Ракета H3¶

H3 — японская одноразовая ракета-носитель тяжёлого класса, разработанная Японским агентством аэрокосмических исследований (JAXA) и компанией Mitsubishi Heavy Industries. Предназначена для выведения полезных нагрузок на низкую опорную, геопереходную и геостационарную орбиты, а также для межпланетных миссий. Является преемницей ракет H-IIA и H-IIB, отличаясь от них более низкой стоимостью запуска (около 50 миллиардов иен, или приблизительно 330 миллионов долларов США по курсу 2023 года) и повышенной надёжностью за счёт унификации компонентов. Первый запуск состоялся в марте 2023 года, после неудачной попытки в феврале того же года.

¶История создания

Разработка H3 началась в 2013 году в рамках программы модернизации японской космической программы. Основной целью было создание ракеты, способной конкурировать с коммерческими носителями, такими как Falcon 9 компании SpaceX, и одновременно снизить зависимость от иностранных поставщиков комплектующих. Первоначально планировалось, что первый полёт состоится в 2020 году, но из-за проблем с двигателем LE-9 и задержек в сертификации компонентов запуск неоднократно переносился.

Ключевым этапом стало решение JAXA использовать в H3 только японские технологии, в отличие от H-IIA, где применялись американские двигатели RL10 на верхней ступени. Это повысило автономность, но потребовало длительной доводки нового двигателя. В 2021 году на испытательном стенде произошёл взрыв двигателя LE-9, что привело к дополнительным задержкам. Первый запуск, назначенный на 17 февраля 2023 года, был отменён за секунды до старта из-за сбоя в системе зажигания твердотопливных ускорителей. Успешный полёт состоялся 7 марта 2023 года, когда ракета вывела на орбиту спутник-демонстратор ALOS-3.

¶Конструкция

H3 представляет собой двухступенчатую ракету с возможностью установки до четырёх твердотопливных боковых ускорителей (SRB-3). Конструкция выполнена по схеме «тандем» с последовательным расположением ступеней.

¶Первая ступень

Первая ступень оснащена двумя двигателями LE-9, работающими на жидком водороде и жидком кислороде. LE-9 — это первый в мире двигатель, использующий схему с открытым циклом и расширительным соплом, что обеспечивает высокий удельный импульс (около 425 секунд в вакууме) и низкую стоимость производства. Двигатели способны работать в диапазоне тяги от 100 до 150 тонн-сил каждый, что позволяет регулировать мощность в зависимости от массы полезной нагрузки. Ступень имеет диаметр 5,2 метра и длину около 30 метров.

¶Вторая ступень

Верхняя ступень использует один двигатель LE-5B-3, работающий на той же топливной паре (жидкий водород + жидкий кислород). LE-5B-3 является модернизированной версией двигателя, применявшегося на H-IIA, и способен многократно перезапускаться в полёте. Это позволяет выполнять сложные манёвры по выведению нескольких спутников на разные орбиты. Диаметр второй ступени — 4 метра, длина — около 12 метров.

¶Обтекатель

Головной обтекатель изготавливается из композитных материалов и имеет диаметр 5,2 метра. Он может быть выполнен в двух вариантах: короткий (длина 11 метров) и длинный (16 метров), что позволяет размещать крупногабаритные спутники. Обтекатель сбрасывается после прохождения плотных слоёв атмосферы.

¶Боковые ускорители

В зависимости от требуемой грузоподъёмности, H3 может оснащаться двумя или четырьмя твердотопливными ускорителями SRB-3. Каждый ускоритель имеет длину 15 метров, диаметр 2,5 метра и развивает тягу около 200 тонн-сил. Ускорители отделяются через 110 секунд после старта.

¶Модификации

H3 выпускается в двух основных конфигурациях, отличающихся количеством боковых ускорителей и, соответственно, грузоподъёмностью:

H3-24S — базовая версия без ускорителей, предназначена для выведения малых спутников на низкие орбиты. Грузоподъёмность — до 4 тонн на низкую опорную орбиту (НОО).
H3-30S — версия с двумя ускорителями, способна выводить до 6,5 тонн на НОО.
H3-32S — версия с четырьмя ускорителями, максимальная грузоподъёмность — до 8 тонн на НОО и до 4 тонн на геопереходную орбиту (ГПО).

Также существует модификация H3-24S, предназначенная для выведения спутников на геостационарную орбиту (ГСО) с использованием дополнительного разгонного блока.

¶Запуски

Первый запуск H3 (конфигурация H3-22S с двумя ускорителями) состоялся 7 марта 2023 года с космодрома Танэгасима (префектура Кагосима). В качестве полезной нагрузки был выведен спутник дистанционного зондирования Земли ALOS-3 (Daichi-3). Запуск прошёл успешно, однако спутник не удалось вывести на расчётную орбиту из-за нештатной работы второй ступени — двигатель LE-5B-3 отключился раньше времени. В результате спутник был потерян, но сама ракета выполнила полёт, что позволило JAXA собрать данные для доработки.

Второй запуск состоялся 17 февраля 2024 года. На этот раз ракета успешно вывела на орбиту спутник-ретранслятор JDRS-1 (Laser Utilizing Communication System) и несколько малых спутников. Этот полёт подтвердил работоспособность системы после внесённых изменений в программное обеспечение второй ступени.

Третий запуск запланирован на 2025 год и предполагает выведение японского марсианского зонда MMX (Martian Moons Exploration) для исследования спутников Марса — Фобоса и Деймоса.

¶Критика и перспективы

H3 подвергалась критике за высокую стоимость разработки (около 200 миллиардов иен, или 1,3 миллиарда долларов) и задержки, которые привели к тому, что ракета устарела ещё до первого полёта. В отличие от многоразовых ракет, H3 является одноразовой, что снижает её конкурентоспособность на коммерческом рынке. Однако JAXA и Mitsubishi Heavy Industries планируют использовать H3 для государственных заказов, включая обеспечение японской спутниковой группировки и участие в международных программах, таких как лунная программа Artemis (NASA).

В перспективе рассматривается создание многоразовой версии H3, но конкретные сроки и бюджет пока не определены. Также ведутся работы по интеграции с японским космическим кораблём HTV-X для доставки грузов на Международную космическую станцию.

¶Источники

JAXA. «H3 Launch Vehicle». Официальный сайт JAXA, 2023.
Mitsubishi Heavy Industries. «H3 Rocket Technical Data». Техническая документация, 2022.
«Japan’s H3 rocket fails in first test launch». SpaceNews, 7 марта 2023.
«H3 rocket successfully launches JDRS-1 satellite». The Japan Times, 17 февраля 2024.
«H3: Japan’s next-generation rocket». BBC News, 2023.