Japonská raketa H3 urobila druhý pokus dostať sa na obežnú dráhu v sobotu, 11 mesiacov po tom, čo zlyhala počas svojho prvého letu. Raketa úspešne vyslala masový simulátor a dva malé satelity na rovnakú 669-kilometrovú synchrónnu obežnú dráhu, na ktorú sa zamerala v predchádzajúcej misii. Vzlet sa začal o 00:22 UTC (9:22 miestneho času) z odpaľovacej rampy 2 na štartovacom komplexe Yoshinobu Space Center Tanegashima.

Japonská agentúra pre výskum vesmíru (JAXA) a Mitsubishi Heavy Industries (MHI) vyvinuli H3 ako nástupcu predchádzajúcej generácie vozidiel H-IIA a H-IIB. H-IIA, ktorý prvýkrát vzlietol v roku 2001, bol chrbtovou kosťou japonského vesmírneho programu, no zostávajú mu už len dva štarty a očakáva sa, že do konca roka bude vyradený. Výkonnejší H-IIB uskutočnil svoj posledný let v roku 2020.

H3 uskutočnila svoj prvý let 7. marca 2023 s pokročilou družicou na pozorovanie Zeme 3 (ALOS-3). Misia sa nominálne začala počas prvej fázy letu a fázy separácie podľa plánu. Druhý stupeň rakety sa však nepodarilo zapáliť. Trinásť minút a 55 sekúnd po štarte, keď už bolo jasné, že raketa nebude schopná dosiahnuť obežnú dráhu, dostal systém FTS (Flight Termination System) príkaz zničiť vozidlo.

Vyšetrovanie identifikovalo tri možné príčiny poruchy so zameraním na abnormálny výkon zistený v momente odoslania príkazu na zapálenie do druhého stupňa. Identifikované scenáre boli skrat zapaľovača, nadprúd v zapaľovači alebo nadprúd v riadiacom module primárneho pohonného systému druhého stupňa, ktorý sa šíri do redundantného riadiaceho modulu. Zmeny boli navrhnuté s cieľom zabezpečiť, aby sa tieto poruchové režimy nevyskytovali pri budúcich misiách a boli implementované predtým, ako sa H3 vrátila k letu so sobotňajšou misiou.

Sobotňajší štart dostal názov Testovací let 2 alebo TF2. Po zlyhaní prvého letu H3 bola primárna užitočná záťaž TF2 Vehicle Evaluation Payload 4 (VEP-4). VEP-4 je hromadný simulátor, ktorý simuluje vesmírnu loď na palube rakety bez toho, aby riskoval náklady a dopad projektu na stratu ďalšieho veľkého satelitu, ak TF2 nie je úspešný vo svojej misii.

Aby bolo možné čo najlepšie naznačiť, že problémy, ktoré sa vyskytli počas prvého skúšobného letu, boli vyriešené, TF2 sledoval podobný profil štartu ako TF1 a VEP-4 bol vyrobený s rovnakou hmotnosťou ako ALOS-3 – približne 3 000 kilogramov. VEP-4 nadväzuje na tri predchádzajúce VEP – prepravené na palube prvého štartu H-II v roku 1994 a prvého a druhého štartu H-IIA v rokoch 2001 a 2002 – ktoré boli vybavené na zber údajov o výkone a prevádzke ich nosných rakiet.

Sobotný štart okrem VEP-4 niesol aj dvojicu malých satelitov — CE-SAT-1E a TIRSAT — ako sekundárne užitočné zaťaženie. Ide o lacnejšie misie, ktoré menej riskujú a využívajú zvýšenú kapacitu užitočného zaťaženia H3 na dosiahnutie obežnej dráhy. CE-SAT-1E alebo Canon Electric Satellite 1E je súčasťou série ľahkých zobrazovacích satelitov vyvinutých spoločnosťou Canon Electronics, ktorá zahŕňa snímače založené na rade komerčne dostupných fotoaparátov Canon. Jeho primárny prístroj je založený na Canon EOS R5 so 40 cm reflektorovým teleskopom, zatiaľ čo sekundárny imager je odvodený od PowerShot S110.

TIRSAT je trojmodulový CubeSat s hmotnosťou približne šesť kilogramov. V rámci partnerstva medzi Japan Space Systems, Seiren Corporation a niekoľkými ďalšími organizáciami a univerzitami satelit overí na obežnej dráhe malý nechladený infračervený senzor, infračervené tepelné zobrazovanie určené pre budúce misie. Infračervené zobrazovanie umožňuje identifikovať a monitorovať tepelné emisie; Potenciálne aplikácie zahŕňajú priemyselné monitorovanie a manažment katastrof.

Dva sekundárne užitočné zaťaženia sú namontované na oboch stranách VEP-4 a oddelené na nízkej obežnej dráhe Zeme (LEO) počas fázy pobrežia po ukončení spaľovania prvého motora druhého stupňa. CE-SAT-1E je nasadený pomocou zariadenia SimplePAF15M (PAF), zatiaľ čo TIRSAT je umiestnený v štandardnom rozbočovači CubeSat.

H3 je dvojstupňová raketa, pričom oba stupne spaľujú kryogénny kvapalný vodík a kvapalné kyslíkové palivo. Môže lietať v niekoľkých rôznych konfiguráciách, ktoré sa líšia počtom motorov prvého stupňa, počtom zosilňovačov rakiet na tuhé palivo, ktoré zvyšujú prvý stupeň, a dĺžkou kapotáže užitočného zaťaženia. Každá konfigurácia má trojpísmenové označenie, kde prvé číslo označuje počet motorov v prvom stupni, druhé počet pevných posilňovačov a tretie písmeno buď „S“ alebo „L“ označuje použitie. Krátky alebo dlhý darček, resp.

