Japanski raketni nosači H-2A/B

• 0Niko još nije pohvalio poruku.
  Registruj se da bi pohvalio/la poruku!

Uloguj se preko Facebooka da bi video sliku:

H-2A (i B)
Japanski leteći zmaj

Na kraju Drugog svetskog rata Japan je bio poluuništena i okupirana zemlja. Vremenom toliko se izdigao da se govori o japanskom ekonomskom čudu kao kategoriji 20. veka. Tokom samog rata Japan je radio na raketnom naoružanju zasnovanom većinom na nemačkim iskustvima ali ni blizu toliko opsežno kao Nemci. Verovatno najpoznatija japanska raketa iz rata je samoubilački raketni avion nazvan Oka (trešnjin cvet). Posle vojne Japanu je naravno trebalo nekoliko decenija da se oporavi i čim je stao na noge počeo je da ulaže u kosmička istraživanja. Ipak nije se smelo ulagati u vojne strateške projektile koji su skoro svuda (izuzev ESA-e) bili motorni pokretač razvoja i civilnih lansera. Oslonjeni sami na sebe i na svoje izvore finansiranja, Japanci su doneli jednu strateški dubokosežno ispravnu odluku. Procenili su sve američke rakete i savršeno zaključili da je najbolji američki sistem Delta, pa su praktički za njega uzeli neku vrstu licence. Drugi stupanj su ipak razvili sami.
Tako je nastala trostepena raketa N-1 i u periodu od 1975-1982. godine ona je 6 puta uspešno izašla na orbitu od 7 pokušaja. Sa njom su lansirani sateliti u GTO i MEO, uglavnom tehnološkog tipa, odnosno za usavršavanje tehnike satelita i par satelita za istraživanje jonosfere. Nosivost na GSO je bila 130 kg. Njena usavršena verzija N-2 je u periodu od 1981- 1987. letela na orbitu u svih 8 pokušaja. U odnosu na N-1, razlikovala se po tome što je imala 6+3 umesto 3 donja potisna bustera, opciono i dvostepenu konfiguraciju (letela samo jednom), kao i po promeni motora 2-gog stupnja koji je bio Aerojet-ov a ne Mitsubishi-jev LE-3. Sa njome su u GTO (samo jedan u SSO) lansirani sateliti raznih namena od tehnoloških preko komunikacionih do osmatračkih, pre svega u sferi maritimne opservacije. Nosivost na GSO je bila 350 kg. H-1 je bila poslednja u ovoj seriji raketa. Od prethodnika se razlikovala po motoru drugog stupnja LE-5 Mitsubishi-ja i po trećem stupnju Nissan-a koji je zamenio Star-37 motor. Dvostepena varijanta je letela samo dvaput. Sa H-1 su u BLEO, LLEO, SSO i najviše u GTO lansirani sateliti raznih tipova: tehnološki, komunikacioni, maritimni, za osmatranje površine raznim senzorima etc. Nosivost je bila 550 kg za GSO. Sve ove rakete se vode u grupi Delta raketa odnosno derivata Tor rakete.
Tada Japan prekida sa ovom serijom i počinje sa proizvodnjom sopstvene rakete koja je dobila oznaku H-2. U nju je uloženo celokupno dotašnje iskustvo kao i sve moguće nove tehnologije u projektovanju i izradi koje su se mogle zamisliti a bile su dostupne Japancima. Raketa je u periodu od 1994-1999 imala 5 uspešnih od 7 pokušaja. Na uzletanju se podizala silom velikih donjih potisnih bustera. Raketa je inače bila dvostepena sa LE-7 motorom na prvom stupnju i LE-5 na drugom koji je leteo još na H-1. Osim velikih teških donjih potisnih bustera korišćeni su i mali laki donji potisni busteri firme Castor. Raketa je stekla reputaciju suviše skupe, nepouzdane i složene.
U razvoj motora prvog i drugog stepena uloženo je mnogo napora. Pre svega treba reći da je motor prvog stepena LE-7 projektovan na bazi zatvorenog ciklusa rada. Sve u svemu japanci su napravili motor koji jedan od najboljih u svetu i stali po savršenstvu konstrukcije rame uz rame sa najboljim motorima iz Amerike (Šatl , Atlas) odnosno evrope (Rusi (uvek podrazumevam i Ukrajince)) i ESA). Mana mu je što je užasno skup jer je u fazi razvoja na njega potrošena ogromna svota novca koji se sporo amortizuje jer nema tako mnogo lansiranja. Sa druge strane ima indicija i da je previše složen u opsluživanju. Rusi su svoja ulaganja tehnologiju legendarnog (a neuspešnog!) NK-33 amortizovali koristeći princip rada na Protonu, Zenitu i Atlasu 5 a po najnovijim vestima ima još stranih kupaca čak i za preostale stare motore NK-33, dok su Amerikanci odavno amortizovali Šatla. ESA je sa ovim tipom motora je najmlađi korisnik. Mlaznik prvog stepena je pokretljiv radi upravljanja skretanjem i nagibom dok se rotacija ili valjanje kontroliše posebnim motorima koji koriste mešavinu gasova iz pretkomore uz dodatak vodonika. Na osmom letu je ispitan motor sa nešto produženim mlaznikom i malo boljim performansama.
