Til hovedsiden
    

   
    Bli medlem
    Siste nytt
    Artikler
    Bildeserier
    Temasider
    Bildearkiv
    Foredrag
    Effekter til salgs
    Lenker
    Spørsmål og svar
    Spør oss
    Prosjektoppgave
    Om oss
    NAF på Facebook
    Kontakt oss
    Nettstedskart
    Hovedsiden
Trykk for å lese mer om sitatet
 

Japansk romvirksomhet i 1990-årene

Av Knut Kristian Røberg

 

Artikkel publisert i Nytt om Romfart, 23. årgang, nummer 85, januar-mars 1993, sidene 6-10 av Norsk Astronautisk Forening/www.romfart.no.

Skriv ut

Tips bekjent

 

Utvikling av den nye H-2 bæreraketten og deltakelse i den internasjonale romstasjonen Freedom er Japans to viktigste romprosjekter i årene som kommer. Framtidige japanske romsplaner omhandler også den ubemannede miniromfergen HOPE som skal benyttes som transportmiddel til den internasjonale romstasjonen og et avansert hypersonisk romfly basert på scramjet-teknologi. Den internasjonale romstasjonen ser ut til å lide den skjebnen å forbli et papirprosjekt ennå i lang tid, og det kan være vanskelig å spå dens videre skjebne. HOPE og det hypersoniske romflyet vil neppe bli realisert før i det 21. århundre. I denne artikkelen skal vi isteden se litt nærmere på aktuelle japanske romprosjekter som allerede er realisert og hvilke planer Japan har for sin romvirksomhet i løpet av 1990-årene.

Nytt oppskytingsområde for H-2-bæreraketten Japan har bygd ferdig oppskytingsområdet for sin nye H-2-bærerakett. Dette har blitt et av de største og mest moderne oppskytingskompleksene i hele verden. Disse nye fasilitetene ved Tanegashima-romsenteret har gjort denne japanske tropiske øya ved 30 grader nord til en av verdens viktigste oppskytingssentra. H-2 oppskytingsområdet kan sammenlignes med Europas fasiliteter for Ariane 4 i Kourou i Fransk Guiana og USAs oppskytingsanlegg for Titan 3 på Cape Canaveral i Florida.

Når Japan begynner å skyte opp nyttelaster med H-2-bæreraketten i løpet av den nærmeste tid, vil de være på høyde med USA, Russland og Europa når det gjelder ubemannede kraftige bæreraketter og satellittkapasitet. H-2 blir i sin helhet utviklet av Japan, i motsetning til de tidligere rakettene av Delta-typen, som N-1, N-2 og H-1, som ble utviklet med assistanse fra McDonnell Douglas, Rocketdyne og Thiokol. H-2 er også ment som en reserve for den amerikanske romfergen for transport til Freedom og kan komme til å bidra til at Japan får utviklet et selvstendig program for bemannede ferder i det neste århundre.

Det nye oppskytingskomplekset til 330 millioner amerikanske dollar har en stor monteringsbygning - Vehicle Assembly Building (VAB) - hvor H-2 rakettene vil bli montert vertikalt på en mobil oppskytingsplattform. H-2 vil bli kjørt fra VAB fram til oppskytingstårnet på den mobile skinnegående plattformen, omtrent på samme måte som en Ariane-bærerakett eller romfergen blir transportert i dag.

I tillegg til de nye oppskytingsfasilitetene har Japan bygd et stort nytt område for testavfyringer av den oksygen/hydrogen-drevne LE-7-hovedmotoren som skal drive første trinnet på H-2. Japan har også modifisert eksisterende strukturer på Tanegashima for å teste H-2s faststoffmotorer. Tanegashima er en øy som ligger omtrent 80 km utenfor sørkysten av Kyushu, den sørligste av de store øyene i den japanske øykjeden. National Space Development Agency (NASDA) har skutt opp bæreraketter av typen N-1, N-2 og H-1 fra Tanegashima siden midten av 1970-tallet. Men det nye H-2-komplekset dominerer totalt.

H-2-bæreraketten blir bygd for å kunne plassere 4000 kg nyttelast i en geostasjonær overføringsbane, eller 2200 kg nyttelast i en geostasjonær bane. Dette er fire ganger så mye som kapasiteten til H-1-bæreraketten og nesten identisk med hva Ariane 4 klarer. H-2s kapasitet til geostasjonær bane er faktisk større enn for USAs Titan 34D.

