A Japan Aerospace Exploration Agency a H3 űrszonda második fellövésével pályára áll

A japán H3-as rakéta szombaton, 11 hónappal azután, hogy első repülése során meghibásodott, másodszor is megpróbálta pályára jutni. A rakéta sikeresen küldött egy tömegszimulátort és két kis műholdat ugyanarra a 669 kilométeres napszinkron pályára, amelyet az előző küldetés során célzott meg. A felszállás UTC 00:22-kor (helyi idő szerint 9:22-kor) kezdődött a Tanegashima Űrközpont Yoshinobu Launch Complexében található Launch Pad 2-ről.

A Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) és a Mitsubishi Heavy Industries (MHI) az előző generációs H-IIA és H-IIB járművek utódjaként fejlesztette ki a H3-at. A H-IIA, amely először 2001-ben repült, a japán űrprogram gerincét képezte, de már csak két fellövése van hátra, és várhatóan az év végére megszűnik. Az erősebb H-IIB 2020-ban hajtotta végre utolsó repülését.

A H3 2023. március 7-én hajtotta végre első repülését az Advanced Earth Observing Satellite 3 (ALOS-3) hordozójával. A küldetés névlegesen a repülés első szakaszában és a terv szerint az elválasztási szakaszban kezdődött. A rakéta második fokozata azonban nem gyulladt meg. Tizenhárom perccel és 55 másodperccel a felszállás után, miután világossá vált, hogy a rakéta nem tud pályára állni, a repülészáró rendszer (FTS) parancsot kapott a jármű megsemmisítésére.

A vizsgálat a meghibásodás három lehetséges okát azonosította, a gyújtási parancs második fokozatba küldésekor észlelt rendellenes teljesítményleolvasásra összpontosítva. Az azonosított forgatókönyvek a következők voltak: gyújtózárlat, túláram a gyújtóban, vagy túláram a második fokozatú elsődleges meghajtórendszer vezérlőmoduljában, amely a redundáns vezérlőmodulra terjed. A változtatásokat annak biztosítására javasolták, hogy ezek a meghibásodási módok ne forduljanak elő a jövőbeli küldetések során, és még azelőtt végrehajtották őket, hogy a H3 visszatérjen a szombati küldetéssel.

A szombati indulás a 2. tesztrepülés vagy TF2 nevet kapta. Az első H3-as repülés meghibásodásával a TF2 elsődleges rakománya a Vehicle Evaluation Payload 4 (VEP-4) volt. A VEP-4 egy tömegszimulátor, amely azt szimulálja, hogy egy űrhajó legyen a rakéta fedélzetén anélkül, hogy kockáztatná a költségeket és a projekt hatását, ha a TF2 nem teljesíti sikeresen egy másik nagy műholdat.

Annak érdekében, hogy a lehető legjobban jelezzék, hogy az első tesztrepülés során felmerült problémák megoldódtak, a TF2 a TF1-hez hasonló kilövési profilt követett, a VEP-4 pedig az ALOS-3 tömegével megegyező tömeggel készült – körülbelül 3000 kilogramm. A VEP-4 három korábbi VEP-et követ – amelyeket 1994-ben az első H-II, valamint 2001-ben és 2002-ben az első és második H-IIA kilövés fedélzetén szállítottak –, amelyek a hordozórakétaik teljesítményére és működésére vonatkozó adatok gyűjtésére voltak felszerelve.

A szombati felbocsátás a VEP-4 mellett egy pár kis műholdat – CE-SAT-1E és TIRSAT – is szállított másodlagos rakományként. Ezek olcsóbb, kevésbé kockázatkerülő küldetések, amelyek kihasználják a H3 megnövekedett hasznos teherbírását a pálya eléréséhez. A CE-SAT-1E vagy a Canon Electric Satellite 1E a Canon Electronics által kifejlesztett könnyű képalkotó műholdak sorozatának része, amely a Canon kereskedelmi forgalomban kapható kameráin alapuló képalkotó eszközöket tartalmaz. Elsődleges műszere egy Canon EOS R5-re épül, 40 cm-es reflektorteleszkóppal, míg a másodlagos képalkotó a PowerShot S110-ből származik.

A TIRSAT egy három modulból álló CubeSat, körülbelül hat kilogramm tömeggel. A Japan Space Systems, a Seiren Corporation és számos más szervezet és egyetem együttműködése keretében a műhold keringési pályáján ellenőrizni fogja a Small Uncooled Infrared Sensort, a jövőbeli küldetésekre szánt infravörös hőleképező rakományt. Az infravörös képalkotás lehetővé teszi a hőkibocsátás azonosítását és nyomon követését; A lehetséges alkalmazások közé tartozik az ipari megfigyelés és a katasztrófavédelem.

A két másodlagos hasznos teher a VEP-4 mindkét oldalára van felszerelve, és alacsony földi pályán (LEO) választják el egymástól a parti fázisban, a második szakasz első motorégésének vége után. A CE-SAT-1E a SimplePAF15M rakománycsatoló berendezés (PAF) segítségével kerül telepítésre, míg a TIRSAT egy szabványos CubeSat hubban található.

A VEP-4 hordozórakétával való integrációra vár (jóváírás: JAXA)

A H3 egy kétfokozatú rakéta, mindkét fokozatban kriogén folyékony hidrogént és folyékony oxigén üzemanyagot égetnek el. Számos különböző konfigurációban repülhet, változtatva az első fokozatú hajtóművek számától, az első fokozatot növelő szilárd rakétaerősítők számától és a hasznos teher burkolatának hosszától. Minden konfiguráció hárombetűs jelöléssel rendelkezik, ahol az első szám az első fokozatban lévő motorok számát, a második a szilárd boosterek számát, a harmadik „S” vagy „L” betű pedig a használatot jelöli. Rövid vagy hosszú ajándék.

