宇宙世紀 UC 0000: H2A

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2017/08/13

JAXA LE-9 燃燒試驗 70 秒突破！

JAXA LE-9 火箭引擎是日本下一代發射載具：H3 第一節火箭要用的主引擎，在 7 月 7 日進行的第 10 次燃燒試驗中，LE-9 火箭引擎首次噴射燃燒達到 70 秒！

(Source: JAXA)

從 JAXA 公布的數據中，這次測試達到的燃燒室壓力為 8.47MPa，大約為 84 倍大氣壓力，離 LE-9 設計的全推力燃燒室壓力 10MPa (約 100 倍大氣壓力) 還有一小段距離，這也說明了為什麼在影片中尾焰並沒有張滿整個噴嘴。

LE-9 火箭引擎在全推力下推力將達到 150 噸 (真空推力 1471kN)，是目前 H2A 與 H2B 火箭用的 LE-7A 火箭引擎 (真空推力 1100kN) 的 1.3 倍，同時也是全世界單引擎推力最高的「膨脹排放循環」引擎。LE-9 火箭引擎預計在 2020 年與 H3 進行首飛。

LE-9 第 10 次燃燒試驗影片傳送門：

延伸閱讀：什麼是「膨脹排放循環」引擎
http://uc0000.blogspot.tw/2017/05/07.html

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2017/06/01

JAXA H-IIA 34 號機順利發射「準天頂衛星 2 號機」

JAXA 的 H-IIA 火箭在台灣時間 2017 年 6 月 1 日早上 08:17 順利發射「準天頂衛星 2 號機」前往軌道，JAXA 這次的發射轉播同步連線了許多日本中小學，作為他們的教學內容之一。

「準天頂衛星系統」(代號 QZSS) 是日本的 GPS 擴增導航系統，用來強化日本地區 GPS 的精確度，目前已經發射了兩顆衛星，今年 2017 年下半將再發射另外兩顆衛星，完成全系統的佈署計畫。

發射前倒數 10 秒傳送門：
https://youtu.be/5ptjEpjErv8?t=33m4s

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2017/05/07

LE-9 火箭引擎完成第一次燃燒試驗

日本 JAXA 的下一代火箭 H3 的第 1 節火箭使用的主引擎 LE-9，在 2017 年 4 月 27 日完成了第 1 次的實機燃燒試驗，這次試驗只有 2.6 秒長，測試目的在於確認引擎啟動/關機序列，以及各項零件的資料收集。

(Source: JAXA)

目前 JAXA 的主力火箭 H-IIA 與 H-IIB 的第 1 節火箭是使用 LE-7A 火箭引擎、第 2 節火箭則是使用 LE-5B 火箭引擎。LE-5B 將沿用在 H3 的第 2 節上，而 H3 的第 1 節的新火箭引擎 LE-9 在設計上並未延續先前第 1 節火箭引擎 LE-7A 的分級燃燒循環設計，而是改用與第 2 節的 LE-5B 相同的 Expander Bleed 膨脹排放循環。JAXA 的 H3 火箭的兩級火箭引擎將史無前例的都使用 Expander Bleed 膨脹排放循環設計，全世界只有 JAXA 使用這樣的設計。

H3 第 1 節預計使用 2 或 3 具 LE-9，單具 LE-9 的真空中推力達到 1471kN (約 150 噸)，比 LE-7A 的 1100kN (約 112 噸) 高上許多，但比衝則略為下降 (LE-9: 425s / LE-7A: 440s)。

H3 第 2 節將繼續使用 1 具 LE-5B-2，單具真空中推力為 137kN，比衝 448s。

LE-9 的 Expander Bleed 膨脹排放循環的作業方式大致如下：

LH2 液態氫通過 FTP 燃料渦輪幫浦的幫浦側後，大部分的 LH2 進入燃燒室燃燒、少部分的 LH2 則被拿來做熱循環使用
熱循環用的 LH2 先被導入上部燃燒室壁面管道內為上部燃燒室降溫，再被導入下部燃燒室壁面管道
熱循環用的 LH2 在增溫後體積膨脹能量增加，被導入 FTP 燃料渦輪幫浦的渦輪側來驅動 FTP 渦輪幫浦
然後熱循環用的 LH2 在被導入 OTP 氧化劑渦輪幫浦的渦輪側來驅動 OTP 渦輪幫浦
LOX 液態氧通過 OTP 氧化劑渦輪幫浦的幫浦側後進入燃燒室燃燒
熱循環用的 LH2 最後被導入噴嘴延伸段的內側排放，為噴嘴延伸段隔熱

這也就是為什麼被稱為「膨脹排放」循環，因為熱交換的 LH2 在增溫「膨脹」後被用來驅動 FTP 與 OTP 渦輪幫浦，然後從噴嘴延伸段內側「排放」出引擎。

LE-9 火箭引擎將在 2017~2019 年間進行多項的試驗，預計在 2020 年與 H3 進行首飛。

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2016/11/03

H-IIA F31 順利升空

日本 JAXA 在台灣時間今天下午 16:20 順利的從種子島發射場發射 H-IIA F31 火箭 (H2A202 構型)，攜帶氣象觀測衛星 Himawari-9 前往地球同步軌道。

台灣中央氣象局現在使用的衛星雲圖部份即來自於 JAXA 的 Himawari-8，而今日升空的姊妹機 Himawari-9 將停靠在 Himawari-8 相近的地球同步軌道上 (東經 140 度赤道上空)，隨後進入休眠模式直到 2022 年，然後接替現在由 Himawari-8 執行的氣象觀測作業。

(Source: JAXA)