Alternativt skal H-2-bæreraketten kunne plassere 10 000 kg nyttelast i lav jordbane. Japan har planer om å utvikle den ubemannede HOPE-romfergen for å besørge transport til Freedom på en oppgradert versjon av H-2. H-2s kapasitet til lav jordbane er omtrent 25 % bedre enn Ariane 4.

Utbyggingen av H-2-fasilitetene ved Tanegashima-romsenteret tok 4 år. Mitsubishi Heavy Industries var hovedkontraktøren for utviklingen av området. Det var opptil 1000 japanske arbeidere til stede samtidig ved Tanegashima for å bygge disse fasilitetene. Testområdene for LE-7-hovedmotoren og faststoffrakettene ble ferdigstilt først, slik at disse kunne bli benyttet under utviklingen av rakettens drivstoffsystem.

Motorsegmentene for H-2-bæreraketten Hvert av de fire segmentene som en H-2-bærerakett består av, blir sendt til oppskytingsområdet med båt. Motorsegmentene vil bli montert vertikalt. Faststoffmotorene blir testet i horisontal stilling, der dyseåpningen blir rettet mot en stor betongvegg som fører rakettflammene oppover for å beskytte den nærliggende stranda og korallrevene som omgir oppskytingsrampen og testområdet.

En rekke tester har blitt utført så langt. I løpet av en test blir faststoffmotorene avfyrt i 93 sekunder og genererer et støynivå på hele 170 dB (målt ved en kontrollstasjon i nærheten.) Testområdet for faststoffrakettene er egentlig en modifisert utgave av eksisterende fasiliteter, mens testområdet for den nye LE-7-hovedmotoren er helt nybygd.

Første-trinns motoren LE-7 har en skyvekraft på drøyt 900 000 N og testopplegget for denne er svært komplekst. Dette er den mest moderne testplassen for en hydrogen/oksygen-rakettmotor i hele verden, og vil bli benyttet til å teste oppgraderinger og forbedringer av LE-7 gjennom hele rakettens levetid. Motoren blir bygd av Mitsubishi og IHI.

Både oppskytingsrampen og testplassen har lagringstanker for flytende oksygen og hydrogen. En rekke tester har blitt utført siden 1988. Hver test blir overvåket av omtrent 30 teknikere fra Mitsubishi og IHI i et kontrollsenter like ved, der alle detaljer fra testing blir vist på dataskjermer.

En rekke problemer har plaget ingeniørene så langt. Problemene har blant annet ført til at de japanske myndighetene ikke lenger vil monopolisere utvikling og oppskyting av japanske kommersielle kommunikasjonssatellitter. Dermed kan japanske firmaer benytte amerikanskbygde satellitter og amerikanske/europeiske bæreraketter. Dette minsker presset på H-2 en del og flere satellitter som var ment å bli skutt opp med H-2, har blitt flyttet over til andre raketter allerede.

Monteringsbygningen (VAB) og kontrollsenterets avfyringsrom er selve hjertet i det nye komplekset. Området ble konstruert med basis i det amerikanske luftforsvarets sikkerhetsregler for rakettoppskytingsanlegg. Den 66 m høye monteringsbygningen har 13 arbeidsplattformer for å betjene H-2 når den står verikalt oppreist på sin mobile plattform inne i bygningen.

Faststoffmotoren blir først satt sammen horisontalt for deretter å bli heist opp med en stor 25 tonns kran og montert på den mobile plattformen. Hver faststoffmotor blir sikret med fire eksplosive bolter. Når de to faststoffmotorene er reist opp, blir de to sentraltrinnene (som forbrenner oksygen/hydrogen) koblet sammen med faststoffmotorene. I likhet med den amerikanske romfergen er det de to faststoffmotorene som holder vekten av hele bæreraketten oppe så lenge den står på plattformen.

Til å begynne med vil det ta omtrent 2,5 måneder å montere sammen en H-2-bærerakett i VAB før den blir transportert over til oppskytingsrampen. Denne tiden forventes å avta etter hvert.

Bare én H-2-bærerakett kan monteres i gangen fordi det finnes bare én mobil plattform. En plattform nummer to planlegges for å kunne behandle to raketter i løpet av en relativt kort tid.

