Садись, «двойка»: последний полет японской ракеты Н-IIA
Пять дней назад Япония закрыла очередную главу в истории своей космонавтики: в этот день с площадки LP-1 пускового центра Йосинобу в Танегасиме стартовала последняя ракета H-IIA. Предлагаем вспомнить, чем знамениты носители этого семейства.
Путь к своей ракете
В 1986 году власти Страны восходящего солнца, переживавшей экономический подъем, одобрили создание семейства ракет-носителей H-II. Для государства с достаточно витиеватой историей проникновения в космос это решение может показаться неожиданным. Хотя для запуска научных спутников Япония и разработала несколько твердотопливных носителей легкого класса, таких как Lambda и Mu, она долго не могла самостоятельно создать мощную ракету на жидком топливе.
Прикладные спутники Национальное агентство космических разработок NASDA (National Space Development Agency) выводило на орбиту с помощью производимых по лицензии американских ракет Thor-Delta. Созданные на их базе средства выведения, известные как «японские Дельта», включали семейства N-I, N-II и H-I. Литеры здесь означали N от Nippon (Япония) и H от Hydrogen (водород). Каждая новая модификация содержала все больше элементов японских технологий.
«Будем летать на водороде»
Н-II стала первым чисто японским проектом, призванным быть основой для дальнейшего развития национальной космонавтики. По сравнению с H-I ракеты семейства H-II были совершенно другими. Если H-I использовала первую ступень Thor-Delta на кислородно-керосиновом топливе, и вторую ступень, с двигателем LE-5 японского производства, работающим на топливе «кислород-водород», то в проекте H-II был сделан шаг вперед, и обе ступени должны были работать на самом эффективном и модном в тот момент кислородно-водородном топливе. Навесные твердотопливные ускорители позволяли не думать о разработке очень мощного жидкостного двигателя для старта.
Эта конструкция следовала парадигме времени, заданной американским космическим челноком. Считалось, что главными героями будущей борьбы за космические рынки станут эффективные и сложные водородные ракеты, которые оставят позади устаревшие «керосинки», подобные советскому «семёрочному» семейству, которое казались менее эффективным. В США помимо системы Space Shuttle по аналогичной концепции разрабатывались проекты одноразовых ракет-носителей Delta IV, в то время как Европа реализовала подобную схему в Ariane 5. Путешественник во времени, перелетевший из второй половины 1980-х в начало 2010-х, был бы немало удивлен, увидев, как за три десятилетия парадигма космических средств выведения повернулась с ног на голову…
«Тяжело идет…»
Разработчики H-II решили использовать на ракете вторую ступень от H-I, но увеличенного диаметра и с усовершенствованным двигателем LE-5A. На первую ступень они поставили новый кислородно-водородный LE-7, который был значительно мощнее LE-5. Его разработка сопровождалась множеством трудностей, что стало одной из причин задержки проекта. На стендах LE-7 тёк как сито криогенными компонентами, внезапно останавливался или взрывался. Череда аварий при испытаниях даже сопровождалась человеческими жертвами.
Сходство H-II с шаттлом не исчерпывалось использованием криогенных компонентов: баки ступеней фирма Mitsubishi Heavy Industries (при поддержке американской компании Sciaky Corporatio) тоже делала из алюминия и покрывала теплоизолирующим пенополиуретаном.
H-II имела высоту 53 метра, стартовую массу 289 или 443 тонны в зависимости от числа ускорителей. Ракета могла бы доставить около 10 тонн груза на низкую околоземную орбиту. В те времена это считалось значительным достижением — предыдущий вариант H-I мог вывести лишь 3,2 тонны. К слову — керосиновый «Союз» со стартовой массой 310 тонн выводил тогда на низкую орбиту чуть больше семи тонн. Обе японские ракеты оптимизировались для запуска полезных нагрузок на высокоэнергетические (включая геопереходные) орбиты.
«Слишком дорого, надо дешевле»
NASDA предусмотрело несколько вариантов H-II, самый мощный из которых мог даже запускать крылатый космоплан HOPE к станции Freedom и, после того как проект последней был отменен, к МКС.
Носитель H-II впервые взлетел в феврале 1994 года. За пять лет он выполнил семь миссий с неоднозначными результатами. Во втором полете из-за отказа апогейного двигателя ступени спутник не вышел на геостационарную орбиту, а два последних запуска закончились неудачами — шестой частичной, а седьмой полной. Эти провалы совпали с экономическим спадом в Японии. В середине 1990-х годов было решено снизить затраты на миссию вдвое путем внедрения более мощного и упрощенного вариант ракеты — H-IIA.
Первую ступень нового носителя оснастили двигателем LE-7A, вторую — LE-5B. Оба были проще исходных по конструкции и состояли из вдвое меньшего числа деталей. Большие твердотопливные ускорители заменили на меньшие по размерам двигатели, произведенные американской компанией Thiokol (сейчас Northrop Grumman) — создателем ускорителей SRB для шаттла. Вместо двух японских ускорителей можно будет использовать два или четыре американских в зависимости от требуемой грузоподъемности (версии H-2A 202 и 204 соответственно).
«Растем вширь»
Первая H-IIA успешно стартовала 29 августа 2001 года. Пять миссий прошли хорошо, шестая в ноябре 2003 года закончилась аварией, хотя, к счастью, это была единственная неудача для этой ракеты за все 50 пусков.
В 2009 году был запущен тяжелый вариант H-IIB, с первой ступенью увеличенного диаметра и двумя двигателями LE-7A. Он был оптимизирован для полетов на низкую орбиту, куда мог доставлять 16,5 тонны.
H-IIB стал самым мощным японским средством выведения и использовался только для запуска грузовых кораблей HTV Kounotori к МКС (девять полетов), в то время как H-IIA продолжала выводить японские военные и гражданские спутники, за редкими исключениями, такими как эмиратский зонд «Аль-Амаль» («Надежда»), запущенный на Марс.
«Оптимизируем затраты»
Некоторые амбициозные проекты, такие как H-2A 212 с параллельно стоящими первыми ступенями в асимметричной конфигурации, так и не были реализованы. H-II уступил место ракете H3, также работающей на водородном топливе. Она, как и Ariane 6 по сравнению с Ariane 5, представляет собой выдающееся достижение, но, с точки зрения экспертов, устарела по современным стандартам, установленным SpaceX.
В последнем запуске семейства H-II (F50) японское агентство аэрокосмических исследований JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency) вывело на орбиту спутник Ibuki-GW (GOSAT-GW) для измерения парниковых газов, используя носитель в конфигурации H2A 202 с двумя ускорителями. Миссия, завершившая 31-летний период эксплуатации «двойки», стала вторым японским орбитальным запуском 2025 года после февральского полета H3, той самой ракеты, что заменила H-II.
