H3 (lanzador)
| Lanzador espacial H3 | |
| |
| Datos generales | |
|---|---|
| País de origen | Japón |
| Constructor | Mitsubishi Heavy Industries |
| Primer vuelo | 2021 (previsión) |
| Periodo de desarrollo | Desde 2014 |
| Estado | En desarrollo |
| Altura | 63 metros |
| Diámetro | 5,27 metros |
| Peso al despegar | 574 toneladas |
| Piso (s) | 2 |
| Base (s) de lanzamiento | Tanageshima |
| Versión descrita | 24L |
| Transferencia geoestacionaria (GTO) | 6500 kilogramos |
| Motorización | |
| Ergols | Oxígeno e hidrógeno líquidos |
| Propulsores de refuerzo | 0, 2 o 4 |
| 1 st piso | 2 o 3 x LE-9 |
| 2 e piso | 1 x LE-5B-3 |
H3 es un lanzador desarrollado por la japonesa agencia espacial JAXA . El objetivo es reemplazar de 2021el principal lanzador japonés H-IIA de este cohete, que debe ser menos costoso y más flexible de usar. Japón no quiere depender de lanzadores extranjeros para el lanzamiento de sus satélites: las características del nuevo lanzador están destinadas a permitirle ser competitivo en el mercado de lanzamientos comerciales a diferencia de su predecesor y, por lo tanto, a través de una tasa de lanzamientos sostenidos, para Reducir las consecuencias financieras de esta autonomía.
La arquitectura del lanzador H3 se basa en la de su predecesor con un escenario dos veces más pesado y propulsado por dos o tres ejemplos del motor de cohete propulsor líquido LE-9 , que es más simple y más poderoso que su predecesor. Los propulsores de refuerzo son idénticos a la segunda etapa del lanzador ligero Epsilon . El nuevo lanzador es capaz de colocar 6,5 toneladas en órbita de transferencia geoestacionaria en su configuración más poderosa. Para mantener una mayor tasa de lanzamiento, se construyó una segunda plataforma de lanzamiento en Tanageshima . El desarrollo del H3 se decidió en2013 y el primer vuelo está programado en 2021.
Histórico
Contexto: preservar la autonomía de Japón a un costo menor
El cohete H-IIA , que es el principal lanzador espacial japonés y que inició su andadura en2001, se considera en 2013comme une réussite technique (à cette date, 23 vols ont été effectués dont un seul échec) mais il n'est pas parvenu à percer sur le marché des lancements commerciaux du fait de son coût et d'un certain manque d'adéquation aux besoins del mercado. Hasta el momento, solo se han firmado dos contratos de lanzamiento en nombre de operadores de telecomunicaciones. La muy baja tasa de fuego (en promedio dos disparos por año) conduce a un fuerte aumento de los costos de producción. El gobierno japonés, que desea preservar la independencia japonesa en el campo de los lanzamientos pero quiere reducir el impacto financiero, decideJunio del 2013desarrollar un nuevo lanzador que se adapte mejor a las necesidades de los clientes comerciales. Los objetivos asignados al nuevo cohete por la Agencia Japonesa de Exploración Aeroespacial (JAXA) son reducir a la mitad los costes de fabricación, reducir el nivel de vibraciones y facilitar su adaptación a las necesidades del cliente. Por lo tanto, el nuevo lanzador debe ser lo suficientemente competitivo para poder posicionarse en el mercado de lanzamientos de satélites comerciales a diferencia de su predecesor y así lograr una tasa de disparo (y por lo tanto de producción) que sea regular y significativamente mayor. El proyecto también tiene como objetivo mantener las habilidades de los ingenieros japoneses en el campo de los lanzadores y motores de cohetes. El lanzador H3 reemplazará al H-IIA a principios de la década de 2020.
Desarrollo del lanzador H3
Después de finalizar las especificaciones del nuevo lanzador en Enero 2014, la agencia espacial japonesa publica en Febrero 2014un llamado a licitación para su desarrollo. A finales de marzo del mismo año, seleccionó la propuesta de la empresa Mitsubishi Heavy Industries , el histórico fabricante de lanzadores japoneses. El desarrollo del cohete H3 comenzó en 2014. La agencia espacial japonesa también decidió renovar las instalaciones de lanzamiento realizadas hace 30 años para el debut del lanzador H-II . El presupuesto japonés en 2014 incluye una línea de 7 mil millones de yenes (50 millones de €) para lanzar el diseño. El coste total de desarrollo del nuevo lanzador se estima en 1.340 millones de euros. JAXA espera que el costo del nuevo lanzador se reduzca a alrededor de 50 millones de euros, en particular gracias a motores principales de diseño más simple, aviónica moderna y la reutilización de la segunda etapa del lanzador Epsilon.
Se construye una segunda plataforma de lanzamiento cerca de la plataforma de lanzamiento existente de la base de lanzamiento de Tanegashima para permitir que se mantenga la tasa de lanzamiento objetivo (10 vuelos / año). A finales de 2018, el operador de satélites Inmarsat seleccionó el lanzador H3 para el lanzamiento de uno de sus satélites de telecomunicaciones. El sistema de propulsión de la primera etapa se prueba desdeenero 2019 en un banco de pruebas.