Bare grunnleggende testing vil bli utført i monteringsbygningen. Nyttelasten og dekslet rundt den vil ikke bli plassert på bæreraketten før den befinner seg på oppskytingsrampen. Nyttelasten og dekslet vil bli sjekket og integrert i to bygninger for utprøving av nyttelaster, for deretter å fraktes som én enhet til rampen og heist opp på toppen av bæreraketten. Fra monteringsbygningen til rampen vil den mobile plattformen bevege seg på skinner, avstanden er omtrent 500 m.

Kjøretøyenheten og oppskytingstårnet Den 44 tonn tunge mobile plattformen er 22 m bred, 18 m lang og 7 m høy. Den blir drevet av elektriske motorer og har en maksimushastighet på 8 meter per minutt.

Selve oppskytingsrampen ligger i idylliske omgivelser rett ved Stillehavet der korallrev beskytter stranden like nedenfor. Det faste servicetårnet er 75 m høyt og 30 m bredt. På hver side av det faste servicetårnet er det to svingbare servicetårn som har samme funksjon som de tilsvarende tårnene på Kennedy-romsenteret.

De første planlagte ferdene med H-2-bæreraketten er nyttelaster som vil være av stor viktighet for å bringe japansk romteknologi framover:

  • Den første oppskytingen med H-2-bæreraketten vil sannsynligvis bli OREX (Orbiting Reentry EXperiment), som er en del av utviklingsprogrammet for HOPE. OREX-romfartøyet vil bli utsatt for testing for å vurdere termiske beskyttelsesmaterialer for eventuelt bruk under tilbakevending av romfergen HOPE.
  • Den andre oppskytingen skal ha med seg ETS-6 (Engineering Test Satellite), for å demonstrere avansert japansk geostasjonær satellitt-teknologi.
  • Den tredje oppskytingen med H-2-bæreraketten vil bli den første ferden med to nyttelaster. Den japanske Space Flyer, et 3,8 tonn tungt gjenbrukbart romfartøy med en rekke forskjellige nyttelaster om bord vil bli sendt inn i lav jordbane. Den femte japanske geostasjonære meteorologiske satellitten (GMS-5) vil også være om bord og vil bli plassert i en geostasjonær overføringsbane. Space Flyer er en friflyver som skal tas ned av den amerikanske romfergen 6 måneder etter utplassering i rommet. Den inneholder en del eksperimenter for avansert materialforskning. Dette blir den første gjenbrukbare/nedhentbare satellitten til Japan.

ISAS' nye bærerakett M-5

Japans romforskningsorganisasjon, Institute of Space and Astronautical Science (ISAS), skal utvikle en ny rakett i Atlas-klassen og har planer om å sende et romfartøy til Månen der det skal skyte penetratorer ned i Månens overflate. Ferden med penetratorene illustrerer de ambisiøse måne- og planetprosjektene som ISAS kan gjennomføre med sin nye M-5-faststoffrakett.

M-5 vil ha en kapasitet sammenlignbar med de tidlige amerikanske Atlas-bærerakettene. Den første oppskytingen av M-5-bæreraketten er planlagt i 1994. Da er det meningen den da skal sende opp satellitten Muses-B som har med seg en stor antenne for forskning innenfor VLBI (Very Long Baseline Interferometry). M-5-bæreraketten vil bli skutt opp fra Kagoshima-romsenteret. Det ligger på sørenden av øya Kyushu, det sørligste øya i Japans hovedøygruppe. Byen Kagoshima er en av kandidatene for en landingbane for romflyet HOPE.

Inntil M-5-bæreraketten er ferdig, vil ISAS benytte sin M-3S-2-bærerakett som har en løftekapasitet sammenlignbar med tidlige amerikanske Thor-bæreraketter. Astro-D vil bli skutt opp med M-3S-2. Astro-D er den til nå mest avanserte røntgensatellitten. ISAS har også ansvaret for Geotail-romfartøyet som foretar målinger i Jordens magnetosfære.

M-5-bæreraketten vil ha tre ganger så stor kapasitet som de nåværende M-3S-2-bærerakettene. De skal kunne plassere 2000 kg nyttelast i lav jordbane, til sammenligning med 700 kg for M-3S-2. Den nye raketten vil bli bygd for å kunne sende 600 kg nyttelast til Månen og 300 kg til Mars eller Venus.

