H-ⅡAロケット29号→11月24日打ち上げ

 三菱重工業と宇宙航空研究開発機構(JAXA)は2015年9月18日、テレサット社の通信衛星「テルスター12ヴァンテージ」を搭載した「H-IIA」ロケット29号機を、2015年11月24日に打ち上げると発表した

この29号機では「高度化」と呼ばれる、打ち上げ能力を向上させるための改良が初めて本格的に適用される。また、海外から受注した商業打ち上げとしては2例目で、また静止衛星としては初となる

打ち上げ予定日は2015年11月24日で、時間帯は15時23分から17時7分(日本時間)の間に設定されている。また延期した際の予備期間として、11月25日から12月31日まで確保されている。打ち上げ予備期間中の打ち上げ時間帯は、打ち上げ日ごとに設定される

打ち上げる衛星は、衛星通信大手のテレサット社(カナダ)の新型通信衛星「テルスター12ヴァンテージ」で海外から受注した商業打ち上げとしては、韓国の「アリラン3号」(2012年打ち上げ)以来2例目で、また静止衛星は初めての事例となる

 テルスター12ヴァンテージは欧州のエアバス・ディフェンス&スペース社が製造を担当した52基のKuバンド・トランスポンダーを搭載し、西経約15度の静止軌道から、晩米や、大西洋地域、欧州m、中東、アフリカに対して、通信と放送サービスを提供する打ち上げ時の質量は4900kgで、設計寿命は15年が予定されている

●飛行計画

ロケットはまず、第1段エンジン「LE-7A」と固体ロケット・ブースター(SRB-A)に点火して離昇するそして1分56秒後にSRB-Aを分離する。今回使われるH-IIA 204形態はSRB-Aを4基装備しているため、2基ずつに分けて分離される

その後はLE-7Aだけで飛行を続け、打ち上げから6分40秒後に燃焼を終え、第2段と分離。続いて第2段エンジン「LE-5B-2」に点火される

LE-5B-2はまず、4分ほど燃焼して停止続いて10分ほど慣性飛行した後、2回目の燃焼を行う第2回燃焼は約4分間続き、それが終わると約4時間にわたって慣性飛行をする。そして打ち上げから4時間22分45秒後に第3回燃焼を1分弱ほど行い、停止その直後に衛星を分離する

分離時点での軌道は、近地点(軌道の中で最も地表に近い点)高度約3131km、遠地点(最も遠い点)高度約3万5586km、軌道傾斜角(赤道からの傾き)19.2度となる

離昇から衛星分離までは4時間26分56秒にもなり、H-IIAロケットはもちろん、日本のロケットにとっても過去最長のミッションになる

●高度化

今回の29号機では、「高度化」と呼ばれる、より使いやすいロケットを目指した改良策が、初めて本格的に採用される

たとえばこれまでのH-IIAでは通信や放送でよく使われる静止衛星の打ち上げ能力が、他国のロケットと比べて劣っていた

静止衛星が乗る軌道を静止軌道という静止軌道は赤道上空(緯度0度)の高度約3万5800kmのところにあり、地球の自転とほぼ同期しており、地球から衛星、また逆に衛星から地球を見ると、相手が静止しているかのように見えることからそう呼ばれている

しかし、多くのロケットは静止軌道に衛星を直接投入することはできず、その一歩手前の静止トランスファー軌道というところに投入する。静止トランスファー軌道は高度や赤道からの軌道の傾きが静止軌道からずれているため、その差を埋めて静止軌道に乗り移るために、衛星側がエンジンを噴射する必要がある

つまり、ロケットが投入する静止トランスファー軌道と、最終的にたどり着かなければならない静止軌道との「差」が小さければ小さいほど、衛星にとっては負担が軽く済むということになる。

ところが、H-IIAが打ち上げられる種子島宇宙センターは北緯約30度にあるため、この差が大きい、条件の悪い静止トランスファー軌道にしか衛星を投入できなかった一方、商業打ち上げでライヴァルにあたる欧州の「アリアン5」ロケットは、赤道直下の南米から打ち上げられるため、条件の良い静止トランスファー軌道に投入することができるそれ以外のロケットも、ロケットの性能を上げるなどして、少しでも衛星にとって優しい静止トランスファー軌道に入れられるような工夫をしている

つまり同じ衛星をH-IIAで打ち上げた場合、他のロケットで打ち上げた場合と比べ、衛星の寿命が短くなるなどの問題があり、また他国のロケットを基準にして造られた衛星が、H-IIAでは打ち上げられないという問題もあった

そこで高度化では、ロケットの第2段エンジンや機体に改良を施し、これまでより長い時間運用できるようにしたり、エンジンの燃焼開始と停止を3回繰り返しできるようにしたりすることで、これまで衛星が負担していた軌道を変えるのに必要なエネルギーの一部をロケット側で肩代わりできるようにした

これにより、打ち上げられる衛星の質量は小さくなってしまうが、他国のロケットで打ち上げた場合とほぼ同じ条件の軌道に衛星を送ることが可能になる

また、打ち上げ時の振動や分離時の衝撃を小さくして衛星への負担を低減したり、地上のレーダー局に頼らずに飛行できるようにして地上インフラ設備を少なくしたりといった改良も行われており、これまでより使いやすいH-IIAになることが目指されている

こうした高度化の技術は、これまでの打ち上げの中で実証試験が行われたり、また一部に関しては先行的に搭載されて使われたりしているが、高度化における改良点のほとんどすべてが使用されるのは今回の打ち上げが初めてとなる(ただし、一部使われないものもある)したがって、商業打ち上げではあるものの、実証試験も兼ねられている

●商業打ち上げ獲得へのはずみがつくか

今回の打ち上げが成功すれば、H-IIAと他国とのロケットの間にあった格差が埋まったことを実証でき、これまでの打ち上げ実績に加えて、大きな付加価値がつくことになり、商業打ち上げの受注にはずみがつくことが期待されている

三菱重工の防衛・宇宙ドメイン 技師長の二村幸基(にむら・こうき)さんは、今年8月28日に行われたロケットの機体公開時の会見において、次のように語る。

「我々としては、ロケットを年4~5機をコンスタントに打ち上げていきたい政府や省庁関連の打ち上げ機数や国内の市場では、それに満たない場合もあるそのため、世界に打って出て、民間の衛星オペレーターの打ち上げを獲得していくことで、ロケット事業の基盤を維持できるようにしたいと考えている

今回、29号機で世界的にもメジャーな事業者(テレサット社)の衛星を打ち上げることになったこれが成功すれば大きな実績をひとつ作ることができる。また衛星側の負担が少ないロケットになるという実績も得られるこうした点を大きなアピール・ポイントとして売込みをかけていきたいと思っている

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ここ最近の打ち上げでは天候によるもの以外、基本的に延期が起きていない。つまりロケット機体や、それを打ち上げるための設備の仕上がりはひじょうに良くなっているこのことは我々の強みであり、お客様にも広く評価されてきていると認識している

一方、世界で戦うためには価格がひとつのターゲットとなる。いろいろな要素があって決まることではあるが、我々としては1円でも安く提供できるように、飽くなきコストダウンを続けていきたい」

参考 sorae.jp 2015.09.18

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