Vo všetkých konfiguráciách je prvý stupeň poháňaný motormi LE-9, zatiaľ čo druhý stupeň využíva jediný motor LE-5B-3. V konfiguráciách využívajúcich raketové motory na tuhé palivo sú posilňovače SRB-3 od IHI Aerospace (nezamieňať s SRB-A3 používaným na H-IIA) pripevnené diagonálne okolo základne prvého stupňa, aby poskytli dodatočný ťah.

Trojmotorová verzia prvého stupňa H3 sa bude používať bez posilňovačov v konfiguráciách 30S a 30L. 22S a 22L majú dvojmotorové prvé stupne s dvoma raketovými motormi na tuhé palivo a 24S a 24L používajú rovnaký prvý stupeň so štyrmi posilňovačmi. Krátky náklad má dĺžku 10,4 metra, zatiaľ čo dlhý náklad má dĺžku 16,4 metra. Oba typy kapotáže majú rovnaký priemer: 5,2 metra.

Misia TF2 používala H3-22S, rovnakú konfiguráciu, ktorá letela pri prvom lete. Odpálili ho z odpaľovacej rampy 2 (LP2) v štartovacom komplexe Yoshinobu, ktorý je súčasťou vesmírneho strediska Tanegashima spoločnosti JAXA na ostrove Tanegashima, pri južnom pobreží ostrova Kjúšú.

LP2 bol vytvorený na začiatku roku 2000 ako záložná platforma pre štarty H-IIA, avšak H-IIA ho nikdy nepoužil. Namiesto toho jeho prvý štart prišiel v roku 2009 s debutom rakety H-IIB, z ktorých všetkých deväť bolo vypustených z LP2. Prvý let H3 bol tiež uskutočnený z LP2 minulý rok. Neďaleká Launch Pad 1 je staršia, bola postavená pred prvým štartom H-II v roku 1994 a stále ju používa H-IIA.

Napriek tomu, že je v rovnakej konfigurácii, raketa letiaca na misii TF2 sa mierne líši od rakety, ktorá letela na misii TF1. Zmeny v zapaľovači motora a riadiacich jednotkách pohonného systému boli vykonané v druhej etape na základe výsledkov vyšetrovania poruchy TF1, pričom jedným z motorov prvej etapy bol LE-9 Type 1A, ktorý zahŕňal modernizáciu oproti štandardnému LE- 9 motor. Typ 1 na zlepšenie spoľahlivosti.

Prvý stupeň rakety H3 TF2 sa počas integračných operácií zdvihne do zvislej polohy (Kredit: JAXA)

Pre japonské štarty bol začiatok misie označený ako X0, a nie T0, ako je bežnejšie pre západné štarty. Dva motory prvého stupňa LE-9 sa zapálili niekoľko sekúnd pred X0, pričom sa zapálili pomocné motory SRB-3 a raketa sa vzniesla na nule v počítaní. Stroje SRB-3 zhoreli a oddelili sa od vozidla jednu minútu a 56 sekúnd po vzlete, pričom náklad sa úspešne oddelil po uplynutí 3 minút a 34 sekúnd času misie.

Let prvej etapy trval do X+4 minút a 58 sekúnd, kedy došlo k výpadku hlavného motora alebo MECO. Motory LE-9 sa po dokončení svojej úlohy v misii vypli a etapa sa oddelí po siedmich sekundách MECO.

Ďalšia letová udalosť a bod, v ktorom zlyhal predchádzajúci štart H3 – zapálenie druhého stupňa – bolo úspešne dokončené 12 sekúnd po štarte. Toto znamenalo začiatok 11-minútového a 19-sekundového spaľovania motora LE-5B-3, ktorý vstrekoval druhý stupeň H3 LEO. CE-SAT-1E bol potom nasadený 21 sekúnd po skončení druhého stupňa horenia, pričom TIRSAT sa oddelil asi o 500 sekúnd neskôr.

Po dokončení takmer úplnej obežnej dráhy sa druhý stupeň obnovil na deorbit a VEP-4 k bezpečnému návratu nad Indický oceán. Zapaľovanie začalo pri X+1 hodine 47 minútach 13 sekundách a spaľovanie pokračovalo 26 sekúnd.

Konečným cieľom misie bolo otestovať separačný mechanizmus na zabezpečenie VEP-4 do druhého stupňa. Aby sa zabezpečilo, že VEP-4 nezostane na obežnej dráhe ako vesmírny odpad, tento test sa vykonal približne 40 sekúnd po ukončení procesu deorbitálneho horenia.

Okrem separačného mechanizmu je náklad tiež pripevnený k rakete pomocou dorazových skrutiek, čo jej umožňuje posunúť sa asi o centimeter a bráni jej odleteniu po vykonaní testu separácie.

Tento úspešný skúšobný let začne pripravovať pôdu pre H3, aby mohol začať niesť prevádzkové užitočné zaťaženie a do konca roka je naplánované spustenie niekoľkých ďalších misií. Tie budú niesť satelit na monitorovanie zdrojov ALOS-4, vojenský komunikačný satelit a navigačný satelit QZS-5. V priebehu niekoľkých nasledujúcich rokov nasadí H3 niekoľko nákladných kozmických lodí HTV-X na zásobovanie Medzinárodnej vesmírnej stanice, ako aj na spustenie misií na Mesiac a Mars.

(Hlavný obrázok: Spustenie H3 pred misiou VEP 4. Kredit obrázku: MHI)