日本集中精力发展H2A火箭

    [国家航天局网讯] 日前，日本政府决定在今年11月重新发射H2A运载火箭，并把一颗多用途卫星送入太空预定轨道。这是该型火箭出现故障中断发射一年后的首次投入使用，故而引起了国际航天界的重视。

　　火箭性能与试验发射
　　H2A是日本近几年来集中精力发展的推力最大的运载火箭。它作为一个火箭系列，分为5种型号。基本型采用串并联混合结构，即由上下两级串连的直径为4米的液氢液氧发动机构成芯级，再在芯级第一级周围捆绑两台大型固体助推器组成。H2A能把4吨重的有效载荷送入地球同步转移轨道。H2A所有型号的火箭均安排在日本鹿儿岛县西南部的种子岛航天中心进行发射。

　　2001年8月29日，基本型H2A 1号火箭成功地进行了首次试验发射，将一个3吨重的运载器评定有效载荷送入预定轨道。虽然证明火箭性能达到了要求，但未搭载卫星，且监视航天器的一部计算机系统曾发生故障。

　　2002年2月4日试验发射的H2A 2号火箭，是在基本型芯级第一级外侧又增加了4个小型固体助推器而组成的增力型火箭。全箭长57米，起飞总重量353吨，除芯级外，还有2大4小共计6个固体助推器，进一步增大了运载推力，它能把4.5吨重的有效载荷送入地球同步转移轨道，是日本目前推力最大的航天运载工具。
    
　　作为新型火箭试射，H2A 2号火箭承担的任务是实施一箭双星发射。在火箭芯级的第二级顶端自下而上串连着卫星和回收型航天器，两者分别盛在各自的整流罩内。整流罩用来保护有效载荷在高速冲出稠密大气层过程中不致受损，待卫星和回收型航天器进入太空后即将其抛掉。但实际情况是，回收型航天器一直没有抛掉整流罩，导致因重量过大而未能进入预定轨道运行，亦无法完成验证航天材料在返回大气层时耐高温摩擦性能的任务，只有卫星准时抛弃了整流罩，最终进入预定轨道运行。虽然这种情况不属于火箭性能问题，但总令人感到美中不足。
　　
　　三次成功的实用发射
　　两次试验发射，虽然都出现了与有效载荷有关的问题，但证明H2A火箭技术性能达到了设计要求，这大大增强了日本政府将其投放国际航天发射市场的信心。
    
　　2002年9月10日，H2A 3号火箭的一箭双星发射，承担了实用化的运载任务。3号火箭的性能与2号火箭相同，都是增力型火箭。火箭芯级顶端装着实验卫星整流罩，在它上面又装着返回式实验卫星整流罩。当天的发射基地风和日丽，3号火箭在离开地面前4.7秒，芯级第一级氢氧发动机点火，接着6个固体助推器启动，随着巨大的轰鸣声，整个火箭徐徐升空，然后掉头东南方向朝着太平洋上空飞去。在芯级第一级发动机关机前火箭已经冲出稠密大气层，两颗卫星即抛弃整流罩。火箭起飞约14分钟后，返回式实验卫星与火箭分离，进入约450公里高的圆形轨道运行。火箭起飞约30分钟后，实验卫星与火箭分离，进入近地点约480公里、远地点位于赤道上空3.6万公里的地球同步转移轨道运行。此次发射获得圆满成功。这是日本在7年半的时间里首次发射自己的静止轨道卫星，该实验卫星主要用于数据中继技术。返回式试验卫星用于进行晶体生长的研究，以生产超导所需要的材料。在地面控制中心的监控下，它已于2003年7月返回地面并成功回收。
  
　　2002年12月14日，H2A 4号火箭用一箭多星的方式成功发射了先进的对地观测卫星2、鲸生态观测卫星、µ实验室星和澳大利亚的联邦星4颗卫星。这是日本首次发射国外卫星，但联邦星的发射没有收费。
    
　　2003年3月28日，H2A 5号火箭又用一箭双星的方式成功地发射了日本的两颗间谍卫星1GS-1A和1GS-1B。日本耗资20亿美元的间谍卫星计划由8颗卫星组成，实现后可监视邻近一些国家的远程导弹和核武器发展情况。已升空的两颗卫星既具有常规照相侦察能力，又具有雷达成像能力，可全天候工作。它们运行在400～600公里高的轨道上，预计寿命约为5年。

　　遭遇挫折 永不言败
　　日本发射H2A 5号火箭前的航天计划严格限制在非军事目的范围之内，所以两颗间谍卫星升空堪称是日本航天史上的一个里程碑事件。虽然日本官员说，他们所发射的卫星不是要对朝鲜进行挑衅，还担负监视作物长势、天气变化和自然灾害等其它使命，但朝鲜方面反映强烈，称此举会引发该地区的军备竞赛，并对朝构成了“严重威胁”。尽管如此，日本却并未改变2006年前把8颗间谍卫星送上太空预定轨道的初衷。
    
　　2003年11月29日，日本又用H2A 6号火箭发射了另外两颗间谍卫星1GS-2A和1GS-2B。这是日本宇宙航空研究开发机构于2003年10月组建后进行的首次航天发射，原定9月10日进行，后因技术问题推迟了三次。由于发射的是敏感的间谍卫星，整个过程高度保密，没有像通常那样进行实况转播。不料火箭升空后一台大型固体助推器出现故障，使其无法达到入轨所需的高度和速度，因此地面控制中心不得不在它起飞10分钟后，发出指令让星箭自毁。
    
　　6号火箭的发射失败，使日本航天事业遭到重创。宇宙航空研究开发机构随即成立由技术和管理人员组成的调查组，寻找、分析事故原因。据调查，发射失利的根本原因可能是其中一台大型固体助推器的喷嘴漏气。目前H2A火箭该种助推器喷嘴的改进工作以及助推器的3次地面点火试验均已结束，并已得到有关部门的确认和鉴定，故而日本政府决定今年11月重新进行发射。届时，H2A 7号火箭将把既能用于导航又能用于气象观测的多用途卫星送上太空，以接替即将停止工作的“向日葵5号”气象卫星。日本急于再次发射H2A火箭，目的是尽快改变依靠美国卫星进行气象观测的现状，并打开通向国际航天发射市场的道路。
    
　　在6号火箭发射之前的三个月，即2003年8月，日本文部科技省曾宣布打算对H2A火箭进行改进，计划用4年左右的时间和1.8亿美元的经费使其有效载荷能力增大一倍。新型火箭芯级第一级直径将加大到5米，以增加推进剂携带量。它还将加装一台主发动机，以提高推力。改进后的首枚重型火箭准备在2007年4月进行发射。做此改进的目的是增大向国际空间站运送货物的能力，并增强日本商业发射竞争力。目前的H2A火箭制造和发射成本为7700万美元，而新火箭为9500万美元。但是通过多带卫星，每颗卫星的发射成本可得到降低，从而赢得用户的青睐。

　　可以预期，如果今年11月H2A 7号火箭的发射顺利，将会对其改进工作注入一股新的活力。但是，航天事业历来以高投入、高风险、高产出而著称，实际进展情况究竟怎样，人们尚需拭目以待。（国家航天局网特约撰稿　尹怀勤）