WikiSort.ru - Космос

ПОИСК ПО САЙТУ | о проекте
H-IIA

Подготовка к запуску ракеты-носителя «H-IIA»
Общие сведения
Страна  Япония
Семейство H-II
Назначение ракета-носитель
Разработчик Mitsubishi Heavy Industries
Изготовитель Mitsubishi Heavy Industries
Основные характеристики
Количество ступеней 2+
Длина (с ГЧ) 53 м
Диаметр 4 м
Стартовая масса 202: 289 т
204: 443 т
Масса полезной нагрузки  
  на НОО 202: 10 000 кг
204: 15 000 кг
  на ГПО-1830 202: 4000 кг
204: 5950 кг
  на ГПО-1500 202: 2970 кг
204: 4820 кг
  на ССО (800 км) 202: 3300 кг
История запусков
Состояние действующая
Места запуска Танэгасима, LA-Y1
Число запусков 39
(202: 25, 204: 4,
2022: 3, 2024: 7)
  успешных 38
(202: 25, 204: 4,
2022: 3, 2024: 6)
  неудачных 1 (2024)
Первый запуск 202: 29 августа 2001
204: 18 декабря 2006
2022: 26 февраля 2005
2024: 4 февраля 2002
Последний запуск 12 июня 2018 (IGS-Radar 6)
Ускоритель (все варианты H-IIA) — SRB-A[en]
Количество ускорителей 2 или 4
Диаметр 2,5 м
Маршевый двигатель РДТТ SRB-A3[en]
Тяга 5040 кН (2 ускорителя)
Удельный импульс 283 с
Время работы 100 с
Топливо HTPB
Ускоритель (H-IIA 2022, 2024) — SSB (сняты с эксплуатации)
Количество ускорителей 2 или 4
Маршевый двигатель РДТТ Castor-4AXL[en]
Тяга 1490 кН (2 ускорителя)
Удельный импульс 282 с
Время работы 60 c
Топливо HTPB
Первая ступень
Маршевый двигатель LE-7A[en]
Тяга 1098 кН
Удельный импульс 440 c
Время работы 390 с
Горючее жидкий водород
Окислитель жидкий кислород
Вторая ступень
Маршевый двигатель LE-5B[en]
Тяга 137 кН
Удельный импульс 448 с
Время работы 530 с
Горючее жидкий водород
Окислитель жидкий кислород
 H-IIA на Викискладе

H-IIA (эйч-два-эй) — японская одноразовая ракета-носитель среднего класса семейства H-II. Создана по заказу Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA) компанией Mitsubishi Heavy Industries.

Ракета «H-IIA» является дальнейшим развитием ракеты-носителя «H-II», которая была значительно модифицирована, что позволило повысить надёжность и вдвое снизить стоимость запусков. За счёт использования композитных материалов из углерода удалось снизить массу и количество деталей.

Были созданы четыре варианта носителя «H-IIA» для различного спектра применений, позволяющие запускать спутники на разные орбиты, включая низкую околоземную, солнечно-синхронную и геопереходную. Стартовый комплекс расположен в Космическом центре Танэгасима.

Впервые ракета этого типа была запущена 29 августа 2001 года. Шестой запуск, 29 ноября 2003 года, окончился неудачей, приведшей к потере двух разведывательных спутников, предназначенных для наблюдения за территорией Северной Кореи[1].

Начиная с тринадцатого запуска JAXA передала основные эксплуатационные функции по запуску ракеты компании Mitsubishi Heavy Industries, оставив за собой только общий надсмотр для соблюдения безопасности при запуске и во время полёта[2].

14 сентября 2007 года ракета-носитель была использована для вывода на орбиту Луны японского исследовательского аппарата SELENE. 20 мая 2010 года ракетой был запущен исследовательский зонд PLANET-C (Акацуки) для изучения атмосферы Венеры.

Конструкция

Первая ступень

Первая ступень ракеты-носителя «H-IIA» использует криогенные компоненты топлива: жидкий водород в качестве горючего и жидкий кислород в качестве окислителя, с температурами −253 °C и −183 °C соответственно. Топливные баки выполнены из алюминиевого сплава, промежуточная секция в верхней части ступени сделана из композитного материала (алюминиевая основа, покрытая углепластиком).

