H3ロケット8号機のオンボード画像が公開、「みちびき」の姿に異変

12月22日に打ち上げに失敗したH3ロケット8号機について、文部科学省が同月25日、宇宙開発利用部会/調査・安全小委員会を開催。宇宙航空研究開発機構(JAXA)が調査状況を説明した。今回、JAXAは新たに8号機のオンボードカメラの画像を公開。フェアリング分離の前後で、衛星の形が大きく変わっている状況が明らかになった。

みちびき5号機は2周目で再突入? 第2段エンジンの状況も明らかに

H3ロケット8号機は打ち上げ後、第2段エンジン「LE-5B-3」の2回目燃焼が正常に立ち上がらず、搭載した準天頂衛星システム「みちびき5号機」の軌道投入に失敗していた。衛星は本来、傾斜角36度の軌道に投入する計画だったが、2回目の燃焼ができなかったため、そのまま傾斜角30度の軌道を飛行したという。

H3ロケット8号機の打ち上げ結果 (C)JAXA

第2段エンジンの2回目燃焼開始(SELI2)までは予定通りだったが、そこから計画の軌道を外れていった (C)JAXA

衛星がどうなったのかは今まで明らかになっていなかったが、JAXAはテレメトリで取得していた最終軌道の情報から、その後の状況を推定。第2段と分離していたかどうかや、空気抵抗の大小により多少異なるものの、いずれにしても2周回以内に再突入する結果となり、打ち上げから4時間以内に再突入した可能性が高いと結論づけた。

高度のグラフ(左)を見ると、近地点高度が100kmを下回っていることが分かる。これではすぐに落下してしまう (C)JAXA

第2段エンジンが正常に燃焼しなかった直接の原因は、水素タンクの圧力が低下したことだ。しかし、同ロケットは初号機が第2段エンジンの問題で失敗していたものの、今回は、この圧力低下が第1段の飛行中、フェアリング分離を起点として発生したことが判明しており、第2段以外で問題が起きた可能性が出てきていた。

H3ロケット8号機はフェアリング分離時に異常発生か? JAXAが最新データ公表

第2段液体水素(LH2)タンクの圧力低下は、フェアリング分離のタイミングで始まっていた (C)JAXA

LH2タンクの加圧の仕組み。3つの加圧方法があり、打ち上げのフェーズごとに切り替えている (C)JAXA

今回、第2段エンジンの状況について、より詳しい情報が分かってきたが、1回目の燃焼では、燃焼圧力が通常の約65%程度まで低下。水素側のターボポンプは、これをカバーしようと、定格を40%以上も超える回転数で作動し、燃焼を完遂した。これは認定範囲を超えた過酷な条件であり、LE-5B-3エンジンはロバスト性を十分発揮したと言える。

第2段エンジン「LE-5B-3」の評価。水素タンクの圧力が低下する中でしっかり動作したが、第2回燃焼で万策尽きた (C)JAXA

オンボード画像が示す事態の深刻さ

現時点で最も気になるのは、フェアリング分離時に何が起きたのか、ということだ。残念ながらまだ分析が始まったばかりで、結論は出ていないのだが、今回初めて公開された取得画像からは、衛星側も大きなダメージを受けているように見える。もし衛星を分離できていたとしても、正常な動作は望めなかっただろう。

中央右上がフェアリング分離後の画像。衛星側(上側に写っている部分)も、大きなダメージを受けているように見える (C)JAXA

その後、第1段/第2段の分離後に撮影された画像でも、通常では見られない破片のようなものが大量に写っていた。さらに、衛星の分離信号を送ったときの画像も公開されたが、これには衛星かどうかもよく分からないぼんやりした光が写っていただけだった。衛星側の分析については今後、内閣府とも連携して進めていくという。