Pirmoji Japonijos raketa H3 pakyla į nelemtą bandomąjį skrydį su Žemės stebėjimo palydovu ALOS 3. Kreditas: JAXA Pirmoji Japonijos raketa H3, skirta paleisti palydovus ir papildyti kosmines stotis, pirmadienį (JAV laiku) nukrito atgal į Žemę po to, kai jos antrosios pakopos variklis nesugebėjo užsidegti po penkių minučių naujojo paleidimo įrenginio inauguracinio bandomojo skrydžio, sunaikindama raketą ir tris tonas sveriančią Žemę. stebėjimo erdvėlaivis.
Po dešimtmetį trukusio kūrimo ir paskutinę sekundę nutrūkusio pirmojo paleidimo bandymo praėjusį mėnesį, H3 raketa pirmadienį buvo pripildyta itin šalto skysto vandenilio ir skysto deguonies, nes atgalinis skaičiavimas sklandžiai nusileido iki pakilimo 20:37:55 EST. (0137:55 GMT antradienis). Du pagrindiniai raketos etapiniai varikliai užsidegė paskutinėmis atgalinio skaičiavimo sekundėmis, tada užsidegė du tvirti raketos stiprintuvai, kad H3 nustumtų nuo paleidimo aikštelės Tanegašimos kosminiame centre.
1,6 milijono svarų stūmos jėga H3 raketa greitai nušoko nuo paleidimo aikštelės Tanegašimoje, esančioje ant stačio, iš kurio atsiveria vaizdas į Ramųjį vandenyną, pietvakarinėje Japonijos salų grandinės dalyje. Pakilimas įvyko 10.37 val. Japonijos standartiniu laiku.
Raketos konstrukcija paremta varymo technologija, naudojama ankstesnėse Japonijos H-2A ir H-2B kartos raketose, tačiau jos dviejų branduolių LE-9 etapų varikliai naudoja naują variklio ciklą ir sukuria didesnę trauką nei varikliai, naudojami ankstesnėse Japonijos raketose. Problemos, susijusios su naujuoju pagrindiniu raketos H3 varikliu, daugiausia buvo kaltos dėl pirmojo skrydžio vėlavimo nuo 2020 m.
Tačiau LE-9 varikliai veikė taip, kaip tikėtasi per pirmąjį H3 bandomąjį skrydį. Du kietieji raketos stiprintuvai sudegė ir nukrito maždaug po dviejų minučių po misijos, o H3 nosies kūgis atsiskyrė praėjus trims su puse minutės po pakilimo ir atskleidė Japonijoje pagamintą Advanced Land Observing Satellite 3 naudingąją apkrovą. Antžeminės kameros parodė, kad raketa, kaip ir tikėtasi, suko dešinįjį posūkį, kad nukreiptų nuo pradinės vėžės į rytus nuo paleidimo vietos į pietų kursą, kad nusitaikytų į poliarinę orbitą.
Raketa išjungė savo LE-9 pagrindinius variklius T+plius 4 minutes ir 56 sekundes. Po aštuonių sekundžių telemetrijos duomenys, perduodami iš raketos atgal į antžeminę stotį, patvirtino, kad pirmoji H3 pakopa yra atskirta nuo antrosios paleidimo priemonės pakopos.
Viršutinė pakopa turėjo uždegti vandeniliu varomą LE-5B-3 variklį T+ plius 5 minutes ir 16 sekundžių, tačiau raketos duomenys rodė, kad variklis neužsivedė. Telemetrija iš H3 paleidimo įrenginio taip pat parodė, kad jo greitis mažėja pasiekus maždaug 8 000 mylių per valandą (13 000 kilometrų per valandą) greitį, maždaug pusę greičio, reikalingo norint pasiekti stabilią orbitą aplink Žemę.
Be viršutinės pakopos variklio traukos, raketa ir toliau lėtėjo, kai ji pakilo iki didžiausio beveik 400 mylių (apie 630 kilometrų) aukščio, rodo duomenys, rodomi tiesioginėje Japonijos aviacijos ir kosmoso tyrimų agentūros (JAXA) transliacijoje.
„Kadangi antrosios pakopos variklis neužsivedė, nebuvo jokios perspektyvos, kad jis bus nukreiptas į nurodytą orbitą“, – sakė JAXA.
JAXA teigė, kad nuotolio kontrolieriai išsiuntė raketai komandą sunaikinti, kai nustatė, kad „nėra galimybės įvykdyti misijos“. Raketos ir trijų tonų ALOS 3 palydovo nuolaužos nukrito virš atokaus vandenyno ruožo už kelių šimtų mylių į rytus nuo Filipinų.