Высота ступени составляет 37,2 м, диаметр — 4 м, стартовая масса — 114 т, из которые 101,1 — топливо[2].

Использует один жидкостный ракетный двигатель LE-7A, модифицированный двигатель LE-7 ракеты-предшественницы, «H-II». Хотя технические показатели модифицированного двигателя изменились незначительно, изменения значительно упростили процессе его сборки[3]. Тяга двигателя составляет 1098 кН, удельный импульс — 440 с. Контроль вектора тяги обеспечивается отклонением двигателя от центральной оси[2].

Для стабилизации топлива в топливных баках и поддержания его рабочего давления используется сжатый гелий, содержащийся в трёх 84-литровых баллонах под давлением 308 бар[4].

Время работы ступени составляет 390 секунд, после чего происходит её отстыковка от второй ступени.

Ускорители

На «H-IIA» использовались 2 вида твердотопливных ракетных ускорителя, которые присоединены по бокам первой ступени и обеспечивают основную тягу ракеты-носителя во время запуска. 4 разных варианта ракеты-носителя определялись различной конфигурацией видов и количества установленных твердотопливных ускорителей. Также в ходе разработки ракеты-носителя рассматривалась возможность использования дополнительных жидко-топливных ускорителей, создаваемых на базе первой ступени с двигателем LE-7A, но эти планы были отменены в пользу развития ракеты-носителя «H-IIB».

SRB-A

Два или четыре твердотопливных ускорителя SRB-A[en] (англ. solid rocker booster) производства компании IHI Corporation устанавливаются на всех версиях ракеты-носителя. В отличие от предшественника, который использовался на «H-II» и имел корпус из стали, SRB-A выполнен из композитного материала с применением углеволокна, что позволило снизить его вес и повысить прочность.

Первоначальная версия двигателя использовалась в первых шести первых запуска, во время шестого, в ноябре 2003 года, в результате локальной эрозии сопла одного из ускорителей была разрушена система его крепления, что не позволило ему отсоединится от первой ступени[5]. Вес ускорителя не позволил ракете-носителю достичь необходимой скорости и высоты, что вынудило к её ликвидации по команде с земли[6]. Исходя из результатов расследования причин аварии, была проведена модификация ускорителя, в частности изменена форма сопла для снижения температурной нагрузки, с той же целью снижена тяга и увеличено время горения. Улучшенный двигатель использовался с седьмого по семнадцатый запуски, но в связи с тем, что проблема с эрозией сопла не была решена окончательно, последовал переход на нынешнюю версию SRB-A3. Путём проведения ещё одной модификации сопла удалось избавиться от проблем с эрозией и первый запуск с ускорителями SRB-A3 был выполнен 11 сентября 2010 года[5].

Высота ускорителя составляет 15,1 м, диаметр — 2,5 м, стартовая масса пары ускорителей — 151 т. Максимальная тяга двух ускорителей достигает 5040 кН, удельный импульс 283,6 с, время работы — 100 с. Используется топливо на основе HTPB[2].

Существует два варианта ускорителя SRB-A3, выбираются в зависимости от потребностей конкретной миссии: первый обеспечивает более высокую тягу с более коротким горением, второй — продолжительное горение со сниженной тягой[5].

SSB

SSB — сокращение от англ. solid strap-on booster. В версиях ракеты-носителя 2022 и 2024 дополнительно к двум ускорителями SRB-A использовались соответственно 2 или 4 модифицированных твердотопливных ускорителя Castor-4AXL[en] производства компании Alliant Techsystems[en] (ATK). Использование этих ускорителей прекращено с целью уменьшения количества версий ракеты-носителя до двух, для снижения финансовых затрат на обслуживание.

Диаметр ускорителей составлял 1,02 м, высота — 14,9 м, стартовая масса пары ускорителей — 31 т. Тяга пары ускорителей равна 1490 кН, удельный импульс — 282 с, время работы — 60 сек. Также использует топливо на основе HTPB[2].

Вторая ступень

Строение второй ступени повторяет основные черты строение первой для снижения производственных затрат. Топливные баки выполнены из алюминиевого сплава, в качестве компонентов топлива также используются жидкий водород и жидкий кислород.

Высота ступени составляет 9,2 м, диаметр — 4 м, стартовый вес — 20 т, из который топливо — 16,9 т[2].