Motor drugog stupnja ove japanske rakete je takođe jedan divan primer raketnih motora. Dok prvi stupanj koristi klasičan zatvoren ciklus (sa faznim sagorevanjem) motor drugog stupnja koristi zatvoren ciklus ekspanzinog tipa. U ovom motoru sredstvo za hlađenje (gorivo), opstrujava lavalov mlaznik motora (radu hlađenja mlaznika) i tako se zagreva i ekspandira pokrećući turbinski sistem. Takav princip je moguć samo kod slabijih motora zbog nedovoljne energije na turbini. Zbog toga su na najnovijoj verziji motora izveli veće snabdevanje turbine ali uz iscurivanje viška fluida sa turbine. Takav ciklus nazvan je cureći ekspanzioni ciklus. On zapravo više nije zatvoren ciklus ali je napravljen kompromis čime je dobijena veća sila potiska uz nešto manju efikasnost. Ovakav motor je jedinstven u svetu za sada. Upravljanje drugim stepenom se ostvaruje kao kod prvog pokretnim mlaznikom i pomoćnim mlaznicama za kontrolu rotacije. Pomoćni motori se koriste i u pasivnoj fazi leta za upravljanje po svim osama. Kao jednokomponentno (monopropellant) gorivo koriste hidrazin.
Buster faza za novu raketu je kod japanca dovedena do punog razvoja. Veliki donji busteri sastavljeni iz segmenata sa H-2 su potpuno odbačeni i uz saradnju sa amerikancima razvijeni su potpuno drugačiji po formi mnogo kompaktniji, monolitni i daleko pouzdaniji veliki donji potisni busteri. Busteri imaju pokretljive mlaznice radi upravljanja. Takođe su razvijeni novi mali donji potisni busteri (Castor) koji mogu da se koriste u solo ili duo kačenju na obe strane, takođe američke firme Thiokol. Upravljanje raketom ostvaruje inercijalni sistem nanizanog tipa (stap-down).
Označavanje japanskih raketa daje informacije o njihovoj konfiguraciji. Raketa ima broj sa četiri cifre u oznaci. Poslednja cifra (vrednosti su 0, 2 ili 4) označava koliko ima malih donjih potisnih bustera ili sub-bustera kako ih neki zovu. Oznaka za njih je SSB (Strap-on Solid Booster mada neki navode Strap-on Sub Booster). Ukoliko nema tih bustera oznaka rakete može da bude trocifrena (kod nekih izvora) jer se nula na kraju podrazumeva. Predzadnja ili treća cifra označava koliko ima velikih donjih potisnih bustera koje se označavaju kao SRB (Solid Rocket Booster) i uzima vrednosti 2 ili 4. Druga cifra je poseban slučaj odnosno ona je do sada a i u neposrednoj budućnosti isključivo vrednosti 0. Ona predstavlja broj velikih bočnih potisnih bustera na tečno gorivo koji su razvijeni ali do sada nikad nisu korišćeni. Ovi busteri (onaka LRB-Liquid Rocket Booster) imaju dva LA-7 motora kakvih prvi stepen ima jedan. Najača varijanta 2220 ima dva takva velika bočna bustera i još dva donja velika potisna bustera na čvrsto gorivo. Postoji i varijanta sa jednim velikim bočnim potisnim busterom. Da li će te varijante sa velikim bočnim potisnim busterima leteti videćemo ali nešto drugo je sigurno. Japanci su krenuli jednom paralelnom ali logičnom stazom u razvoju.
