はやぶさ2打ち上げ - ついに姿を現したH-IIAロケット26号機、まもなく打ち上げ!

小惑星探査機「はやぶさ2」を打ち上げるH-IIAロケット26号機がついにその姿を現した。打ち上げが延期されている間、ロケットはVAB(大型ロケット組立棟)の中で出番を待っていたが、12月3日0時より、予定通り機体移動を開始。およそ25分で、500mほど離れた第1射点への移動を完了した。打ち上げは同日13時22分04秒に実施される予定だ。

現在(10時半)の射場の天候は晴れ時々曇り。風はほとんど感じられず、非常に穏やかだ。すでに天候不良で2回の延期があった「はやぶさ2」の打ち上げであるが、今日は全く問題なさそうだ。

さて、その26号機であるが、いつもとちょっと違うのは、第2段の塗装が白色になっていることだ。通常、この部分の色はオレンジ色。今回、塗装が白くなっているのは、「基幹ロケット高度化」プロジェクトで開発された技術が適用されたからである。

このオレンジ色の正体は断熱材だ。H-IIAロケットの推進剤は第1段も第2段も液体水素と液体酸素の組み合わせであるが、これらの物質の沸点は極めて低く(水素はマイナス253℃、酸素はマイナス183℃)、蒸発を抑えるためには、極低温を維持する必要がある。断熱材は、そのためのものだ。

しかし、液体水素は特に沸点が低くて蒸発しやすい。燃料タンクを断熱材で覆っていても蒸発してしまい、打ち上げの直前まで、蒸発した分を補充しているほどだ。

第2段の場合、軌道上でも蒸発する分があるのだが、通常、搭載衛星を分離するまでの時間は30分間ほどと短いため、あまり大きな問題にならない。ところが26号機の場合、地球を1周してから2回目の燃焼を行うため、稼働時間が長い。そのため、白色塗装で太陽からの熱の入射を抑えて、蒸発量を下げる必要があるのだ。

この白色塗装は21号機で実証実験が行われており、"本番"として適用したのは今回が初のケースとなる。白色塗装によって、水素の蒸発量を25%削減できるということだ。

また、軌道上を飛行中にターボポンプを定期的に冷やす必要があるのだが、この冷却には液体酸素が使われる。冷却のために流した液体酸素は、第2段の推進には寄与しないので無駄になってしまうが、冷却の方式を変えたことで、この予冷で消費される液体酸素の量を60%削減できるそうだ。

H-IIAロケットで静止衛星を打ち上げる場合、従来は、衛星側のエンジンを使って、頑張って軌道修正をする必要があった。しかし、商業打ち上げで競合する欧州のアリアン5ロケットは赤道上に射場があるため、衛星側の軌道修正の負担が小さい。これが、H-IIAで商業打ち上げを受注する際の大きな障壁となっていた。

そこで考えられたのがH-IIAロケットの"高度化"だ。軌道面の修正は、遠地点側で行えば効率が良く、より衛星の負担を減らすことができるようになる。しかし、そのためには第2段の稼働時間を5時間程度にまで延ばす必要があり、推進剤の蒸発をなるべく抑えなければならない。この技術を今回適用したというわけだ。

三菱重工業(MHI)は2013年、商業打ち上げで高度化を適用する初のケースとして、カナダTELESATより通信放送衛星「TELSTAR 12V」の打ち上げを受注した。今回の26号機の打ち上げは、その試金石にもなっているのだ。