На ступень установлен один жидкостный ракетный двигатель LE-5B[en], производный от двигателя LE-5A, устанавливаемого на ракете H-II. Тяга двигателя составляет 137 кН, удельный импульс — 448 с. Двигатель может быть перезапущен многократно, что позволяет выводить полезную нагрузку на разные орбиты в ходе одного запуска. Общее время работы двигателя — до 530 секунд. Контроль вектора тяги по тангажу и рысканию обеспечивается отклонением двигателя, для контроля вращения используются маленькие гидразиновые двигатели[3].

Модернизация ступени 2015 года

В 2015 году проведено усовершенствование второй ступени, главной целью которого является обеспечение возможности производить выведение спутников на геопереходную орбиту с остаточным бюджетом дельта-v в 1500 м/с до геостационарной орбиты (до этого спутники выводились на орбиту с остаточным дельта-v в 1830 м/с). Методика улучшенного выведения подразумевает повышение перигея орбиты со стандартных 250 км до 2700 км с тремя запусками двигателя второй ступени вместо стандартных двух, третьему запуску двигателя предшествует длительный (4 часа) период свободного полёта ступени[4][7].

Для поддержания работоспособности ступени в течение этого периода были произведены такие изменения:

  • ступень покрыта специальной белой краской для отражения солнечного света с целью снижения уровня испарения криогенного топлива в баках,
  • установлена новая система захолаживания двигателя перед запуском, на треть снижающая расход жидкого кислорода во время этого процесса,
  • используется постоянное вращение ступени в течение свободного полёта, чтобы солнце не светило постоянно на одну сторону ступени, это позволяет поддерживать единую температуру для всего топлива,
  • для осаждения топлива в нижнюю часть баков (перед запуском двигателя и с целью снижения его испарения в фазе свободного полёта) до этого использовались гидразиновые двигатели, но запаса топлива не хватило бы на многочасовую миссию, поэтому для этого используются газы испаряющихся компонентов топлива,
  • установлены увеличенная литий-ионная батарея для длительного поддержания энергообеспечения ступени и высокопроизводительная антенна для обеспечения надёжного поступления необходимых данных состояния ступени, даже при достижении высоты геостационарной орбиты[8].

Для повышения точности выведения полезной нагрузки на орбиту, двигатель второй ступени получил способность к дросселированию до 60 % от максимальной тяги[8].

Кроме того, значительно снижена перегрузка, оказываемая на полезную нагрузку, за счёт новой, не пиротехнической системы отстыковки космического аппарата[7].

Впервые обновленная вторая ступень использована во время 29-го запуска, 24 ноября 2015 года.

Головной обтекатель

Стандартный, наиболее часто используемый обтекатель (4S, англ. short — «короткий») имеет диаметр 4 м, длину 12 м и вес 1400 кг. Также может быть использован пятиметровый короткий обтекатель (5S) и удлинённый вариант четырёхметрового обтекателя (4/4D-LC) для одновременного запуска двух крупных спутников[2][4].

Варианты ракеты-носителя «H-IIA»

Версия запускаемой ракеты-носителя обозначается в трёх или четырёх цифрах.

  • Первая цифра обозначает количество ступеней ракеты-носителя и всегда равна 2.
  • Вторая цифра обозначает количество жидко-топливных ускорителей (LRB, liquid rocket booster) и может быть 0, 1 и 2. На практике всегда 0, поскольку такие ускорители не используются.
  • Третья цифра обозначает количество твердотопливных ускорителей SRB-A[ja] (SRB, solid rocket booster) и может быть 2 или 4.
  • Четвёртая цифра (используется при необходимости) обозначает количество твердотопливных ускорителей Castor-4AXL[en] (SSB, solid strap-on booster) и может быть 2 или 4.

В эксплуатации находятся только версии 202 и 204. Версии 2022 и 2024 сняты с эксплуатации, в последний раз были запущены в 2007 и 2008 году соответственно.

