01.08.2011 / Autor: Daniel Maurat Raumfahrt > Raketen

H-IIA

Nachdem die H-II sich als ein Reinfall herausstellte, wollte man in Japan das Design der Rakete überarbeiten. Herausgekommen ist dabei die H-IIA.

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Geschichte

JAXA

Bild vergrößernStart der zwölften H-IIA (2024) im Februar 2007. An Bord die beiden Militärsatelliten IGS-Radar 3 und IGS-Optical 4V.
(Bild: JAXA)
Die Geschichte der H-IIA begann, als sich die H-II der NASDA (eine Vorgängerorganisation der heutigen JAXA) als zu unzuverlässig, zu kompliziert, zu teuer und damit als nicht konkurrenzfähig auf dem kommerziellen Satellitenmarkt herausstellte. Deswegen wollte man in Japan die H-II billiger machen, was man dadurch erreichen wollte, indem man die Rakete vereinfachte. Diese Aufgabe übernahm der Hersteller der H-II, Mitsubishi Heavy Industries. Eines der Hauptprobleme der alten Rakete, das Erststufentriebwerk (die teuersten Entwicklungen für die H-II), wurde komplett überarbeitet und vereinfacht. Darüber hinaus wurden die Booster der H-II, die, ähnlich den Boostern des Shuttles oder der Ariane 5 aus Segmenten bestanden, überarbeitet und sollten von nun an monolithisch, also als ein Block ohne Segmente, aufgebaut sein.

Eine weitere Neuerung bei der neuen Rakete, die man nun H-IIA nannte, dass man die Rakete so flexibel wie möglich gestalten wollte, um weine große Bandbreite an Nutzlasten und damit auch Kunden bedienen zu können. Diese Flexibilität erreichte man durch verschiedene Arten von Feststoffbooster, die an der Rakete montiert werden können. Zunächst waren auch Flüssigtreibstoffbooster geplant, aber wurden bisher (Stand: August 2011) noch nicht eingesetzt. Sie basieren auf der Erststufe.

Eine weitere Neuerung ist das Nummernsystem zur Identifikation der eingesetzten Konfiguration. Sie besteht aus vier Ziffern:

  • Die erste Ziffer steht für die eingesetzte Version der H-II. Die H-IIA hat in diesem System die 2, die 1 steht für die H-II und für die H-IIB steht die 3. Bisher (Stand: August 2011)wurden nur die Nummern 2 und 3 eingesetzt, da die H-II außer Dienst gestellt wurde.
  • Die zweite Ziffer steht für die eingesetzte Anzahl von Flüssigboostern vom Typ LRB. Die Anzahl kann zwischen 0 und 2 variieren. Bisher (Stand: August 2011) starteten aber alle Versionen ohne Flüssigbooster, womit die zweite Ziffer bisher immer 0 war.
  • Die dritte Ziffer steht für die Anzahl an eingesetzten Boostern vom Typ SRB-A. Dabei können entweder zwei oder vier Booster eingesetzt werden, so stehen als Ziffern die 2 und die 4 zur Verfügung.
  • Die vierte Ziffer schließlich für die Anzahl der Booster vom Typ SSB. Diese kommen aber nur in einer Konfiguration vor, bei der zwei Booster vom Typ SRB-A vorhanden sind. Dabei können zwei oder vier SSB-Booster eingesetzt werden.


Ein Beispiel für die Nummerierung: Die H-IIA 2024 ist hierbei eine H-IIA mit keinen LRB-Flüssigtreibstoffboostern, zwei Boostern vom Typ SRB-A und vier Boostern vom Typ SSB.

Doch es wurden auch schon Versionen in den Ruhestand geschickt: 2008 beschloss man, wegen Kostenreduzierungen die Modellvielfalt von vier Versionen auf zwei zu reduzieren. Dies betrifft die SSB-Booster, womit nur noch die SRB-A als Booster für die H-IIA zur Verfügung stehen.

Technik

Die H-IIA besteht auf zwei Stufen sowie drei Arten von Boostern:

  • Die erste Art von Feststoffboostern, die SRB-A, sind die Hauptbooster der H-IIA. Die von Nissan Heavy Industries gebauten Booster sind 15,2 m lang, haben einen Durchmesser von 2,5 m und wiegen voll betankt 75,4 t. Sie haben einen Schub von 1.673 kN und brennen 101 Sekunden lang. Als Treibstoff nutzt man den Festtreibstoff HTPB. Bei jedem Start einer H-IIA benutzt man entweder zwei oder vier dieser Booster.