Rešili su da razvoj LRB bočnih bustera sa dva motora LA-7 iskoriste za projekat rakete H-2B kojoj je prvi stupanj zapravo sa dva a ne sa jednim motorom (ali sa dužim mlaznicama za razliku od LRB). To sa sobom podrazumeva i značajno veću i jaču konstrukciju prvog stepena i više goriva. Drugi stupanj će u prvoj varijanti biti isti kao do sada a u predviđenoj kasnijoj varijanti takođe sa telom većeg prečnika, više goriva i možda i dva motora LA-5B. Ova raketa nosi oznaku 304 ili 3040 gde je prvi broj oznaka novog osnovnog tela. Uzleće na četiri velika bustera i imaće veliku važnost u istraživanjima kosmosa jer su je Japanci razvili sa prvenstvenom namenom da se njom lansiraju HTV odnosno veliki transportni moduli za snabdevanje ISS, u suštini iste namene kao i ESA-in ŽIL VERN. HTV će imati nosivost od 6 tona i prvo lansiranje će se dogoditi možda sledeće godine ali svakako uskoro. To bi napokon poboljšalo stanje ISS-e i omogućilo korišćenje više Sojuza za ljudske letove a smanjilo potrebe za Progresima i dalo više vremena i prostora za sistem Kliper - Parom. Japansko-Evropska podrška bi osim dizanja funkcije ISS-e na viši radni nivo dala Rusima i na vremenu za modernizovanje Sedmica koje je neminovno ali i za Angaru. O američkoj potrebi za vremenom da ne pričam, oni su u najgoroj stisci jer ne žele da prihvate najtežu Deltu 4 i najtežu verziju Atlasa 5 kao dugoročno rešenje već teže nečem jačem. Velikom japanskom raketom biće moguće slati i nove velike module za dograđivanje ISS. Ono što je zanimljivo da su u oznaci nove rakete zadržali nulu na drugom mestu što indicira mogućnost da se kasnije ta nova verzija pojavi sa moćnim bočnim potisnim busterima (LRB). Ukupna konfiguracija jedne takve rakete bi bila vrlo verovatno najsnažniji lanser na svetu. Prva cifra u broju označava generaciju glavnog tela rakete (core). Cifra 2 je vezana za H-2A a cifra 3 za H-2B rakete kao drugu i treću evoluciju H-2. Sve ove rakete lansirane su sa kosmodroma Tanegashima na otoku na samom jugu Japana. koji se nalazi na 300 23' severne širine.
Inače rakete H-2 i H-2A su lansirale razne satelite na razne orbite. Mnogo satelita je tzv. tehnološkog tipa (možda najzanimljiviji su KIKU8 i DRTS komunikacioni i USERS sa povratnim modulom koji je ispitivao mikorogravitaciju) jer Japan istražuje razne nove svemirske tehnologije. Međutim njime su lansirani razni osmatrački sateliti IGS, ADEOS serije, TRMM, ALOS, LRE geodetski, multifunkcionalni HIMAWARI 6,7. Interesantan je satelit SFU1 koji se bavio mikrogravitacijom i infracrvenim posmatranjem neba jer je posle završetka misije njegov predviđeni deo vraćen Šatlom na Zemlju. Za nas je svakako najinteresantniji satelit za istraživanje Meseca SELENE (Kaguya). Sve verzije H-2 su do sada imale 17 uspešnih od 20 lansiranja. Cena lansiranja je možda i nešto veća nego kod drugih, ali to nije za njih bitno jer su poprilično samosvojni i ne zavise od komercijale. Srećno Hiriyu (Leteći Zmaj).
Uprošlom broju Astronomije u priči o kineskim raketama je stojala moja procena da varijanta CZ-3C najverovatnije neće nikad poleteti. Demanti je došao na najlepši način uspešnim lansiranjem.

P.S. U međuvremenu H-2 je nastavio da živi i to relativno uspešno. Celokupan japanski program istraživanja kosmosa je međutim u velikoj meri zastao usled ekonomske krize. Fukušima (na žalost još dve elektrane su zapravo u havarijama) će ih verovatno zaustaviti u sledećih 10 godina. Ipak možda će kosmički program izdržati u ovom tempu. U međuvremenu su razvili novu verziju sa većim prvim stepenom i do sada su sa njom lansirali dva broda snabdevača ISS. Izgleda da im je tempo jedan brod godišnje što je strašno rizično ali je tako i kod Arijeane sa Žil Vernom. Sa gašenjem Šatla ovi brodovi postaju od presudne važnosti jer praktično zamenjuju 5 letova Progresa. Na žalost sve ostale verzije su žrtvovane u korist ove radi opstanka ISS a sa smanjenim japanskim mogućnostima. Ukupno je do sada H-2 u svim verzijama leteo 24 puta uspešno od 27 pokušaja. Sada više ne mogu reći srećno Hiriyu, već ako ti političari, menadžeri i ostali paraziti već neće pomoći, uzdaj se u vojnike, inženjere i Boga.