日本火箭发射再失败 日本H3火箭8号机发射失败

 折翼的“引路星”:日本H3火箭再度发射失败背后的技术与挑战,在种子岛宇宙中心,一枚承载着日本太空雄心的H3火箭点火升空,却在飞行途中遭遇第二级发动机提前熄火,金色的尾焰划破天际后,留下的是未完成的轨道和深远的反思。

 当地时间12月22日上午,日本新型主力运载火箭H3的8号机从鹿儿岛县的种子岛宇宙中心发射升空。

 火箭上搭载着日本准天顶卫星系统的“引路5号”卫星,旨在提高日本及其周边地区的全球定位系统精度。

 升空后不久,任务出现异常——火箭第二级发动机提前停止了燃烧。这次故障直接导致卫星未能进入预定轨道,任务宣告失败。

 曲折的发射之路

 这次失败的发射任务并非首次尝试。就在五天前的12月17日,同一枚火箭的发射计划就曾因地面设备异常而紧急叫停。

 当时,发射进入最后阶段,火箭即将点火时,用于冷却发射台和导流壁的冷却水注水设备出现故障。设置在储水罐下游的压力传感器检测到冷却水流量不足,技术人员不得不紧急中止发射程序。

 此次发射原本定于12月7日执行,但由于运载火箭第二级箭体搭载的惯性测量单元出现异常而推迟。

 事实上,H3火箭自研发阶段就命运多舛。原定于2020年度的首次发射,因新研发的LE9主发动机出现技术问题而一再推迟。

 2023年3月7日,H3火箭的1号机首次尝试发射,同样以失败告终。当时火箭升空后第二级发动机未能点火,任务宣告失败。

 H3火箭的技术背景与挑战

 H3火箭是日本现役主力火箭H2A的后继型号。作为日本新一代主力运载火箭,它被设计为今后20年日本航天发射的主力。研发H3火箭的核心目标之一是将发射成本降低一半,使其在国际商业卫星发射市场上具有竞争力。

 降低成本的关键在于火箭主发动机LE9.这款发动机采用膨胀循环氢氧技术,是世界首款用于火箭一级主发动机的膨胀循环氢氧发动机。

 氢氧发动机虽然性能优越,但其技术复杂,研发过程困难重重。LE9发动机的研发问题曾导致H3火箭整体研发计划落后了两年。

 日本航天工业在发动机技术路线上选择了高性能的液氢液氧推进系统。尽管这条技术路线风险更大、成本更高,却与日本展示航天雄心、重回大国行列的目标相一致。

 这种选择使得日本在氢氧发动机技术领域积累了丰富经验,但也带来了高昂的发射成本。

 全球航天发射的高风险现实

 航天发射从来都是一项高风险活动。日本H3火箭的失败并非孤例,全球范围内的航天发射活动时常面临挑战。

 2024年7月,全球航天发射在一周内遭遇多次失败。

 美国太空探索技术公司的“猎鹰9”火箭在一次“星链”发射任务中,二级火箭发动机点火失败,未能将20颗卫星部署到预定轨道。这是一向可靠的“猎鹰9”火箭七年多来的首次发射失败,此前它曾创造了连续333次发射成功的纪录。

 同一周,中国一枚商业运载火箭双曲线一号遥八发射也未能成功,火箭飞行异常导致任务失利。欧洲新一代运载火箭“阿丽亚娜6”的首次发射也未获完全成功,火箭芯二级在第二次点火过程中辅助动力装置表现异常,导致两个试验性返回舱未能成功部署。

 即使是技术先进的美国,其波音“星际客机”载人飞船在2024年6月的试飞中也问题频出,导致两名宇航员在国际空间站滞留近一个月。

日本航天的困境与反思

 日本航天领域近期遭遇了一系列挫折。除了H3火箭首发失利外,日本首个登月探测器“好客”在2022年11月发射升空后未能与地面建立通信,登月任务失败。小型固体燃料火箭“埃普西隆”也在2022年10月的发射中失败。

 专家和媒体认为,这些连续的失败反映了日本航天领域技术能力的下降,而根本原因可能在于研发体制方面的问题。

 日本航空航天项目长期以来由日本宇宙航空研究开发机构承担,该机构更关注技术的先进性,导致研发的火箭成本偏高。一枚H2A火箭的发射成本高达约100亿日元,几乎是国际发射行情的两倍,在国际商业卫星发射市场缺乏竞争力。

 为了打造一款更商业化的火箭,H3火箭从设计和研发之初就由研究机构与工业公司共同承担。但双方身份不同,对技术的追求和理解也不同。

 有专家指出,研发过程中未能打破组织之间的壁垒,感觉是匆匆凑到一起搞出来的。

 更深层次的问题是日本航天研发体制的复杂性。研发由文部科学省主管,同时还有一个以首相为总部长的宇宙开发战略总部,其成员来自多个中央政府部门。各政府部门关注点不同:文部科学省侧重技术本身,而经济产业省则更关注产业化和成本。

 这种复杂的组织架构被认为是日本的弱点。专家泽冈昭指出,如果只是从表面解决问题,恐怕以后会重蹈覆辙,应该着手进行根本的体制改革。

 H3火箭8号机发射失败后,项目团队已经着手评估情况,调查发动机提前停机的原因。这颗未能抵达预定轨道的“引路5号”卫星,原本设计用于增强智能手机、汽车导航系统等定位服务的精度。

 对于将太空开发视为国家战略重要组成部分的日本而言,这次失败不仅是一次技术挫折,更是对其航天产业发展模式和研发体制的一次警醒。

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