce než obvykle. Tento postup umožňuje družici méně využívat svůj pohon k dosažení geostacionární oběžné dráhy, a tím šetřit zásoby pohonných hmot a prodlužovat tak jejich životnost.

Poznámky a odkazy

1. Harvey a kol. , Str.  72
2. Harvey a kol. , Str.  74
3. (v) Bernd Leitenberger, "  Die H-II Trägerraketenfamilie  " na místě Bernd Leitenbergers Web (k dispozici na 1 st říjen 2014 )
4. (in) „Mitsubishi a Arianespace kombinují komerční družicové spouštěcí služby“ (vydání z 8. února 2012 v internetovém archivu ) , SatNews.com,26.dubna 2007
5. (in) Gunter Dirk Krebs, "  HII-A  " , strana Space Gunter je (k dispozici na 1 st 10. 2014 )
6. 三菱 重工 、 「H2A」 2 機 種 に 半 減 ・ 民 営 化 で コ ス ト 減. NIKKEI NET
7. (in) Peter B. de Selding, „  Japonská H-2A spouští Telstar 12 Vantage v komerčním debutu  “ na spacenews.com ,24. listopadu 2015(zpřístupněno 26. listopadu 2015 )
8. (in) „  Commercial Satellite Launches  “ na www3.nhk.or.jp.com ,24. listopadu 2015(zpřístupněno 26. listopadu 2015 )
9. (in) Oznámení startu (uvedené datum a čas odpovídají japonskému časovému pásmu)
10. (in) Prohlášení o poslání

Zdroje

• (en) Brian Harvey, Henk HF Smid et Theo Pirard, Rozvíjející se vesmírné mocnosti: Nové vesmírné programy v Asii, na Středním východě a v Jižní Americe , Springer Praxis,2010( ISBN  978-1-4419-0873-5 )

Související články

• H-IIB , H-II a H-III
• Spouštěč
• Japonská agentura pro průzkum letectví a kosmonautiky
• Porovnání komerčních odpalovacích zařízení