Таблица характеристик версий ракеты-носителя[3][9]

Версии Действующие Сняты с эксплуатации[10] Отменены
H2A202H2A204H2A2022H2A2024H2A212H2A222
Масса (т) 289 443 321 351 403 520
ПН на ГПО-1830 (т) 4 5,95 4,5 5 7,5 9,5
ПН на ГПО-1500 (т) 2,97 4,82 - - - -
ПН на НОО (т) 10 15 - - - -
Ускорители SRB-A 2 4 2 2 2 2
SSB - - 2 4 - -
LRB - - - - 1 2

Данные полезной нагрузки на 31 октября 2015 года, с учётом стандартного обтекателя (4S) и улучшенной второй ступени.

Развитие ракеты-носителя

Результатом усилий JAXA по дальнейшему развитию своих ракет-носителей (в частности по увеличению диаметра бака для криогенного топлива в целях увеличения массы выводимой полезной нагрузки) стало создание ракеты-носителя «H-IIB», первый запуск которой был произведён 10 сентября 2009 года. С его помощью на околоземную орбиту к Международной космический станции был доставлен первый японский транспортный корабль «HTV».

В дальнейшем, после 2020 года, планируется заменить «H-IIA» ракетой-носителем «H3».

Запуски

Полёт Дата (UTC) Версия Полезная нагрузка
(имя)
Орбита Итог
TF1 29 августа 2001, 07:00 202 VEP 2
LRE
ГПО Успех
TF2 4 февраля 2002, 02:45 2024 VEP 3
MDS-1 (Цубаса)
DASH
ГПО Успех
F3 10 сентября 2002, 08:20 2024 USERS
DRTS (Кодама)
ГПО Успех
F4 14 декабря 2002, 01:31 202 ADEOS 2 (Мидори 2)
WEOS (Канта-кун)
FedSat 1
MicroLabSat 1
ССО Успех
F5 28 марта 2003, 01:27 2024 IGS-Optical 1
IGS-Radar 1
НОО Успех
F6 29 ноября 2003, 04:33 2024 IGS-Optical 2
IGS-Radar 2
НОО Неудача[6]
F7 26 февраля 2005, 09:25 2022 MTSAT-1R (Химавари 6) ГПО Успех
F8 24 января 2006, 01:33 2022 DAICHI (Дайти) (ALOS) ССО Успех
F9 18 февраля 2006, 06:27 2024 MTSAT-2 (Химавари 7) ГПО Успех
F10 11 сентября 2006, 04:35 202 IGS-Optical 2 НОО Успех
F11 18 декабря 2006, 06:32 204 ETS-VIII (Кику-8) ГПО Успех
F12 24 февраля 2007, 04:41 2024 IGS-Radar 2
IGS-Optical 3V
НОО Успех
F13 14 сентября 2007, 01:31 2022 SELENE (Кагуя) к Луне Успех
F14 23 февраля 2008, 08:55 2024 WINDS (Кизуна) ГПО Успех
F15 23 января 2009, 12:54 202 GOSAT (Ибуки)
SDS-1
STARS (Kūkai)
KKS-1 (Кисэки)
PRISM (Хитоми)
Sohla-1 (Майдо 1)
SORUNSAT-1 (Кагаяки)
SPRITE-SAT (Райдзин)
ССО Успех[11]
F16 28 ноября 2009, 01:21 202 IGS Optical 3
НОО Успех[12]
F17 20 мая 2010, 21:58 202 PLANET-C (Акацуки)