M-5-bærerakettens første trinn vil ha 70 tonn med fast drivstoff og en styrbar dyse. Andre trinnet vil ha 30 tonn med drivstofff, mens det tredje vil ha 10 tonn. Hylsteret til de to første trinnene blir laget av stål, det tredje av karbonfiber.

Når M-5-bæreraketten er i operativ drift, skal den etter planen kunne skytes opp hvert eller annet hvert år. VLBI-oppskytingen i 1994 vil muligens bli etterfulgt av en månepenetrator i 1996 og kanskje en ferd til Mars eller Venus i 1997. Mars- og Venus-romfartøyene til ISAS skal bygges for å undersøke solvindens påvirkning på disse planetenes atmosfærer.

De grunnleggende planene for M-5-bæreraketten inn i det 21. århundre er å utvikle en rekke med M-5-baserte ferder, slik at alle de viktigste forskningsgrenene har et romfartøy til disposisjon hvert femte eller sjette år. En rekke tester har allerede blitt utført rundt penetratoren til Månen.

Japanske fjernmålings-/jordressurssatellitter

Japan opererer og utvikler en rekke fjernmålings-/jordressurssatellitter som i løpet av midten av 1990-årene vil gi Japan en mangfoldig erfaring i overvåkning av Jorden fra rommet og i å utvikle forskjellige brukergrupper for jordressurs-dataene. Dette gjelder følgende ferder:

  • Marine Observation Satellites (MOS). MOS-1A som ble skutt opp tidlig i 1987 og MOS-1B som ble skutt opp tidlig i 1990, forsyner Japan med høykvalitets multispektrale oseanografiske data og data fra overvåkning av selve terrenget på Jorden. Den nyeste satellitten forventes å være i funksjon i hvert fall inntil 1994, mens den eldste (MOS-1A) har passert sin beregnede levetid allerede.
  • Radarsatellitten Japan Earth Resources Satellite (JERS-1) ble skutt opp med en H-1-bærerakett i 1992 med støtte fra NASDA og Ministry of Trade and Industry (MITI). Den har en oppløsning på 18 m uavhengig av værforholdene og kan med sin bildedannende radar observere både dag og natt. JERS-1 har også et optisk sensorsystem som virker i det visuelle, det nærinfrarøde og kortbølget infrarødt. Dessuten har den stereoskopiske muligheter.
  • Advanced Earth Observing Satellite (ADEOS). Denne satellitten skal etter planen sendes opp med en H-2-bærerakett tidlig i 1995, og er den mest komplekse satellitten som er under utvikling i Japan for øyeblikket. Den vil ha med seg en rekke instrumenter for observasjoner av jordoverflaten og havene. Instrumentene kommer ikke bare fra Japan, men også fra USA og Frankrike.

Alle de nevnte satellittene vil sende sine data til NASDAs Earth Observation Center i Saitama, beliggende nordvest for Tokyo.

I likhet med sine bærerakett- og romstasjonsprogram har japanerne privatisert driften av Earth Observation Center. Teknikere fra Remote Sensing Technology Center, en kontraktørorganisasjon, utfører mye av datainnsamlingen og -analyseringen. Dette senteret ble bygd i 1978, primært for å ta ned bilder fra Landsat 2 og 3 og fra den franske Spot 1. Senere har oppgaven vært å ta ned data fra Landsat 5, de to MOS-1-satellittene og JERS-1. Spot-data blir fortsatt hentet ned, men i en mer begrenset grad fordi japanerne mener at de franske prisene for slike data er avskrekkende høye. Kapasiteten ved senteret har blitt utvidet for å kunne ta ned radardata fra JERS-1.

JERS-1 er en av de største satellittene som har blitt utviklet i Japan. Den 1,4 tonn tunge satellitten har en åttepanels stor radarantenne som måler 12 m x 2,5 m. Et 8 m x 3,4 m stort solcellepanel står vinkelrett på radaren. Satellitten har en banehøyde på 570 km og går i en polar bane. De totale kostnadene ved satellitten inkludert bæreraketten er omtrent 330 millioner dollar.

Både radaren og de optiske instrumentene om bord har en sveipebredde på 75 km. Det optiske systemet har en oppløsning på 18 m x 24 m. Dette er en vesentlig forbedring fra oppløsningen på 50 m som de multispektrale bildesystemene om bord på de to MOS-satellittene har.

