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H3運載火箭
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H3運載火箭（日語：H3ロケット／エイチ・スリー・ロケット，簡稱H3），是日本的一次性使用運載系統。H3火箭的芯級由兩級組成，芯一級和芯二級採用液氫和液氧組合的低溫液體火箭推進劑和液體火箭發動機，可單獨芯級運用或使用綁紮式固體火箭助推器組成二級半運載火箭運用[2]，由日本種子島宇宙中心發射。三菱重工業株式會社和宇宙航空研究開發機構（JAXA）負責H3的設計，製造和操作。
 | 此條目可參照日語維基百科相應條目來擴充。 (2020年3月15日) |
截至2015年7月的性能參數為，最低運力將不超過4,000公斤（8,800磅）的有效載荷送入太陽同步軌道（SSO），價格約為50億日元，最高運力是將超過6,500公斤（14,300磅）的載荷送入地球同步轉移軌道（GTO）。H3-24構型的運力將達到月球轉移軌道（TLI）運送超過6,000公斤（13,000磅）的有效載荷，向地球同步轉移軌道（GTO）運送8,800公斤（19,400磅）的有效載荷（ΔV=1,830米/秒）。
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概要
與H-IIA/B運載火箭相比，H3運載火箭將同時降低發射成本，提高地球靜止軌道的發射能力，改善發射過程中的安全性，並增加每年的發射次數，從而確保日本在空間發展方面的獨立性，並使運載火箭在商業訂單方面具有國際競爭力。H-II火箭的開發將於2014年開始，總開發成本約為1,900億日元。與H-IIA/B不同的是，H-IIA/B是H-II火箭的改進版，而H3火箭是基於新的設計理念，是H-II以來第一個新開發的大型液體燃料火箭。[2][5][6]
為了大幅降低發射成本，日本首次由一家私營公司（三菱重工）從飛行器的設計和開發階段開始發揮主導作用。三菱重工還將繼續確保未來的商業發射訂單，從開發階段就不斷地接受發射訂單，因此將不斷地在生產線上進行火箭的生產，而不是像過去那樣，在收到發射訂單後才開始運載火箭的生產，從而導致成本的降低。通過將整個火箭系統儘可能地模塊化，並在整個過程中開發新的技術，包括在第一級使用新開發的發動機，來減少零部件的數量，並通過使用民用消費級的零部件來進一步降低成本。通過這些措施，最低配置的發射成本將降至約50億日元，是H-IIA的一半。此外，發射場的維護工作時間將比H-IIA減半，每年可能的發射次數將增加到6次。[2][5]
JAXA的項目經理岡田匡史（Masashi Okada）將以這種方式開發火箭系統描述為「商業開發」，而不是完全的「技術開發」，從開發階段開始，通過運營後的商業訂單，使這枚火箭具有了極強的業務連續性。[5]
H3火箭正式名稱的由來：它是由重型液氫液氧燃料火箭發展而來，故保留字母「H」（氫元素的化學符號[7]）以標識其淵源；H3火箭的設計概念與H-IIA/B火箭相比有根本性的修改，因此不應稱為H-IIC；為避免與H-II火箭混淆，以及為了媒體和社會大眾能區分二者，故使用「H3」的名稱。JAXA在決定正式名稱之前一直使用「新核心運載火箭」[8]，在大眾媒體上稱為「下一代核心運載火箭」[9]。大眾媒體也使用了「下一代核心火箭」[10] 和「下一代主火箭」的名稱。
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研製開發
H3運載火箭於2013年5月17日獲得日本政府授權研製開發。[11] H3運載火箭正由JAXA和三菱重工（MHI）聯合開發，用於發射各種商業衛星。與H-IIA相比，H3的設計採用了更便宜的發動機，因此新製造的H3運載火箭的發射準備周期更短，安全係數和發射成本及效益也更高。JAXA和三菱重工負責初步設計、地面設施的建設準備、H3新技術的開發和製造。設計的主要重點是降低成本，計劃將用戶的發射成本控制在5,000-6,500萬美元之間。[6]
三菱重工正發展重型H3型號，用於參加阿爾忒彌斯計劃，將HTV-XG貨運飛船送至月球門戶，火箭包含三個捆綁在一起的第一級（CBC），類似於三角洲4號重型運載火箭，它的近地軌道運力為28.3公噸，地月轉移軌道運力為11.9公噸。
發射記錄
2023年2月17日進行首次發射時因火箭助推器沒有點火成功中止發射，[12] 據分析是由於助推器未能收到發射信號而點火失敗。H3的首次發射時間被推遲到2023年3月份。[13][14]
2023年3月7日9時37分H-3(22S)運載火箭在種子島航天發射場進行第二次發射嘗試，成功點火起飛，火箭一級飛行正常，並與二級成功分離。但第二級點火異常，隨後由JAXA發送自毀信號。發射失敗原因是由於二級發動機的供電系統出現過電流現象，導致發動機電力供應中斷。
2024年2月17日0時22分H-3(22S)運載火箭試驗機2號機成功升空，但當時考量到失敗風險，所以僅搭載與大地3號重量相近的兩枚超小型衛星及1枚模型衛星，來測試H3火性能。[15]
2024年7月1日12時06分H-3(22S)運載火箭在種子島航天發射場發射地球觀測衛星「大地4號」，並發射成功。是H3第二次成功發射，也是首度成功發射大型衛星。[16]
構成和性能參數
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配置和箭體識別名稱
H3火箭一級構型配置區別主要體現在發動機和固體火箭助推器的數量上有所差異，它們的數量取決於有效載荷的重量和發射軌道，目前共有三種組合構型：三個一級發動機＋無助推器、兩個一級發動機＋兩個助推器和兩個一級發動機＋四個助推器。[19]火箭的二級對三種構型都是通用的，每種構型分別對應一大一小兩種整流罩。火箭的識別名稱是「H3」，後面是連字符，其中一個數字是一級發動機的數量，第二個數字是助推器的數量，第三個字母是整流罩的尺寸（S和L代表大和小）。 例如，'H3-24L'包括兩個一級發動機，四個助推器和一個尺寸為L的整流罩。 因此，有六種類型：'H3-30S'和'H3-30L'，'H3-22S'和'H3-22L'，'H3-24S'和'H3-24L'。[19]HTV-X發射器也被稱為H3-24W。[20]
需要指出的是，截至2016年，在最初制定H3運載火箭識別名稱體系時，還計劃設置「H3-32」構型，[21][22]但在判斷「H3-22」構型的性能高於預期，通過調整入軌軌道等因素可以滿足H3-32的需求時，取消了這一計劃。[19]此外，在第二階段，計劃使用新開發的膨脹排放循環發動機 LE-11 發動機，其推力為 28tf，是 LE-5B 的兩倍，[23]但第一階段的 LE-9具有挑戰性。[24]除了被推遲以專注於新的開發外，它還被認為有兩個 LE-5B 發動機。[25]2013年前後，當液氫發動機被選為一級發動機時，[26]考慮了有兩個第一級發動機和沒有助推器的最小配置，以及有6至8個比H-IIA/B的SRB-A小的助推器，[27]可以與艾普斯龍運載火箭的二級共用的最大配置，但由於活用迄今為止培養的技術、經驗、裝備等理由，並未採用。
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註腳
參見
參考文獻
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