H2A火箭

H2A火箭

H2A(H-IIA)是由日本三菱重工(MHI)為日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)開發的火箭。H-IIA火箭使用液體燃料,已經被用來將衛星送入地球靜止軌道月球軌道太空飛行器,並將探測金星的曉號金星探測器送入行星際空間。H2A的發射地點在在種子島宇宙中心。2007年4月1日,生產和管理H-IIA的任務由JAXA轉交給三菱重工。H-IIA私有化後發射的第一個探測器是月球探測器SELENE。 目前主要包括 H2A-202、H2A-2022、H2A-2024、H2A-204 等 4 種型號,GTO 運載能力從 4.15 t到 6 t 不等。

基本信息

火箭簡介

日本的火箭技術來自美國“Delta”系列運載火箭。通過購買Delta運載火箭進行研製,日本掌握了大型固體火箭發動機技術和液體火箭發動機技術,先後開發出L、M、N、H系列運載火箭。早期的Delta火箭沒有使用氫氧發動機,日本在此基礎上開始自主研製氫氧發動機,於1975年啟動上面級LE-5火箭發動機(液態氫氧發動機)的研發,採用燃氣發生器循環,1983年初完成全部實驗驗證,用於H1火箭第三級。接著1986年開始研製後續型號LE-5A,1991年研製成功,採用日本獨有的部分/開式膨脹循環設計Expander Bleed(Chamber),這一設計也延續至現在的LE-9。在主發動機方面,自1983-1994年完成LE-7主發動機研製,採用液氫液氧分級燃燒循環,用於H2系列火箭。後續改進型LE-7A(1994-2000年)。

火箭製造

H2A2022型號結構圖(日本語) H2A2022型號結構圖(日本語)

H2A火箭是H系列火箭的最新型,能夠代表日本重工業整體實力:日本三菱重工負責機體、發動機等的組裝和發射的準備工作;石川島播磨重工負責提供向發動機輸送燃料的渦輪泵;IHI航空航天公司負責製造固體火箭助推器;川崎重工承造衛星整流罩;NEC、日本航空電子公司等單位也參加了H2A的開發與研製。

發展

H2A運載火箭在舊H2火箭基礎上,引入了“通用化、模組化、標準化”這一火箭開發領域最新概念,使火箭的運載能力得到提高。由於引入了新的設計原則,允許由多種型號發動機組成運載火箭發動機系統。H2A火箭第一子級使用LE-7A液氫液氧主發動機,推力達到110噸,第二子級使用LE-5B液氫液氧主發動機,推力達到137千牛。

H2A運載火箭可以使用3種助推器:推力225噸的SRB-A固體助推器;推力75噸的SSB固體助推器;如果使用2台LE-7A發動機組成助推器,則可以提供220噸的推力。火箭的運載能力是代表火箭技術水平的一個重要指標,在最大推力情況下,H2A可以將重達9噸的衛星送入太空。

不難看出,日本自主研發的LE-7A發動機在H2A火箭中起到至關重要的作用,LE-7A採用液氫液氧分級燃燒方式,最大真空推力112噸,在發動機結構上,硬體簡單緊湊,易於檢測和維修,是世界上最先進的運載火箭發動機之一。另外,H2A“上面級”發動機(與有效載荷相連的發動機)LE-5B發動機使用了高效的再生膨脹循環技術,也代表了主流發展方向。

商業利益

日本要在商業衛星發射領域爭取一席之地談何容易,不僅信譽不佳,日本H2A火箭和歐、美、俄、中火箭相比,發射成本還過高。H2A火箭一次製造和發射費用本來計畫為85億日元,由於2003年發射失敗,對H2A火箭進行了技術改良,更使這次發射成本上升到120億日元,與中國相比,價格高出近一倍。結合2003年11月29日的發射失敗來看,降低火箭發射成本還有很長的路要走。這樣的價格,在國際商業衛星發射市場根本難以立足。

那么日本為什麼還要堅持自己發射衛星呢?從2003年H2A火箭第六次發射失敗可以看出原因:據披露,這次發射日本方面搭載的其實是一顆間諜衛星,顯露了日本的軍事用心。

日本H2A火箭計畫從2006年開始將轉為民營化 ,從設計、製造到發射,均由日本著名軍工企業三菱重工業公司負責,在體制上和歐美管理體制相同,意在調動民間資金髮展日本航天業。

發射歷史

H-2A火箭首次亮相是在2001年8月29日。2003年11月29日,第六次火箭發射失敗,有訊息稱其搭載了兩顆偵察衛星,目的是監視朝鮮。

首次超越近地軌道的發射任務是在2007年9月14日,發射了“輝月姬”號衛星。H2A的第一次國際發射則是在2002年,發射的衛星是澳大利亞的FedSat-1號。截至2011年1月為止27次發射,有26次獲得了成功。

以下列出截止2014年5月,H2A火箭承載的所有發射。

H2A火箭 H2A火箭

針對中國

日本載人航天飛行正在制定雄心勃勃的計畫,2002年6月,日本政府曾決定調整航天技術開發重點,放棄載人飛船的開發,決定在10年內不單獨實施載人航天計畫,只通過參與國際空間站等合作項目積累技術。

中國的“神舟”五號2003年秋天飛上太空之後,日本各界認為,日本不搞載人航天飛行,是航天業沒有理想的表現,要求重新調整計畫的呼聲增高,於是日本打算把載人航天飛行定為中長期目標。據日本媒體報導,日本宇宙航空研究開發機構正在制訂一項長期計畫,包括到2025年前,研製類似美國太空梭的飛行器。日本宇宙航空研究開發機構1月7日還提出報告,內容是數十年後要建立無人月球表面宇宙基地和在比月球更遠的地方建設“深宇宙港”。