IKAROS
UNITEC-1
WASEDA-SAT2 (J-POD)
KSAT (J-POD)
Negai (J-POD)
к Венере Успех[13]
F18 11 сентября 2010, 11:17 202 Quasi-Zenith Satellite 1 (Митибики) ГПО -> QZO Успех
F19 23 сентября 2011, 04:36 202 IGS-Optical 4 НОО Успех
F20 12 декабря 2011, 01:21 202 IGS-Radar 3 НОО Успех
F21 17 мая 2012, 16:39 202 GCOM-W1 (Shizuku)
KOMPSAT-3 (Arirang 3)
SDS-4
HORYU-2
ССО Успех[14]
F22 27 января 2013, 04:40 202 IGS-Radar 4
IGS-Optical 5V
НОО Успех
F23 27 февраля 2014, 18:37 202 GPM-Core[en]
Ginrei[en] (ShindaiSat)
STARS-II[en] (GENNAI)
TeikyoSat-3[en]
KSAT-2[en] (Hayato 2)
OPUSAT[en]
INVADER[en] (ARTSAT 1)
ITF-1[en] (Yui)
ССО Успех[15]
F24 24 мая 2014, 03:05 202 DAICHI-2[en] (ALOS-2)
RISING-2[en]
UNIFORM-1[en]
SOCRATES[en]
SPROUT
ССО Успех[16]
F25 7 октября 2014, 05:16 202 Himawari 8 (Химавари-8) ГПО Успех[17][18]
F26 3 декабря 2014, 4:22 202 Hayabusa2 (Хаябуса-2)
Sinen 2
Despatch (Artsat 2)
Procyon
ГЦО Успех[19]
F27 1 февраля 2015, 01:21 202 IGS-Radar Spare НОО Успех[20]
F28 26 марта 2015, 01:21 202 IGS-Optical 5 НОО Успех[21]
F29 24 ноября 2015, 06:15 204 Telstar 12 VANTAGE ГПО Успех[22][23]
F30 17 февраля 2016, 08:45 202 Hitomi (Хитоми) (Astro-H)
Kinshachi 2 (ChubuSat 2)
Kinshachi 3 (ChubuSat 3)
AEGIS (Horyu 4)
НОО Успех
F31 2 ноября 2016, 06:20 202 Himawari 9 (Химавари-9) ГПО Успех[24][25][26]
F32 24 января 2017, 07:44 204 Kirameki-2 (Кирамэки-2) (DSN-2) ГПО Успех[27][28]
F33 17 марта 2017, 01:20 202 IGS-Radar 5 НОО Успех[29]
F34 1 июня 2017, 0:17 202 Michibiki-2 (Митибики-2) (QZS-2) ГПО -> QZO Успех[30]
F35 19 августа 2017, 05:29 204 Michibiki-3 (Митибики-3) (QZS-3) ГПО -> ГСО Успех[31]
F36 9 октября 2017, 22:01 202 Michibiki-4 (Митибики-4) (QZS-4) ГПО -> QZO Успех[32]
F37 23 декабря 2017, 01:26 202 SHIKISAI (Сикисай) (GCOM-C)
TSUBAME (Цубамэ) (SLATS)
ССО
НОО
Успех[33]
F38 27 февраля 2018, 04:34 202 IGS-Optical 6 НОО Успех[34]
F39 12 июня 2018, 04:20 202 IGS-Radar 6 НОО Успех[35]
F40 29 октября 2018, 03:20 202 IBUKI-2 (Ибуки-2) (GOSAT-2)
KhalifaSat[en]
/ Diwata-2b[en]
Ten-Koh[en]
Aoi (Stars-AO) (1U)
AUTcube-2 (1U)
??? PROITERES-2[en][источник не указан 107 дней][36]
ССО Успех
Планируемые запуски
июль 2020 202 Emirates Mars Mission[en] (Hope, Al-Amal) к Марсу
2020 202 ALOS 3 ССО
2020[37] Inmarsat-6 F1 ГПО