ADEOS, en satellitt på hele 3,2 tonn, var opprinnelig rettet mot det mål å utvikle Japans romplattformteknologi. Men ADEOS-programmet, med kostnader på 533 millioner dollar, har etterhvert lagt mindre vekt på den rent teknologiske/ingeniørmessige fokuseringen og rettet interessen mer mot de jordobservasjonsdataene som satellitten kan skaffe tilveie.

ADEOS vil bli konstruert rundt en 4 m x 4 m x 5 m boksformet plattform. Et 3 m x 13 m stort solcellepanel vil bli foldet ut når satellitten kommer i bane. Av de åtte instrumentene om bord er det fem japanske, to som er baset på støtte fra USA og et fra Frankrike. De åtte instrumentene er:

  • Den japanske Ocean Color/Temperature Scanner. Dette multispektrale instrumentet fra NASDA skal levere fargedata fra havene og havoverflatetemperaturer i flere bølgelengdebånd.
  • Det japanske Advanced Visible/Near Infrared Radiometer. Et NASDA-instrument som skal levere multispektrale data fra land- og kystområder.
  • Den japanske Interferometric Monitor. Dette instrumentet med støtte fra MITI skal observere nivået på de «drivhusgassene» i atmosfæren som kan forårsake global oppvarming.
  • Den japanske Limb Scanner. Dette er et atmosfærisk spektrometer som skal observere bestanddelene i atmosfæren mellom 10 og 60 km høyde.
  • Det japanske retroreflektor-instrumentet. Det skal hjelpe til med å måle ozon, fluorkarboner og andre forurensninger ved hjelp av en bakkebasert laser. Reflektoren i ADEOS vil bli benyttet som mål for den bakkebaserte laseren. Målinger av laserlyset som blir reflektert tilbake til bakkestasjonen, vil kunne danne basis for de atmosfæriske dataene.
  • NASAs Scatterometer. Dette instrumentet fra det amerikanske Jet Propulsion Laboratory skal registrere vindhastigheter og vindretninger ved havoverflatene globalt.
  • NASAs Ozone Mapping Spectrometer. Dette instrumentet fra Goddard Space Flight Center skal sørge for detaljerte målinger av ozonlaget.
  • Den franske Earth Reflectivity Sensor. Dette instrumentet fra den franske nasjonale romorganisasjonen skal observere polarisasjonen av solutstrålingen som blir reflektert fra atmosfæren for å kunne levere miljømessige data om forholdene i atmosfæren. Japanerne er aktivt ute for å skaffe brukergrupper for ADEOS-programmet.

Tekster til illustrasjoner brukt i artikkelen

Den japanske ADEOS satellitten som skal sendes ut med en H-2-bærerakett. Denne komplekse satellitten vil ha med seg japanske, amerikanske og franske instrumenter. (NASDA)

Den japanske Earth Resources Satellite (JERS-1) som ble skutt opp i 1992 med en H-1-bærerakett, kan med sin bildedannende radar observere Jorden både dag og natt og i all slags vær. (NASDA)

Den 66 m høye monteringsbygningen som er bygd for H-2-bæreraketten ved Tanegashima-romsenteret. En mobil, skinnegående plattform skal frakte H-2-bæreraketten fra monteringsbygningen til oppskytingsrampen. (NASDA)

Oppskytingsanlegget for H-2-bæreraketten ved Tanegashima-romsenteret. Monteringsbygningen ses i bakgrunnen. (NASDA)

Den japanske Engineering Test Satellite (ETS-6) vil bli den andre nyttelasten for H-2-bæreraketten. Her ses teknikere med en modell. (NASDA)

Faststoffmotorene til H-2-bæreraketten, som er bygd av Nissan, blir her forberedt for testing ved Tanegashima. (NASDA)

En japansk M-3S-2-bærerakett tar her av fra Kagoshima-romsenteret. Om bord er Japans første ubemannede romfartøy til Månen. (ISAS)

 
Forrige artikkel | Neste artikkel | Alle NOR 1993 | Alle Romfart/NOR
 
 
 

Alt stoff på romfart.no/.com/.org er opphavsrettslig beskyttet.
romfart.no/.com/.org eies og drives av Norsk Astronautisk Forening.