H3ロケット - 通信用語の基礎知識

JAXAが開発中の、衛星打ち上げ用の国産二段式液体燃料ロケット。

概要

仕様

主要諸元
最大打ち上げ能力

構成
機体形態

特徴

名称
計画
エンジン
固体燃料
クラスター
有人
通常の衛星打ち上げ

実績と計画

今後の予定

概要

仕様

主要諸元

全長: 約63m
全備重量: 574トン (H3-24L)

最大打ち上げ能力

SSO(高度500km): 4トン以上
静止トランスファ軌道(GTO): 約6.5トン以上(ΔV=1500m/s(1296m/cBeat))
低高度軌道(LEO): ‐
太陽同期軌道: ‐
地球重力脱出: ‐

構成

二段式液体燃料ロケットで、H-IIAロケットの後継ロケットである。

第一段ロケット	LE-9 (2基または3基)
固体ロケットブースター	SRB-3 (0本、2本、4本)
第二段ロケット	LE-5B-3

補助ロケットと液体/固体ロケットブースターは、標準型/増強型などのタイプにより組み合わせが異なる。

機体形態

以下の要素を変更できる。

第一段ロケット(LE-9) ‐ 2基または3基
固体ロケットブースター(SRB-3) ‐ 0本、2本、4本
フェアリング ‐ ショート(S)、ロング(L)

「H3-abc」という型番となり、aは第一段のエンジン基数、bは固体ロケットブースターの本数、cはフェアリングの種類をそれぞれ表わす数字や記号となる。

H3-22Sの場合の例

2 ‐ LE-9エンジン 2式 (2式または3式)
2 ‐ 固体ロケットブースター(SRB-3) 2本 (0本、2本、4本のいずれか)
S ‐ フェアリング S=ショートまたは L=ロング

H3は次のような構成が検討されている。

H3-30S ‐ LE-9×3基、SRB-3×0本、フェアリングS(ショート)
H3-22S ‐ LE-9×2基、SRB-3×2本、フェアリングS(ショート)
H3-32L ‐ LE-9×3基、SRB-3×2本、フェアリングL(ロング)
H3-24L ‐ LE-9×2基、SRB-3×4本、フェアリングL(ロング)

特徴

名称

H-IIAのIIはローマ数字が正式だったが、H3の3はアラビア数字が正式になっている。

また、Hと3の間にはハイフンが入らないのが正式である。

計画

H-IIAロケットの後継として開発されている。

政府は2013(平成25)年5月30日、来年度予算に開発費を盛り込み開発着手する旨、正式決定した。開発費は総額約1900億円とし、2020(令和2)年度の初打ち上げを目指している。コストが1機あたり100億円程度のH-IIAより低減することを目標にするとした。

2017(平成29)年現在、次が開発の目標となっている。

柔軟性(High flexibility)
- 多様な機体形態を用意し、用途に合った能力と価格のロケットを提供する
- 受注から打ち上げまでの期間短縮によるサービスの迅速化 (ロケット組み立て工程、射場整備期間をH-IIAロケットの半分以下に短縮)
- 上に伴う、年間の打ち上げ可能機数の増加
高信頼性(High reliabirity)
- H-IIAロケットの高い打ち上げ成功率、オンタイム打ち上げ率(予定通りの日時での打ち上げ)を継承、「確実に打ち上がるロケット」とする
低価格(High cost performance)
- 宇宙専用部品だけでなく、乗用車用など民生品を活用し、一般工業製品のようなライン生産に近づけることで、価格の低減を実現
- 固定ロケットブースターを使用しない最軽量(低軌道(LEO)打ち上げ用)で、打ち上げ費用約50億円を目標
新しい技術への挑戦
- 新しい大型液体燃料ロケットエンジン「LE-9」を開発
- これまで培った運用経験を活かし、ロケット全体の刷新をする

3Dプリンターの技術を用い、部品点数の削減を達成している。

エンジン

H3ロケットのエンジンは、第一段、第二段ともに、H-IIAロケットの第二段であるLE-5Bがベースとなっている。

第一段は、「LE-5B」→「LE-X」(開発コードネーム)→「LE-9」として開発が進められた。

第二段は、「LE-5B」→「LE-5B-2」→「LE-5B-3」として、従来からの順当な進化を遂げた改良型LE-5Bエンジンとなる。

固体燃料

H3ロケットではIHIエアロスペースが開発した固体ロケットブースターSRB-3が採用されている。

H-IIAロケットの場合、液体燃料ロケットだけでは推力が不足するので、固体燃料ロケットの併用が必須だった。そこで米国サイアコール社のSSBと、IHIエアロスペースが開発したSRB-Aシリーズ(最新型はSRB-A3)が使用されていた。

しかし固体燃料ロケットは、安全性への懸念がある。スペースシャトルチャレンジャー爆発の主因でもあり、将来的にH3ロケットを有人で打ち上げる際には固体燃料ロケットを使用しない方針を固めているとされる。

クラスター

元となるLE-5Bそのものの推力は、H-IIAロケットの第一段エンジンLE-7Aの一割程度しかない。

従って、これをそのまま3基束ねても全く足りない。そこで計画として、これを大型化し推力を3倍程度に高めれば、3基クラスターで同等の推力を実現できるのではないかとされた。加えてSRB-Aを使わないのであれば、その分の推力も第一段で賄わなければならない。

こうして、メインエンジンであるLE-9開発のために、まず技術実証エンジン「LE-X」の開発が始まった。結果としては、LE-9は1基単体で、真空中推力がLE-7A相当が確保されているため、元の10倍以上に強化されたと言うことができる。

これを3本束とすれば、固体ロケットブースター(SRB-3)を使用せずとも太陽同期軌道(高度500km)に4トン以上を打ち上げ可能で、標準的な打ち上げ価格は約50億円と試算されている。

また、衛星の需要予測では、衛星質量は2.5トン～6.5トンと幅広く分布するが、それらはH3ロケットの打ち上げ能力範囲で対応可能となった。

有人

従来は、アメリカのスペースシャトルと、ロシアのソユーズがおもに宇宙(最近では特に国際宇宙ステーション)へ人を運んでいた。

しかしスペースシャトルが退役となり、後継が完成するまではソユーズのみが唯一の手段になるなど、需要に対して供給が不足しているのが現状である。

日本が有人ロケットを保有できれば、今後ソユーズのリプレースが発生したとしても、アメリカの後継機とH3ロケットでまかなうことも可能になるなど様々なメリットが生まれてくる。

通常の衛星打ち上げ

H3ロケットはH-IIAロケットの後継であり、衛星打ち上げの主力ロケットとして使われる計画である。

このため有人だけでなく静止軌道など通常の衛星打ち上げへの利用も従来どおり想定しており、最も安い規模で約50億円を目標としている。

実績と計画

今後の予定

H3ロケット試験機1号機 (H3 TF1) 2023(令和5)年3月7日10:37:55(@109) (失敗)
H3ロケット試験機2号機

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