Примечания

  1. Japanese launch fails (англ.). Spaceflight Now (29 November 2013).
  2. 1 2 3 4 5 6 7 H-IIA Launch Vehicle на сайте JAXA (англ.). JAXA.
  3. 1 2 3 H-IIA Launch Vehicle (брошюра) (англ.). JAXA (31 October 2015).
  4. 1 2 3 H-IIA 202 Launch Vehicle (англ.). Spaceflight101.
  5. 1 2 3 SRB-A (яп.). JAXA.
  6. 1 2 Launch Result of IGS #2/H-IIA F6. JAXA (November 29, 2003). Проверено 19 июня 2013.
  7. 1 2 H-ⅡA Upgrade (брошюра) (англ.). JAXA (31 October 2015).
  8. 1 2 H-IIA UPGRADE на сайте JAXA (англ.). JAXA.
  9. H-2A (англ.). Gunter's Space Page.
  10. 三菱重工、「H2A」2機種に半減・民営化でコスト減. NIKKEI NET
  11. Launch Result of the IBUKI (GOSAT) by H-IIA Launch Vehicle No. 15. MHI and JAXA (January 23, 2009). Архивировано 21 января 2012 года.
  12. H-IIA F16. Sorae. Архивировано 21 января 2012 года.
  13. Launch Result of the Venus Climate Orbiter "AKATSUKI" (PLANET-C) aboard H-IIA Launch Vehicle No.17. JAXA (May 21, 2010). Архивировано 21 января 2012 года.
  14. Launch Overview – H-IIA Launch Services Flight No.21. Mitsubishi Heavy Industries. Проверено 15 апреля 2012.
  15. Japanese H-IIA rocket successfully lofts GPM Core (англ.). Проверено 28 февраля 2014.
  16. Japanese HII-A successfully launches ALOS-2 mission (англ.). nasaspaceflight.com. Проверено 23 мая 2014.
  17. Japan lofts Himawari 8 weather satellite via H-IIA rocket (англ.). nasaspaceflight.com. Проверено 6 октября 2014. Архивировано 7 октября 2014 года.
  18. Mitsubishi Electric готовит к запуску спутник Himawari-8 с космического центра Танэгасима. Mitsubishi Electric. Проверено 2 сентября 2014. Архивировано 8 октября 2014 года.
  19. Hayabusa 2 Mission Updates (англ.). spaceflight101.com. Проверено 3 декабря 2014. Архивировано 3 декабря 2014 года.
  20. H-IIA - IGS Radar Spare - Launch Updates (англ.). spaceflight101.com. Проверено 1 февраля 2015. Архивировано 1 февраля 2015 года.
  21. H-IIA - IGS Optical 5 - Launch Updates (англ.). spaceflight101.com. Проверено 26 марта 2015. Архивировано 26 марта 2015 года.
  22. Japanese H-IIA successfully lofts Telstar 12V (англ.). nasaspaceflight.com.
  23. Видео: Launch of Telstar 12 VANTAGE/H-IIA F29.
  24. Launch success of the H-IIA Launch Vehicle No. 31 (H-IIA F31) with the geostationary meteorological satellite "Himawari-9" on board (англ.). JAXA (2 ноября 2016). Архивировано 2 ноября 2016 года.
  25. Видео: The live broadcast of the Himawari-9/H-IIA F31 launch.
  26. Япония успешно запустила ракету H-IIA с метеорологическим спутником "Химавари-9", ТАСС. Проверено 2 ноября 2016.
  27. Launch Results of the H-IIA Launch Vehicle No. 32 with X-band defense communication satellite-2 on Board (англ.). JAXA (24 January 2017).
  28. Japan puts its first military communications satellite into orbit (англ.). Spaceflight Now (24 January 2017).
  29. H-2A rocket launches with Japanese radar reconnaissance craft (англ.). Spaceflight Now (17 March 2017).
  30. Successful H-IIA Launch delivers second Member of Japan’s GPS Augmentation Constellation (англ.). Spaceflight101 (1 June 2017).
  31. H-IIA Rocket Deploys Japan’s Third Quasi-Zenith Navigation Augmentation Satellite (англ.). Spaceflight101 (19 August 2017).
  32. Japan’s H-2A conducts QZSS-4 launch (англ.). NASA Spaceflight (9 October 2017).
  33. Japanese H-IIA Rocket Fires Into Orbit with Climate Change Satellite & Super-Low Altitude Testbed (англ.). Spaceflight101 (23 December 2017).
  34. Japan’s H-IIA Rocket Sends IGS Optical 6 Reconnaissance Satellite into Orbit (англ.). Spaceflight101 (27 February 2018).
  35. Japan’s H-IIA rocket launches IGS Radar 6 (англ.). NASASpaceflight (12 June 2018).
  36. PROITERES 2 (англ.). skyrocket.de.
  37. MHI Receives Second Commercial H-IIA Launch Contract for 6th Generation Inmarsat Satellite (англ.). Spaceflight101 (13 September 2017).

Ссылки

Данная страница на сайте WikiSort.ru содержит текст со страницы сайта "Википедия".

Если Вы хотите её отредактировать, то можете сделать это на странице редактирования в Википедии.

Если сделанные Вами правки не будут кем-нибудь удалены, то через несколько дней они появятся на сайте WikiSort.ru .




Текст в блоке "Читать" взят с сайта "Википедия" и доступен по лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike; в отдельных случаях могут действовать дополнительные условия.

Другой контент может иметь иную лицензию. Перед использованием материалов сайта WikiSort.ru внимательно изучите правила лицензирования конкретных элементов наполнения сайта.

2019-2024
WikiSort.ru - проект по пересортировке и дополнению контента Википедии