4号機、30日打ち上げ

宇宙航空研究開発機構（ＪＡＸＡ）は三菱重工業と開発した新型の大型基幹ロケット「Ｈ３」４号機を３０日に打ち上げる。同機には防衛省のＸバンド防衛通信衛星「きらめき」３号を搭載。Ｈ３で初となる地球からの高度３万６０００キロメートルに位置する静止軌道への衛星投入を実施する。また、将来的に活用を見込む静止軌道に衛星を投入する技術の実証を行う予定。Ｈ３の高度化を加速し、世界から選ばれるロケットを目指す。（飯田真美子）

長時間飛行技術、データ収集

Ｈ３ロケット４号機では、Ｈ３で初の静止軌道への衛星輸送を実施する。これまでの打ち上げでは、多くの地球観測衛星が周回する高度２０００キロメートル以下の低軌道に衛星を投入してきた。今回衛星を投入する静止軌道は、投入した衛星が地球の自転と同じ速度で移動するため、特定の地域を２４時間体制でカバーできるという利点がある。気象衛星「ひまわり」や日本版全地球測位システム（ＧＰＳ）の準天頂衛星システム「みちびき」といった通信や気象観測を行う衛星が利用している。

静止軌道に衛星を投入するには、ロケットで「静止トランスファー軌道（ＧＴＯ）」という軌道に入る必要がある。ＧＴＯは楕円の軌道を描いており、地球から近いところでは高度約２００キロメートル、遠い場所では３万５０００キロメートルになる。ＧＴＯまで衛星をＨ３の２段エンジンで投入した後にエンジンを停止して分離し、高度が高くなったところで静止軌道に移る仕組み。今回は、きらめき３号をＧＴＯまで運ぶことが一番のミッションだ。

静止衛星の輸送に関してロケットの仕事はＧＴＯに衛星を投入するまでであり、その後は衛星が自力で静止軌道まで飛行しなければならない。また赤道付近から見たＧＴＯの傾きは０度であり、赤道から近いほど衛星を静止軌道に投入しやすいが、ＪＡＸＡ種子島宇宙センター（鹿児島県南種子町）は北緯３０度であるため衛星を投入するＧＴＯも約３０度傾いている。傾いたＧＴＯから静止軌道に衛星が自力で移るには燃料やエンジンを使いながら静止軌道を目指さなければならず、衛星の劣化につながる。

そこで衛星をＧＴＯに投入した後もロケットの２段エンジンから分離せずに長時間飛行する技術「ロングコースト」を開発中。高度３万６０００キロメートル付近に近づいた段階で２段エンジンを再々着火し、ＧＴＯの傾きを２０度まで下げることで静止軌道により近い軌道まで衛星自身の燃料やエンジンを使わずに運べるようになる。

Ｈ３ロケット４号機の打ち上げでは、きらめき３号の分離後にロングコースト技術の実証に必要なデータを収集する。ＪＡＸＡの有田誠プロジェクトマネージャは「チリ・サンチャゴ局を使って長時間飛行中の燃料タンクの温度や燃料となる液体水素の失われ方などを調べる」と説明。将来的に、ロングコースト技術はＪＡＸＡや総務省などが開発する技術試験衛星９号機（ＥＴＳ―９）の打ち上げ時に実証する見込み。

ロングコースト技術は従来機「Ｈ２Ａ」の高度化を目的に開発が始まり、Ｈ２Ａ２９号機で使われた実績もある。海外では米スペースＸのロケット「ファルコン９」でも使われるようになっており、最近では欧州宇宙企業のアリアンスペースの新型の大型ロケット「アリアン６」にも導入する見込みだ。アリアンスペース東京事務所の高松聖司代表は「静止衛星を扱うユーザーからロングコースト技術の需要が高まっている」と強調する。Ｈ３にロングコースト技術を搭載できれば、日本だけでなく海外からの顧客獲得にもつながるかもしれない。

防衛省、3機体制確立へ　Xバンドで円滑通信

日本の通信衛星の中でも、防衛省が所有する衛星は自衛隊が使うことが多く、用途によってＸとＫｕ、Ｌ、Ｋａという四つの周波数帯域（バンド）を使い分けている。Ｈ３ロケット４号機に載せる「きらめき」３号は、Ｘバンドという周波数帯域８ギガ―１２ギガヘルツ（ギガは１０億）を活用する通信衛星。地形によらず覆域が広い衛星通信と気象の影響を受けにくく安定な通信が可能という特徴があり、分散した自衛隊の部隊間での適時適切な通信に使われる。

具体的には、海外を含めた陸・海・空自衛隊の部隊運用での命令や調整などの円滑な情報通信や大容量の画像・映像データの伝送に利用する。機密情報をやりとりする安全保障の観点で重要な通信インフラであるため、衛星の大きさや質量といった詳細なスペックは公開されていない。

きらめき以前はスカパーＪＳＡＴの通信衛星３機による通信サービスを利用していたが、設計寿命のため後継機を打ち上げて運用する必要があった。そこで防衛省が所有・運用する３機体制の通信衛星の開発に乗り出した。これまで２機のきらめきの打ち上げに成功し、今回で３機体制が確立する見込みだ。ＪＡＸＡの山川宏理事長は「Ｈ３ロケット４号機の打ち上げ準備に注力し、きらめき３号機を確実に静止軌道に届ける」と意気込んだ。

インタビュー／2段エンジンを改良、JAXA H3プロジェクトマネージャ・有田誠氏

ＪＡＸＡの有田誠Ｈ３プロジェクトマネージャに、４号機打ち上げの狙いなどを聞いた。

―Ｈ３ロケット４号機ではロングコースト技術の実現に向けたデータ取得を行います。

「静止衛星は自身の位置を維持するために燃料を使うため、できるだけ静止軌道に衛星を投入するのに負荷をかけたくはない。ロングコースト技術が確立できれば衛星の燃料をあまり減らさずに軌道投入でき、顧客の需要増加につながると期待される」

―補助ロケットがなくメーンエンジン３基のみの「３―０形態」が２０２５年に打ち上げ予定です。

「３号機と同様で、今回の４号機でも３―０形態のカギとなる意図的にエンジンシステムの性能を下げるスロットリングを行う。静止衛星だけでなく小型衛星を低軌道に投入し、複数の衛星を地球の周囲に配置して活用する『衛星コンステレーション』の需要が高まっている。３―０形態が確立することで用途の幅が広がり、Ｈ３がこうした現状に対応できるようになる」

―他にＨ３の高度化に向けて取り組んでいることはありますか。

「現在、２段エンジンの改良に向けた検討を進めている。より強いエンジンで燃料を多く搭載でき、コストパフォーマンス良く運用可能なエンジンを目指している。どのようなカタチにするかをしっかり議論し、Ｈ３で実証しつつ将来の次期基幹ロケットに技術をつなげたい」