ТОКИО — Запуск новой японской ракеты H3 «рабочая лошадка» снова отложен, поскольку инженеры продолжают бороться с проблемами двигателя, впервые обнаруженными в 2020 году во время квалификационных испытаний.
Проведя большую часть 2020 года и весь 2021 год в борьбе с новым главным двигателем LE-3 одноразового H9, официальные лица Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA) заявили журналистам на прошлой неделе, что H3 не будет готов к запуску к концу марта, поскольку раньше надеялся.
Новая дата первого полета H3 не установлена, но официальные лица JAXA заявили, что это произойдет не раньше апреля и, надеюсь, не позднее марта 2023 года.
«Мы обсудим пересмотренный график запуска как можно скорее», — сказал Масаси Окада, менеджер проекта JAXA H3, во время пресс-конференции 21 января.
JAXA и Mitsubishi Heavy Industries (MHI) создают ракету H3 как более гибкую преемницу японской ракеты-носителя средней грузоподъемности H-2A. Подобно рабочей лошадке семейства ракет H-2, которые Япония использует для запуска спутников с 1990-х годов, двухступенчатое ядро H3 приводится в действие двигателями производства MHI, которые используют жидкий кислород и жидкий водород.
Но вместо того, чтобы использовать один двигатель первой ступени LE-7A и, по крайней мере, одну пару боковых твердотопливных ускорителей (SRB), как у H-20A 2-летней давности, H3 может летать с нулем, двумя или четырьмя накладные ускорители и два или три двигателя первой ступени ЛЭ-9, чтобы нести более широкий диапазон полезных нагрузок на более широкий диапазон орбит.
LE-3 ракеты H9 не только более мощный двигатель, чем LE-2 H-7A. В нем также используется новая конструкция, называемая расширительным циклом прокачки, которую Mitsubishi первой представила в своем двигателе верхней ступени LE-5A.
H3 станет первой ракетой, в которой для первой ступени будет использоваться двигатель с детандерным циклом прокачки, конструктивный выбор, призванный обеспечить более высокую тягу двигателя за счет эффективности.
Плохие вибрации
Япония санкционировала разработку ракеты H3 в 2013 году и одно время надеялась провести первый из двух испытательных пусков в 2020 году.
Но эти надежды рухнули к маю 2020 года, когда во время квалификационных испытаний H9 выявились проблемы с двигателем LE-3.
Инженеры обнаружили в турбонасосном узле ЛЭ-9 треснутые лопатки турбины, а в стенке камеры сгорания двигателя прогорела дыра.
По словам Окада, JAXA и MHI приступили к работе по модернизации топливного турбонасоса двигателя и решили применить те же изменения к кислородному турбонасосу двигателя, чтобы быть в безопасности.
В сентябре 2020 года JAXA объявило, что первый испытательный полет H3 переносится на не ранее весны 2021 г..
JAXA и MHI сосредоточили свое внимание на проблеме камеры сгорания, когда началось строительство нового турбонасосного оборудования.
Окада сказал, что серия из девяти испытаний на сжигание убедила JAXA в том, что она может придерживаться текущей конструкции камеры сгорания LE-9 для первого испытательного полета H3 с японским усовершенствованным спутником наблюдения за землей-3 (ALOS-3) - пожертвовав некоторыми характеристиками. Окада сказал, что для второго испытательного полета H3 с ALOS-4 JAXA и MHI перейдут на камеру сгорания, напечатанную на 3D-принтере, которая, по их мнению, навсегда решит проблему.
«Нам удалось найти обходной путь для проблемы с камерой сгорания», — сказал Окада на брифинге для прессы 21 января, подводя итоги последних двух лет проблем LE-9 и способов их устранения. «Что касается проблемы с турбонасосом, хотя некоторый прогресс был достигнут, необходимы дальнейшие действия для обеспечения надежного запуска».
В январе 2021, MHI поставила базовую ступень H3 Flight Test-1 в космический центр Танэгасима. В марте прошлого года JAXA выкатила H3 на стартовую площадку для генеральной репетиции — тренировочного обратного отсчета, когда ракета загружена топливом, но двигатели не зажжены.
Репетиция, в которой участвовали испытательные версии двигателей первой ступени, прошла успешно. Повреждений турбонасоса не было, но JAXA сообщило, что инженеры заметили некоторые потенциально проблемные вибрации.
К июню 2021 года проблема с вибрацией улучшилась, но была обнаружена новая проблема, описанная как флаттер турбины.
Работы продолжались до осени: инженеры устанавливали амортизаторы и вносили коррективы для устранения источников вибрации.
JAXA до сих пор не знает, готовы ли к эксплуатации модернизированные турбонасосы. Испытания интегрированной ракеты в неволе пока приостановлены, дата пока не установлена.
Президент JAXA Хироси Ямакава заявил 21 января, что, хотя команда H3 недовольна тем, что отложила запуск во второй раз за столько лет, «было сочтено необходимым принять соответствующие меры… до завершения проектирования».
Штатный писатель SpaceNews Брайан Бергер внес свой вклад в эту историю из Вашингтона.