Características técnicas
El lanzador H3, cuya primera etapa es alargada en comparación con la serie H-IIA, tiene 63 metros de altura y un diámetro de 5,2 metros. Al igual que las versiones anteriores, incluye dos etapas impulsadas por motores de cohetes de propulsante líquido que queman una mezcla de oxígeno líquido e hidrógeno líquido, así como propulsores de refuerzo de propulsor sólido. El lanzador es capaz de colocar una carga útil de 3 toneladas en órbita síncrona con el sol y 6,5 toneladas en órbita de transferencia geoestacionaria .
- La primera etapa L-200 tiene un diámetro de 5,20, una longitud de 36 metros y una masa de unas 230 toneladas. Está propulsado en su versión estándar (la más potente) por tres motores cohete propulsores líquidos tipo LE-9 que utilizan un ciclo expansor y queman una mezcla de oxígeno / hidrógeno líquido. Este motor tiene un impulso específico menor que el LE-7A que alimenta al H-2A, pero su construcción es más simple y el empuje de los tres motores combinados es cuatro veces mayor. En algunas configuraciones, el escenario tiene solo dos motores LE-9. El tiempo de funcionamiento de la propulsión es de 322 segundos.
- El lanzador utiliza 0, 2 o 4 propulsores con propulsor sólido para adaptar sus características a la carga útil en órbita. El propulsor de refuerzo SRB-3 se deriva de la segunda etapa del cohete Epsilon , otro lanzador japonés. Tiene 14,6 metros de largo con un diámetro de 2,5 metros y una masa de 78 toneladas (311 toneladas en total con 4 SRB). Su tiempo de funcionamiento es de 105 segundos.
- La segunda etapa del L-25 es idéntica a la instalada en versiones anteriores del lanzador. Tiene 11 metros de altura con un diámetro de 5,2 metros y tiene una masa de 29,5 toneladas, incluidas 25 toneladas de propulsores. Está propulsado por un solo motor LE-5B -2 con 137,5 kN de empuje en vacío, quemando una mezcla de oxígeno / hidrógeno líquido. Su tiempo de funcionamiento es de 800 segundos.
- Se encuentran disponibles dos tipos de carenado , ambos con un diámetro de 5,2 metros: un carenado de 10 metros de altura para las dos versiones menos potentes y otro de 16 metros de altura para las dos versiones más potentes.
| Versión | H3 | H-IIA | H-IIB |
|---|---|---|---|
| 1.a fecha de vuelo | 2020? | 2001 | 2009 |
| Propulsores de refuerzo | 0, 2 o 4 SRB (0 a 7219 kN de empuje máximo durante 105 segundos) |
2 o 4 SRB (4,119 a 8,239 kN de empuje máximo durante 98 segundos) |
4 SRB (empuje máximo de 7594 kN durante 116 segundos) |
| Primer piso | 2 o 3 x LE-9 (7594 kN de empuje) |
1 x LE-7A (819 kN de empuje) |
2 x LE-7A (1667 kN de empuje) |
| Segundo piso | 1 x LE-5B -2 | 1 x LE-5B | 1 x LE-5B-2 |
| Largo | 57–63 m | 53–57 m | 56 metros |
| Diámetro | 5,2 m | 4,0 m | 5,2 m |
| Misa en el lanzamiento | 293 - 608 toneladas | 285 - 347 toneladas | 531 toneladas |
| Empuje | 3685-9683 kN | hasta 4913 kN | 8372 kN |
| Carga útil | hasta 6,5 t GTO | 10-15 t LEO 4-6 t GTO |
19 t LEO 8 t GTO |
| Costo |
Las diferentes versiones del cohete H3
El lanzador H3 se proporciona en varias configuraciones que difieren en el número de propulsores a propulsor sólido (0, 2 o 4) y el número de motores de cohete LE-9 que alimentan la primera etapa (2 o 3). Las demás características de la primera y segunda etapa son comunes a todas las versiones. La versión estándar, la más potente, tiene tres motores en la primera etapa y cuatro propulsores de refuerzo . Hay dos versiones del tocado .
| Característica | H3-24L (versión estándar) |
H3-30S | H3-22S | H3-32L |
|---|---|---|---|---|
| Misa en el lanzamiento | 608,8 t. | 293,5 t. | 449,6 t. | 541,6 t. |
| Dimensiones | 63 m (altura) x ∅ 5,2 m. | 57 m (altura) x ∅ 5,2 m. | 57 m (altura) x ∅ 5,2 m. | 63 m (altura) x ∅ 5,2 m. |
| Carga útil | GTO: 6,5 t. | GTO: 2,1 t. SSO: 3 t. | GTO: 3,5 t. | GTO: 5 t. |
| Propulsores de refuerzo | 4 x SRB | nada | 2 x SRB | 2 x SRB |
| Propulsión de primera etapa | 2 x LE-9 | 3 x LE-9 | 2 x LE-9 | 3 x LE-9 |
| Gorra | 16 m (altura) x ∅ 5,2 m. | 10 m (altura) x ∅ 5,2 m. | 10 m (altura) x ∅ 5,2 m. | 16 m (altura) x ∅ 5,2 m. |
Comparación con lanzadores de la misma generación
El lanzador japonés H3 entra en producción aproximadamente en el mismo período de tiempo (principios de la década de 2020) que muchos otros lanzadores de la misma categoría cuyas principales características se resumen en la siguiente tabla.
