侃天下|日本这一失败,直接毁了防卫省的反导计划_日本_发射_火箭

记者 赵世峰

日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)3月7日上午在鹿儿岛县种子岛宇宙中心发射了新一代主力运载火箭H3,因二级火箭未能点火,发射宣告失败。H3火箭计划助力美国主导的载人月球探测和火星探测等任务,此次发射失败将打乱日本的太空探索计划,也使三菱重工的未来重点业务蒙上阴影。上月,三菱重工负责研发的日本国产喷气式支线客机SpaceJet项目以失败告终。

日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)3月7日上午在鹿儿岛县种子岛宇宙中心发射了新一代主力运载火箭H3,因二级火箭未能点火,发射宣告失败。H3火箭计划助力美国主导的载人月球探测和火星探测等任务,此次发射失败将打乱日本的太空探索计划,也使三菱重工的未来重点业务蒙上阴影。上月,三菱重工负责研发的日本国产喷气式支线客机SpaceJet项目以失败告终。

3月7日上午,H3火箭1号机发射升空后被发送了自毁指令。

日本首相公开道歉

新一代运载火箭H3的1号机是日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)与三菱重工共同开发的,这是其第二次发射。JAXA的直播画面显示,当地时间7日10时37分,搭载“大地3号”地球观测卫星的首枚H3火箭从鹿儿岛县种子岛宇宙中心发射升空。升空后不久二级火箭未能成功点火,JAXA发出自毁指令,发射失败。该火箭在2月17日首次发射时因主发动机电源供应系统出现异常而中止发射,后来原定3月6日的发射又因天气原因推迟到7日。

JAXA在7日下午召开的记者会上表示,自毁的H3火箭1号机可能与搭载的卫星一起落入菲律宾以东海域。JAXA理事长山川宏说:“辜负了国民的期待,深表歉意。”他表示,“查明原因并早日挽回信赖是最优先课题”,但未提及自己是否会辞职。该项目负责人冈田匡史在当天的记者会上则反复表示,区别于一般的发射失败,此次“停止发射”是设计的安全装置启动,属于预想内的情况,因此“不认为是失败”。

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沮丧的工作人员。

此外,日本首相岸田文雄也公开道歉,他在社交媒体“推特”上写道: “文部科学省成立了专案组。我们非常抱歉,但这还没有结束。成功是多次失败的结果,我尊重所有参与者的努力,并期待下一次挑战。”

JAXA在8日通报了火箭发射失败原因,称在箭体向二级发动机发送点火信号前后,火箭电源系统出现异常,导致二级发动机未能成功点火。通报称,目前还在调查究竟是什么原因导致电源系统异常。

H3火箭是日本运载火箭时隔20多年的换代产品,日本现役主力运载火箭H2A于2001年投入使用。H3火箭第一级主发动机采用日本独立研发的LE-9膨胀循环氢氧发动机;第二级火箭采用LE-5B-3发动机,这款发动机是H2A火箭第二级发动机的改良版,具备在轨道上多次点火的功能;根据需要,H3火箭还可装备2个或4个固体火箭推进器。本次发射的H3火箭有2个固体火箭推进器。

日本最初希望在2020年首次发射H3火箭,但由于新的LE-9发动机在研制中出现一些技术问题,该火箭的发射计划被反复推迟。H3火箭原计划用于美国主导的载人月球探测和火星探测等任务,如今将不得不调整相关的太空开发战略。

重创三菱航天业务

JAXA和三菱重工从2014年开始着手开发H3火箭,费用达到约2000亿日元(约合102.8亿元人民币),2015年4月公布了H3火箭的基本性能。H3火箭全长约63米,比H2A长约10米;发射能力提高到6至7吨,为H2A发射能力的1.3至1.5倍。不过,此次发射的H3火箭1号机长约57米。

根据所发射卫星体积的不同,H3火箭的一级发动机可以调整为2个或3个,捆绑在一级火箭周围的固体助推器可以调整为0个、2个或4个。当今商业卫星普遍为6.5吨左右,因此该火箭可以满足全球市场的需求。

此外,H3火箭采纳了日本小型火箭“埃普西隆”的自检设计思路,将发射所需人员由以往的100至150人压缩至30人左右,以降低发射成本。按照JAXA和三菱重工的原计划,2020年发射1号机,2021年发射2号机。