Pirmosios H3 raketos, naujosios Japonijos pavyzdinės raketos, pakėlimas. https://t.co/z2M97sdXxN pic.twitter.com/eEd3Rv1dMp
— „Spaceflight Now“ (@SpaceflightNow) 2023 m. kovo 7 d
JAXA teigė, kad tyrimų komisija ištirs H3 paleidimo gedimo priežastį.
„Labai gaila, kad nepavyko paleisti H3 raketos, kuri buvo kuriama kaip nauja pavyzdinė raketa, ir apgailestauju, kad negalėjome pateisinti žmonių ir visų dalyvaujančių lūkesčių“, – sakė Keiko Nagaoka. , Japonijos švietimo, kultūros, sporto, mokslo ir technologijų ministras.
„Kaip įmanoma greičiau ištirsime priežastį, suformuluosime atsakomąsias priemones ir reaguosime visomis jėgomis ir skubos jausmu, bendradarbiaudami su susijusiomis organizacijomis, kad galėtume patenkinti H3 raketos lūkesčius“, – sakė ji.
H3 pakeis Japonijos darbinį arkliuką H-2A ir nešančiąją raketą H-2B, kurių sėkmės rodiklis nuo 2001 m. per 55 misijas buvo 98%.
Japonijos kosmoso agentūra pradėjo kurti H3 raketą 2013 m., siekdama perpus sumažinti H-2A raketos paleidimo kainą. Naujoji raketa turi pigesnę, lengvesnę ir galingesnę vandeniliu varomo variklio versiją, kuri skraido su H-2A raketa ir skraido su dviem ar trim pagrindiniais varikliais, o ne su viena jėgaine H-2A pagrindinėje pakopoje. .
Pirmasis H3 raketos skrydis buvo varomas dviem LE-9 pagrindinių etapų varikliais, kurių kiekvienas išvysto daugiau nei 330 000 svarų trauką, trečdaliu daugiau nei LE-7A variklis, naudojamas H-2A raketoje. Ateities H3 misijos galėtų skristi su trimis pagrindiniais varikliais, todėl raketa pakils be jokių tvirtų raketų stiprintuvų.
Inžinieriai taip pat atnaujino H-2A raketų kietųjų raketų stiprintuvus H3 programai, su naujais SRB 3 kietojo kuro varikliais H3 raketoje, galinčiais sukurti 20 % didesnę trauką. Dizaineriai sutaupė sąnaudas supaprastindami stiprintuvų ir H3 raketos pagrindinės pakopos ryšį ir naudodami fiksuotą antgalį SRB 3 variklyje, o ne vektorinį antgalį ant H-2A raketos kietojo kuro stiprintuvų.
Pirmoji Japonijos raketa H3 pakyla iš Tanegashimos kosminio centro. Kreditas: JAXA H3 raketos viršutinėje pakopoje esantis LE-5B-3 variklis, kuris pirmadienį per bandomąjį skrydį neužsidegė, yra skirtas daugkartiniam šaudymui į kosmosą. Tai modernizuota LE-5B variklio versija, skraidinama H-2A raketa, galinti sukurti daugiau nei 30 000 svarų trauką erdvėje.
H3 raketoje atlikti viršutinės pakopos variklio pakeitimai pagerino LE-5B degalų naudojimo efektyvumą ir šaudymo trukmę.
Siekdami pagerinti degalų efektyvumą, inžinieriai modifikavo variklio maišytuvo konstrukciją, kuris sujungia skystą vandenilį iš kuro turbo siurblio ir dujinį vandenilį iš variklio aušinimo skysčio kanalų. Dizaineriai pakeitė variklio degalų turbosiurblio turbiną, kad sumažintų nuovargio riziką ilgesnės trukmės misijose su keliais viršutinės pakopos paleidimais.
Raketos H3 sukūrimas kainavo apie 200 milijardų jenų arba 1,5 milijardo dolerių.
Pirmasis bandomasis H3 skrydis buvo atidėtas nuo 2020 m. dėl problemų bandant naująjį LE-9 pagrindinį variklį, kuriame naudojamas plėtiklio išleidimo ciklas, dažniau naudojamas apatinės traukos viršutinės pakopos varikliuose. Ekspanderinio oro išleidimo cikle naudojamas itin šaltas vandenilio kuras, skirtas aušinti variklio degimo kamerą, tada įkaitintos vandenilio dujos naudojamos variklio degalų ir oksidatoriaus turbosiurbliams varyti. H-2A raketos LE-7A variklis naudoja kitokią konstrukciją, veikiančią pakopiniu degimo ciklu.
LE-9 taip pat pristato elektra valdomus vožtuvus ir naujus gamybos būdus, įskaitant komponentų 3D spausdinimą.