| Carga útil | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Lanzacohetes | Primer vuelo | Masa | Altura | Empuje | Órbita baja | Órbita GTO | Otra caracteristica |
| H3 (24L) | 2021 | 609 toneladas | 63 metros | 9,683 kN | 6,5 toneladas | ||
| New Glenn | 2022 | 82,3 metros | 17.500 kN | 45 t | 13 t | Primera etapa reutilizable | |
| Vulcano (441) | 2021 | 566 toneladas | 57,2 metros | 10.500 kN | 27,5 toneladas | 13,3 toneladas | |
| Falcon Heavy (sin recuperación) | 2018 | 1.421 toneladas | 70 metros | 22 819 kN | 64 toneladas | 27 t | Primera etapa reutilizable |
| Sistema de lanzamiento espacial (Bloque I) | 2021 | 2.660 toneladas | 98 metros | 39 840 kN | 70 t | ||
| Ariane 6 (64) | 2022 | 860 toneladas | 63 metros | 10,775 kN | 21,6 toneladas | 11,5 toneladas | |
| OmegA (pesado) | 2021 (cancelado) | 60 m | 10,1 toneladas | Proyecto abandonado | |||
| Falcon 9 (bloque 5 sin recuperación) | 2018 | 549 toneladas | 70 metros | 7.607 kN | 22,8 toneladas | 8,3 toneladas | Primera etapa reutilizable |
| Caminata larga 5 | 2016 | 867 toneladas | 57 metros | 10,460 kN | 23 t | 13 t | |
Referencias
- (en) " Japón se mueve hacia adelante con el reemplazo de cohete H-2A " , en Spaceflight Ahora ,4 de marzo de 2014
- Puesto avanzado marciano - Los desafíos de establecer un asentamiento humano en Marte , p. 1
- (En) JAXA, " Selección de contratista principal para el desarrollo y servicios de lanzamiento del nuevo vehículo de lanzamiento nacional lagship " ,25 de marzo de 2014
- (en) " Japón para agregar al segundo cohete portador de plataforma de lanzamiento H3 " ,23 de marzo de 2018
- (in) Ben Sampson, " Primer lanzamiento comercial del cohete H3 de Japón para 2022 " en Pruebas aeroespaciales ,14 de diciembre de 2018
- (en) Doug Messier, "La cuarta prueba del motor de primera etapa H3 es exitosa " en parabolicarc.com ,26 de octubre de 2019
- (en) Caleb Henry, " MHI dice que el desarrollo del cohete H3 está en camino para 2020 " en spacenews.com ,26 de junio de 2017
- (en) " H3 Launch Vehicle " en globalsecurity.org (consultado el 30 de diciembre de 2019 )
- (en) Norbert Brugge, " H3 " (visitada 29 de diciembre 2019 )
- (en) Norbert Brugge, " H-IIA " (consultado el 29 de diciembre de 2019 )
- (en) Norbert Brugge, " H-IIB " (consultado el 29 de diciembre de 2019 )
- (en) Patric Blau, " Long March 5 Launch Vehicle " en Spaceflight101.com (consultado el 3 de noviembre de 2016 ) .
- (en) Norbert Brügge " SLS " en Spacerockets (consultado el 11 de mayo de 2019 )
- (en) Norbert Brügge " NGLS Vulcan " en Spacerockets (consultado el 11 de mayo de 2019 )
- (en) Norbert Brügge, " Falcon-9 Heavy " on Spacerockets (consultado el 11 de mayo de 2019 )
- (en) Norbert Brügge, " H-3 NGLV " on Spacerockets (consultado el 11 de mayo de 2019 )
- (en) Norbert Brügge, " Ariane NGL " en Spacerockets (consultado el 11 de mayo de 2019 )
- (en) Norbert Brügge " BO New Glenn " en Spacerockets (consultado el 11 de mayo de 2019 )
- Stefan Barensky, " Bezos y Musk: Carrera hacia el gigantismo " , Aerospatium ,4 de octubre de 2016
- (en) Ed Kyle, " Orbital ATK Launch Next Generation " en el Informe de lanzamiento espacial ,31 de marzo de 2018
Bibliografía
- (en) H. Sunakawa et al. , " Descripción general de la investigación y el desarrollo de LE-X " , JAXA ,2011, p. 1-7 ( leer en línea )
- (en) TOKIO NARA, TADAOKI ONGA, MAYUKI NIITSU, JUNYA TAKIDA, AKIHIRO SATO, NOBUKI NEGORO et al. , " Estado de desarrollo del vehículo de lanzamiento H3: competir y sobrevivir en el mercado comercial mundial " , Revisión técnica de industrias pesadas de itsubishi , vol. 54, n o 4,diciembre de 2017, p. 1-7 ( leer en línea )