但直到2021年1月23日,三菱重工和JAXA才首次公开了H3的部分箭体。试验机的箭体部分在三菱重工的飞岛工厂公开,箭体直径为5.2米,长57米,可以将超过6.5吨的卫星送入轨道。

据称,H3火箭的单次发射成本降至50亿日元左右(约合2.57亿元人民币),仅相当于H2A火箭发射成本的一半。据日经新闻报道,通过运用3D打印技术,采用汽车用电子部件等通用产品,将发动机的零部件数量减少约两成,把发射次数增至每年6次以上,简化火箭顶端部分的结构等,降低了发射成本。另外,从下单到发射的时间也将从以往的2年缩减至1年。

由于新型发动机的部分涡轮等发现问题,原定2020年9月的首次发射推迟到2021年。但到了2022年1月,H3火箭的首次发射再次延期。

三菱重工是日本最大的火箭开发企业,也是航天领域的老牌企业。三菱重工主导开发的日本主力火箭H2B从2009年开始投入使用,曾发射过无人货运飞船“鹳”前往国际空间站,2020年退役,JAXA计划在H3火箭成熟后把发射业务移交给三菱重工。

三菱重工将航空、防卫、宇宙探索作为未来的重点业务,预计2022财年(2022年4月至2023年3月)这方面业务的销售收益为6500亿日元(约合334.5亿元人民币),虽然目前占总体收益的比例尚不足两成,但三菱重工希望这些业务“成为集团未来的一大支柱”。然而,在日本国产喷气式支线客机SpaceJet研发项目宣告失败后,三菱重工研发的H3火箭的发射又告失败,导致其技术可靠性遭到质疑。

2月7日,三菱重工宣布退出SpaceJet客机开发项目。该项目累计投入了1万亿日元(约合514.7亿元人民币)开发费用,但却6次推迟交付,一直处于停滞不前的状态。日生基础研究所高级研究员井出真吾指出:“日本企业对研发及人才的投资与海外相比逊色不少,导致(火箭发射等)失败。”

日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)

打乱日本太空计划

H3火箭首次发射失败是日本航天近半年来遭遇的又一次失利。

2022年10月12日,日本小型火箭“埃普西隆”6号机在位于鹿儿岛县的内之浦航天中心发射,但在上升过程中发生故障,同样下达自毁指令。“埃普西隆”是JAXA与石川岛播磨重工(IHI)研制的一种固体运载火箭,运载能力约1.5吨。6号机是首次接受民间卫星发射订单,发射失败也让日本商用航天产业受到不小打击。在此之前,“埃普西隆”火箭曾连续五次发射成功。

岸田文雄政府2021年底出台《宇宙基本计划工程表》,明确了日本的宇宙战略目标,即计划在本世纪20年代后半期让日本宇航员登陆月球,并就宇宙战略与美日印澳四方合作框架相结合。

本次H3火箭发射失败打乱了日本太空探索的脚步。按照计划,H3火箭除了用于发射“大地3号”地球观测卫星,原本还预定在2022年度发射为国际空间站运送补给的“HTV-X”飞船(无人货运飞船“鹳”的后续型号),参与美国主导的载人登月项目“阿尔忒弥斯计划”等。日本原本打算在2024年用H3火箭发射火星卫星探测器,将样本从火星的卫星带回地球(“MMX”计划),但现在看来日本可能不得不依靠美国的运载火箭,才能不错过两年一次的发射窗口。

H3火箭发射失败还将影响日本防卫省构建反导体系的计划。此次搭载的“大地3号”光学遥感卫星开发费用约为280亿日元(约合14.4亿元人民币),可用于日本国内救灾,对灾区进行观测,详细确认建筑物倒塌和道路损毁等情况,如果采用黑白图像,地面识别准确度可以达到80厘米级。此外,该卫星还安装了日本防卫省主导开发的太空红外传感器,能检测出两种红外线,计划用于验证探测和跟踪弹道导弹发射。

据共同社报道,日本政府3月6日召开由专家组成的宇宙安全保障小组会议,根据去年12月内阁会议敲定的国家安全战略制定“宇宙安全保障构想”,这将是日本首个针对太空安全的战略性文件。美国正在组建一个由日本和其他盟友组成的监视网络,日本自卫队太空部队将成为美国及其盟友监视网络的组成部分。

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