  • Die zweite Art von Feststoffbooster sind die SSBs, die bei manchen Starts der H-IIA mit zwei Boostern des Typs SRB-A eingesetzt werden. Die SSBs sind eigentlich Feststoffbooster vom Typ Castor IV A XL, die von Nissan Heavy Industries unter Lizenz vom amerikanischen Hersteller ATK nachgebaut werden. Der Lizenznachbau von US-Amerikanischer Technologie ist dabei schon immer ein großer Bestandteil des japanischen Raketenprogramms gewesen, wobei die Abhängigkeit von US-Technologie spürbar nachgelassen hat und die SSBs in der H-IIA die einzigen lizensierten Teile sind. Ein SSB an sich ist 14,39 m lang hat, einen Durchmesser von 1,02 m und wiegt voll betankt 14,85 t. Wie in der SRB-A nutzt man als Treibstoff HTPB. Die Booster haben einen Schub von 531 kN bei einer Brenndauer von 58 Sekunden. Es können entweder zwei oder vier SSBs eingesetzt werden, wobei bei einem Start mit vier SSBs zwei von ihnen erst nach dem Abbrennen des ersten Paares in der Luft gezündet.


  • Darüber hinaus gibt es eine bisher noch nicht eingesetzte Art von Boostern, den LRB-Flssigboostern. Sie basieren auf der Erststufe, wobei ein solcher Booster zwei anstatt einem Triebwerk vom Typ LE-7A hat. Dies ist eine verbesserte Variante des LE-7-Triebwerks der H-II, welches zu teuer und zu kompliziert war. Der Booster an sich ist 36,7 m, hat einen Durchmesser von 4 m und wiegt voll betankt 117 t. Die beiden Mitsubishi LE-7A-Triebwerke haben einen Schub von 2193 kN bei einer Brenndauer von 190 Sekunden. Als Treibstoff nutzt man den Treibstoffmix LH2 (flüssiger Wasserstoff) sowie LOX (flüssiger Sauerstoff).


  • Die erste Stufe der H-IIA basiert auf der Erststufe der H-II. Sie ist 37,2 m lang, hat einen Durchmesser von 4,07 m und wiegt voll betankt 113,6 t. Das einzelne Mitsubishi LE-7A-Triebwerk hat einen Schub von 1.098 kN und brennt für 392 Sekunden. Genauso wie in den LRBs, nutzt man in der Erststufe als Treibstoffe den Treibstoffmix LH2 und LOX.


  • Die zweite Stufe ist das Meisterstück der H-IIA. Sie sollte schon beim letzten Start einer H-II getestet werden, doch explodierte schon die Erststufe und die neue Stufe konnte nicht getestet werden. An sich ist die Zweitstufe 9,2 m lang, hat einen Durchmesser von 4,07 m und wiegt voll betankt 19,6 t. Das Mitsubishi LE-5B-Triebwerk liefert einen Schub von 136,5 kN bei einer Brenndauer von 534 Sekunden. Als Treibstoff nutzt man, wie in der Erststufe, den Treibstoffmix LH2 und LOX.


Starts

Bisher (Stand: August 2011) starteten insgesamt 18 H-IIA vom Tanegashima Space Center auf der japanischen Insel Tanegashima südlich der Insel Kyshu, eine der Hauptinseln Japans. Der Erststart fand am 29. August 2001 statt und startete den Satellitengeodäsiesatelliten (Satellitengeodäsie bedeutet mittels Beobachtung anderer Satelliten Erdvermessungen durchzuführen) LRE und VEP-2. Bisher (Stand: August 2011) gab es aber auch schon einen Fehlschlag. Dieser ereignete sich am 29. November 2003 beim sechsten Flug einer H-IIA, nachdem ein SRB-A-Booster sich nicht von der Rakete abtrennte. Dies machte die Rakete zu schwer für den weiteren Aufstieg und sie kam vom Kurs ab, worauf man sie sprengen musste. Dabei zerstörte man auch die beiden Militärsatelliten IGS-Optical 2 und IGS-Radar 2. Seitdem gab es aber keinen Fehlschlag von Seiten der Rakete her. Trotzdem gibt es einen Wehrmutstropfen, denn bisher waren bis auf einen australischen Forschungssatelliten, der beim vierten Start der H-IIA ins Weltall gebracht wurde, alle Nutzlasten japanische Satelliten oder Sonden.

Eine der bisher bekanntesten Nutzlasten der Rakete war die japanische Mondsonde SELENE-1 / Kaguya (jap. Name der Mondprinzessin Kaguya) am 14. September 2007. Die Sonde untersuchte darauf für zwei Jahre den Erdtrabanten und war eine der erfolgreichsten japanischen Sonden überhaupt.

Ausblick

Die H-IIA wird auch in Zukunft zusammen mit der Schwesterrakete H-IIB die zentrale Rolle in der japanischen Raumfahrt einnehmen. Doch trotz ihrer Wichtigkeit für Japans Weltraumprogramm gibt es einen Wehrmutstropfen, und zwar dass die H-IIA auf dem kommerziellen Markt nicht so erfolgreich ist wie gehofft, was einer der Gründe zur Modernisierung der H-II war. Denn von den Nutzlasten für die nächten Jahren findet sich nur eine nicht-japanische, nämlich der koreanische Erderkundungssatellit KOMPSat 3. Doch trotzdem wird die H-IIA auch in Zukunft die Speerspitze der japanischen Raumfahrt darstellen.
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