JAXA 發射報導傳送門：
https://www.youtube.com/watch?v=3qrK05nU8b8

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2016/11/02

H-IIA F31 準備發射升空

日本 JAXA 預計將在台灣時間今天下午 16:20 從種子島發射場發射 H-IIA F31 火箭 (H2A202 構型)，攜帶氣象觀測衛星 Himawari-9 前往地球同步軌道。

現場直播傳送門：
https://www.youtube.com/watch?v=U9KkDsi4u8k

(Source: JAXA)

這張照片是前次 H-IIA F30 火箭在 2016 年 2 月發射 X 光天文觀測衛星 ASTRO-H 前所拍攝，ASTRO-H 順利的進入運行軌道，但卻在軌道上因為姿態控制系統發生錯誤而陷入高速反轉，最終因離心力分解裂開。

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2016/02/17

X 光天文觀測衛星 ASTRO-H 升空

日本 JAXA 已經於台灣時間 2 月 17 日下午 16:45 分從種子島發射場成功發射 H-IIA F30 火箭 (H2A202 構型)，攜帶 X 光天文觀測衛星 ASTRO-H 到 575 公里高度的軌道。

(Source: JAXA)

升空前 10 秒傳送門:
https://youtu.be/kH-wJ1E00wA?t=33m48s

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2015/11/27

「進階版」H-IIA 的改進項目 - 2

今天介紹的這支 CG 影片 (Source: JAXA) 也是關於「進階版」H-IIA 的改進項目，而且與昨天介紹的「飛行軌道轉移」有直接的關係：長時間飛行最佳化。

單看影片看不出來有什麼特別，所以讓小編解釋一下 :)

在真空的太空中，被太陽照射到的部分溫度會比被陰影遮住的地方高出非常的多。為了避免太空船的某一側溫度過高、另一側的溫度過低，長時間飛行時太空船都需要進行「烤肉滾轉」運動，讓太空船繞著機身軸慢慢的轉動，讓太陽均勻的照射機體的各處，這就跟你烤肉時要不斷的轉動肉串一樣。

所以在影片中，H-IIA 的第 2 節火箭在完成第 1 次點火後，要將垂直的翻轉 90 度，然後開始「烤肉滾轉」運動。

另一個改進則是：白色的機身！沒錯，白色的機身也是改進的項目之一。H-IIA 的第 2 節火箭使用液態氫與液態氧作為燃料與氧化劑，其中的液態氫必須維持攝氏 -253 度以下的超低溫才能保持液態！將機身改成白色的可以反射更多的太陽光，減少液態氫因為溫度上升而氣化蒸發。

單單把機身的隔熱材料從原本的橘色改成白色就可以減少 30% 的液態氫蒸發量！超神奇的對吧。

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2015/11/26

「進階版」H-IIA 的改進項目 - 1

昨天剛剛發射升空的 JAXA 的 H-IIA F29 火箭是 H-IIA 204 構型的「進階版」，目的在於提升 H-IIA 火箭發射同步衛星的能力。

多項改進項目裡的一項，就是這支 CG 影片 (Source: JAXA) 中展示的：飛行軌道轉移！

同步衛星之所以稱為「同步」衛星，是因為它使用高度 36,000 公里、傾角 0 度的圓形繞地軌道，在這個軌道上衛星 24 小時繞地球一圈，從地面上看它就像是停在頭上一樣，「同步」的一起運行著。

原始的 H-IIA 火箭在發射同步衛星時，第 2 節火箭是將衛星放在傾角 28.5 度、近地點高度 250 公里、遠地點高度 36,000 公里的橢圓形軌道上，讓衛星自己「轉移」到同步軌道上。

「進階版」H-IIA 火箭則利用第 2 節火箭的多點火能力，發射時先以傾角 28.5 度的軌道飛行，然後第 2 次點火推進「轉移」到傾角 20 度、近地點高度 2,700 公里、遠地點高度 36,000 公里的橢圓軌道上，這時才釋放衛星。

這樣做最大的好處是：「進階版」H-IIA 第 2 節火箭釋放衛星時的軌道比較接近最後的同步軌道，這樣衛星可以用比較少的燃料將自己「轉移」到最終的同步軌道上。

這樣做最大的壞處是：因為第 2 節火箭飛的軌道比較高，釋放完衛星後如果不處理，就變成在軌道上面一直繞的太空垃圾。為了解決這個問題，「進階版」H-IIA 第 2 節火箭釋放衛星後，將會反轉逆噴射減速 (第 3 次點火)，將自己送入大氣重返軌道，最後燒毀在大氣層中。

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2015/11/24

H-IIA F29 火箭發射成功！

日本 JAXA 剛剛從種子島成功的發射了 H-IIA F29 火箭，載運通訊衛星 Telstar 12 VANTAGE 前往地球同步軌道。

發射前倒數 10 秒傳送門：
https://youtu.be/5hZo7RTSBXY?t=1h19m55s

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2015/11/05

JAXA H-IIA 火箭的大哥：H-IIB

延續先前的解說，今天要介紹的是日本 JAXA H-IIA 火箭的大哥：H-IIB。

H-IIB 與 H-IIA 採用相同的固態火箭加力器 (SRB-A)、相同的第 1 節火箭引擎 (LE-7A)、相同的第 2 節火箭引擎 (LE-5B)，最大的差異在於：

- 第 1 節火箭引擎從 H-IIA 的 1 具變成 2 具 LE-7A
- 第 1 節火箭本體的直徑從 H-IIA 的 4 米放大成 5.2 米

這樣一改，GTO (同步轉移軌道) 酬載能力就從 H2A204 構型 (4 具固態火箭加力器) 的 6 噸放大到 H2B 構型 (一樣是 4 具固態火箭加力器) 的 8 噸。這增加的酬載能力也讓日本 JAXA 可以發射 HTV 無人補給太空船 (約 16.5 噸) 到 ISS 國際太空站去進行補給任務。