這一報告指出,利用日本的火箭技術在月球表面建立無人基地,除了使天體觀測不受大氣影響之外,還可為載人航天飛行積累技術。

美國總統布希2005年1月說美國要在月球表面建設有人基地。日本這一計畫無疑是想 向美國看齊

軍事用心

如果說日本的登月計畫還可以用宇宙開發來解釋的話,那么日本的“準天頂計畫”和“第四代間諜衛星”就讓日本開發空間技術的軍事動機暴露無疑。

“準天頂計畫”至少由3顆衛星組成,它們各自有不同的軌道,並且這3條軌道都與地球赤道所在平面成45度的夾角。因此,從日本本土來看,始終有1顆衛星停留在靠近天空頂點的地方,所以日本人稱之為“準天頂衛星系統”。

日本開發此系統的目的在於建立自己的精確衛星定位體系。日本國的衛星系統所採用的無線通信技術數位化程度和圖像處理能力偏低,而且美國的全球衛星定位系統因地點和時間原因會產生定位誤差,新的“天頂”系統將彌補這些缺陷,能實現更加精確的、可用於軍事目的的全球定位。

日本2009年度預定發射第三代間諜衛星,第三代間諜衛星可以識別東亞地區地面直徑50厘米大小的物體。

日本政府還決定從2005年開始研究第四代間諜衛星,第四代間諜衛星因材料更輕、體型顯得苗條。正在運行的兩顆第二代間諜衛星每兩天通過朝鮮和中國上空一次,衛星最佳拍攝瞬間僅有數分鐘,由於衛星轉換角度動作遲緩,在短時間內難以拍攝軍事設施。第四代間諜衛星小型化、輕量化以後速度提高,動作更加靈活,只在上空通過一次就可以完成所有拍攝工作。

第四代間諜衛星有超強識別能力,甚至可以辨別停飛的戰鬥機是否搭載有飛彈,出入基地的車輛屬於什麼種類。

評論認為,日本成為航天大國可以加強日本經濟大國、政治大國和軍事大國的地位,日本對宇宙空間的控制可轉化為軍事實力。

日本宇宙航空研究開發機構日前發表一份公報,宣布將對國產主力火箭“H2A”進行改良,使其運載能力提高一倍以上,能夠發射大型衛星,從而提高在商業領域的競爭力。第一顆改良後的H2A火箭預計在2013年度發射。

靜止衛星需要用火箭發射到一定高度,然後衛星利用自身的發動機,進入對地靜止軌道。在日本鹿兒島縣種子島宇宙中心發射H2A火箭,與歐洲從赤道附近發射的火箭相比,為了將衛星送入靜止軌道,前者需要讓衛星攜帶更多燃料,所以導致衛星自身的重量受到限制。

根據改良計畫,H2A火箭利用第二級發動機的時間將延長,一直將衛星送入靜止軌道附近。由於衛星自身的燃料負擔減少,所以能夠發射的衛星重量將由上一代火箭的2.2噸增加到4.6噸,而且衛星的壽命還可以延長3年左右。

同時,宇宙航空研究開發機構還準備改良使衛星與火箭分離的裝置,並將在火箭上安裝位置信息感測器等。

改良需要的開發費用將達約90億日元(約合7.29億元人民幣)。現在宇宙航空研究開發機構已經結束基本設計,開始繪製詳細的圖紙並且試製有關部件。

近期發射

一箭載八星

日本自製H2A火箭第9次成功發射

環球時報特約記者王斯報導,據台灣“中央社”報導,日本三菱重工業與日本宇宙航空研究開發機構於23日中午成功地發射了日本自製的火箭“H2A”15號機。該火箭搭載著觀測溫室效應的衛星“息吹號”及7枚小衛星升空。

搭載觀測技術衛星“息吹號”及其他7枚小型副衛星的“H2A”15號機於23日上午11時54分時從日本鹿兒島縣種子島的宇宙中心發射升空。一次搭載8枚衛星,創最多紀錄。

火箭發射升空約16分鐘後,“息吹號”在高約670公里高空從火箭分離,進入預定軌道。

“息吹號”約1.75噸,是由日本宇宙機構及環境省(環保署)、國立環境研究所合作開發的中型衛星,其首度被用於觀測地球的二氧化碳、沼氣等大氣濃度,將有利於氣候變動的長期精密觀測。以前的衛星觀測點只有280個,而“息吹號”可在5萬6000個地點進行觀測。

“H2A”15號機上還搭載著大坂的中小企業所開發的小型衛星“SOHLA-1號”、“光輝號”等7枚小型副衛星。此次發射作業花費約346億日圓。

這次是日本自製“H2A”火箭第九次順利發射升空。

日本首次發射商業衛星

H2A火箭運送距離大幅提升

【環球網報導 記者 王歡】2015年11月24日,日本三菱重工業首次成功發射了日本第一顆商業衛星,將加拿大電信衛星公司(Telesat)的通信廣播衛星傳送到了目標軌道。此前,日本企業衛星發射業務的主要客戶為日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)等政府機構,官方需求占絕對優勢。今後,日本企業將與歐美企業同台競爭,將克服成本劣勢,加速推進新一代核心火箭“H3”的開發。

據《日本經濟新聞》11月26日報導,日本首相安倍晉三在24日晚間發表評論稱,“此次是之前發射成果構築的信任和發射能力提升的結果,期待帶來新的訂單”。同日,三菱重工業太空事業部長阿部直彥出席發射成功後的記者會時強調,“向世界展示了我們的國際化業務能力”。

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