Minden konfigurációban az első fokozatot LE-9 motorok hajtják, míg a második fokozat egyetlen LE-5B-3 motort használ. Szilárd rakétamotorokat használó konfigurációkban az IHI Aerospace SRB-3 erősítői (nem tévesztendő össze a H-IIA-n használt SRB-A3-mal) átlósan vannak rögzítve az első fokozat alapja köré, hogy további tolóerőt biztosítsanak.

A H3 első fokozat hárommotoros változata 30S és 30L konfigurációkban boosterek nélkül használható. A 22S és 22L kétmotoros első fokozattal rendelkezik, két szilárd rakétamotorral, a 24S és 24L pedig ugyanazt az első fokozatot használja négy boosterrel. A rövid rakomány hossza 10,4 méter, míg a hosszú rakomány 16,4 méter. Mindkét típusú burkolat átmérője azonos: 5,2 méter.

A TF2 küldetés egy H3-22S-t használt, ugyanazt a konfigurációt, mint az első repülést. A Launch Pad 2-ről (LP2) indították a Yoshinobu Launch Complex-ben, amely a JAXA Tanegashima Űrközpontjának része, amely Tanegashima szigetén található, Kyushu déli partjainál.

Az LP2-t a 2000-es évek elején hozták létre tartalék platformként a H-IIA elindításához, azonban a H-IIA soha nem használta. Ehelyett az első indítás 2009-ben történt a H-IIB rakéta debütálásával, amelyből mind a kilenc LP2-ről indult. A H3 első repülése is LP2-ből készült tavaly. A Nearby Launch Pad 1 régebbi, a H-II 1994-es első indítása előtt készült, és a H-IIA még mindig használja.

Annak ellenére, hogy ugyanaz a konfiguráció, a TF2 küldetésben repülő rakéta kissé eltér a TF1 küldetésben repült rakétától. A második szakaszban a TF1 meghibásodási vizsgálat eredményei alapján a motorgyújtó és a meghajtási rendszer vezérlőegységein változtattak, míg az első szakasz egyik motorja az LE-9 Type 1A volt, amely a standard LE-hez képest frissítéseket tartalmazott. 9 motor. Írja be az 1-et a megbízhatóságának növelése érdekében.

A H3 TF2 rakéta első fokozatát az integrációs műveletek során függőleges helyzetbe emelik (jóváírás: JAXA)

A japán indításoknál a küldetés kezdetét X0-nak jelölték meg, nem pedig T0-nak, ahogy ez a nyugati indításoknál gyakoribb. A két LE-9 első fokozatú hajtómű néhány másodperccel X0 előtt lőtt be, az SRB-3 boosterek kigyulladtak, és a rakéta a számlálás nullánál emelkedett fel. Az SRB-3-asok a felszállás után egy perc 56 másodperccel égtek és váltak le a járműről, a rakomány pedig sikeresen levált a küldetés három perc és 34 másodperce után.

Az első szakasz repülése egészen X+4 percig és 58 másodpercig tartott, amikor is főhajtómű leállás, vagyis MECO következett be. Az LE-9 hajtóművek ezután leálltak, miután teljesítették a küldetésben betöltött szerepüket, és hét másodperces MECO után a szakasz elválik.

A következő repülési esemény és az a pont, ahol a H3 előző indítása meghiúsult – a második fokozat gyújtása – a felszállás után 12 másodperccel sikeresen befejeződött. Ezzel megkezdődött egy 11 perces, 19 másodperces égés a LE-5B-3 motornál, amely befecskendezte a LEO H3 második fokozatát. A CE-SAT-1E 21 másodperccel a második égési szakasz vége után került üzembe, és a TIRSAT körülbelül 500 másodperccel később vált le.

Majdnem teljes pálya megtétele után a második szakasz folytatódott a deorbit és a VEP-4 felé, hogy biztonságosan visszatérhessen az Indiai-óceán fölé. A gyújtás X+1 óra 47 perc 13 másodpercnél kezdődött, és az égés 26 másodpercig folytatódott.

A küldetés végső célja az volt, hogy teszteljék az elválasztó mechanizmust, hogy biztosítsák a VEP-4-et a második szakaszban. Annak biztosítására, hogy a VEP-4 ne maradjon a pályán űrtörmelékként, ezt a tesztet körülbelül 40 másodperccel a deorbitális égési folyamat vége után végezték el.

A hasznos teher elválasztó mechanizmusa mellett ütközőcsavarokkal is rögzítve van a rakétához, így körülbelül egy centimétert tud elmozdulni, megakadályozva, hogy az elválasztási teszt elvégzése után elsodródjon.

Ez a sikeres tesztrepülés megkezdi az utat a H3 számára, hogy megkezdje az üzemi rakomány szállítását, és a tervek szerint még több küldetés indul az év vége előtt. Ezek szállítják majd az ALOS-4 erőforrás-figyelő műholdat, a katonai kommunikációs műholdat és a QZS-5 navigációs műholdat. Az elkövetkező néhány évben a H3 több HTV-X teherűrhajót telepít majd a Nemzetközi Űrállomás ellátására, valamint a Holdra és a Marsra irányuló küldetések indítására.

(Fő kép: H3 indítás a VEP 4 küldetés előtt. Kép ​​forrása: MHI)