Inžinieriai aptiko įtrūkusias rotoriaus mentes LE-9 variklio kuro turbosiurblyje po karštos ugnies bandymo 2020 m., o variklio degimo kameros vidinėje sienelėje aptiko skyles. Variklių kūrimo komanda perkūrė turbinos mentes ir kuro bei oksidatoriaus turbosiurblius, kad išspręstų problemas, tada atliko daugiau karšto ugnies bandymų prieš išvalydami H3 raketą jos inauguraciniam bandomajam skrydžiui.
Menininko iliustruota H3 raketos viršutinė pakopa su LE-5B-3 varikliu. Kreditas: JAXA Mitsubishi Heavy Industries vadovavo Japonijos pramonės komandai, kuriant H3 raketą pagal sutartį su JAXA, Japonijos kosmoso agentūra. MHI taip pat vadovavo kriogeninių skystu kuru varomų LE-9 ir LE-5B-3 variklių projektavimui ir plėtrai. „IHI Aerospace“ sukūrė tvirtus raketų stiprintuvus, remdamasi H-2A raketoje naudotu dizainu. Japan Aviation Electronics Industry Ltd. dirbo su H3 raketos valdymo sistema.
MHI siekia paleisti H3 raketą už 50 mln. Japonija pradėjo 46 H-2A misijas ir devynis sunkesnės H-2B raketos skrydžius į Tarptautinę kosminę stotį. Belieka skristi sauja H-2A raketų, o H-2B jau nebenaudojama.
H3 raketa yra keturių konfigūracijų: pagrindinių variklių skaičius, kietieji raketų stiprintuvai ir naudingosios apkrovos gaubto dydis reguliuojamas atsižvelgiant į misijos reikalavimus. H3 raketa, skirta bandomajam skrydžiui 1 arba TF1, skrido H3-22S konfigūracija su dviem pirmos pakopos varikliais, dviem pritvirtintais tvirtais raketų stiprintuvais ir trumpu naudingosios apkrovos gaubtu.
Anot JAXA, galingiausios konfigūracijos H3 raketa gali paleisti iki 6,5 metrinių tonų naudingąsias apkrovas į geostacionarią perdavimo orbitą, kurią mėgsta daugelis didelių telekomunikacijų palydovų. Tai galima palyginti su „SpaceX“ raketos „Falcon 9“ pakėlimo galia.
Japonijos inžinieriai baigė pirmosios H3 raketos pagrindinių variklių bandomąjį šaudymą Tanegašimoje lapkritį, tada integravo du kietu kuru varomus diržinius variklius ir naudingosios apkrovos apkrovą prieš pirmąjį misijos paleidimo bandymą vasarį, kuris akimirksniu buvo nutrauktas. prieš pakėlimą dėl elektros problemos.
„Advanced Land Observing Satellite 3“ arba „ALOS 3“ erdvėlaivis švarioje patalpoje prieš integruojant su H3 paleidimo įrenginiu. Kreditas: JAXA JAXA ir MHI sukūrė H3 raketą, skirtą Japonijos moksliniams palydovams, žvalgybos ir nacionalinio saugumo erdvėlaiviams paleisti, ir naują Japonijos HTV-X krovininį laivą, skirtą Tarptautinei kosminei stočiai. Japonija taip pat planuoja panaudoti H3 raketą HTV-X tiekimo laivo versijai paleisti į mini kosminę stotį Gateway NASA ir kitos kosmoso agentūros, kurias statys orbitoje aplink Mėnulį.
Pareigūnai tikisi pritraukti komercinį paleidimo verslą H3 raketai, kuri konkuruos su SpaceX raketa Falcon 9, ULA nešėjančia raketa Vulcan ir Europos raketa Ariane 6. Kaip ir H3, pastarųjų dviejų transporto priemonių dizainas yra nenaudingas ir jie dar neskrido, o „Falcon 9“ yra iš dalies pakartotinai naudojamas ir užima lyderio poziciją pasaulinėje komercinių paleidimo rinkoje.
„Advanced Land Observing Satellite 3“ arba „ALOS 3“ misija, prarasta per H3 raketos bandomąjį skrydį pirmadienį, turėjo rinkti plataus ploto, didelės raiškos viso pasaulio žemės paviršių vaizdus, suteikti stebėjimus nelaimių valdymo, žemėlapių sudarymo ir aplinkos stebėjimo tikslais. .
Tikimasi, kad ALOS 3 atsiskirs nuo H3 raketos viršutinės pakopos 419 mylių aukščio (675 kilometrų) orbita maždaug po 17 minučių po pakilimo.
El. paštas Autorius.
Stebėkite Stepheną Clarką „Twitter“: @StephenClark1.
