試験機1号機ミッション概要

H3試験機1号機は、初めてH3ロケットを実際に打ち上げ、総合システムとしての最終試験を行うとともに、 その一環としてJAXAが開発した先進光学衛星「だいち3号」（ALOS-3）を搭載し、所定の軌道へ投入することを目的としています。

機体形態は「H3-22S」で、LE-9エンジンが2基、固体ロケットブースタ（SRB-3）が2本、ショートフェアリングを搭載します。

試験機1号機でLE-9が2基なのは、H-IIBロケットで実績のあるエンジンを2基束ねた形態からの段階的検証を重視したためです。

SRB-3が2本、ショートフェアリングであるのは搭載する衛星である「だいち3号」の寸法や質量、打ち上げ軌道に合わせて機体形態を決定しました。

射点に立つH3ロケット試験機1号機

フライトシーケンス

試験機1号機デザイン

ロケットのカラーリングやデカールなどのデザインは、H3の「シンプルに洗練」というコンセプトを反映しています。

フェアリングには「JAXA」と「H3」のロゴマークを入れました。なお、H3は将来的に民間事業者である「三菱重工業株式会社」に運用を移管する予定のため、いずれJAXAロゴはなくなる見込みです。

また打ち上げる搭載衛星のロゴマークなどを貼り付けることができるスペースも確保しています。H-IIA/Bでは、段間部と呼ばれる第1段と第2段の間にあたる部分にミッションロゴを 貼り付けていましたが、H3では形状が変わって貼れなくなったため、場所をフェアリングに移しています。

更に黒い矢印形をアクセントとして入れています。この黒はフェアリングを構成している複合材の地の色が出ています。

第1段機体には日本の国旗と「JAPAN」の文字を入れています。H-IIA/Bまでは「NIPPON」と表記していましたが、 H3ではグローバルな打ち上げサービスの実現を目指しておるため世界的により一般的な名称である「JAPAN」に変更しています。

試験機1号機のペイロード

H3試験機1号機で打ち上げる先進光学衛星「だいち3号」（ALOS-3）は、陸域観測技術衛星「だいち」（ALOS）の光学ミッションを引き継ぐ地球観測衛星です。

「だいち」は2006年に打ち上げ、2011年まで運用されました。地上を光学センサー（カメラ）で撮影できる技術の実証し、地図作成や資源調査、災害状況の把握などで活躍しました。

「だいち3号」は、その能力を受け継ぎつつ、大型化・高性能化したセンサーを搭載します。

「だいち」と同じ、70kmという広い観測幅（視野）を維持しつつ、高い地上分解能（どれだけ地上のものを細かく見られるかという指標）は「だいち」の2.5mから「だいち3号機」の0.8mへと大幅な能力向上を実現します。

「だいち3号」は地上のあらゆる地点を定期的に観測できることから、国内・海外を問わず全地球規模の陸域を継続的に観測することができ、 蓄積した平常時と災害発生時の画像を迅速に取得・処理・配信するシステムを構築することで、国及び自治体などの防災活動、災害対応になくてはならない手段のひとつになることを目指しています。

とくに、「だいち3号」の地上分解能は「だいち」に比べて大幅に向上するため 、建物の倒壊や道路の寸断の状況がより明確に視認できるようになります。

さらに、災害発生前後の画像の比較により、詳細な被害状況を速やかに把握することも可能になります。

「だいち3号」の観測画像は、わが国や開発途上国の高精度な地理空間情報の整備・更新に貢献するほか、 多様な観測機能による沿岸域や植生域の環境保全への利用・研究など、さまざまな分野での活用が期待されています。

試験機1号機打上げに至るまで

システム試験

第1段厚肉タンクステージ燃焼試験（BFT）

燃料タンクとLE-9エンジンを組み合わせ、飛行時の圧力や温度を地上で模擬することを目的とした総合的な燃焼試験です。 タンク以外は実機と同じ構成部品を使用し、実フライトと同じく2基もしくは3基を束ねて燃焼させる大規模なもので、 2019年1月から2020年2月までに計8回（2基形態を5回、3基形態を3回）、三菱重工株式会社 田代試験場で実施しました。

第2段実機型タンクステージ燃焼試験（2段CFT）

H3ロケット実機の2段機体とLE-5B-3エンジンを組み合わせ燃焼試験を行うことにより、推進系としての機能・性能を検証することを目的としています。 2020年7月から8月にかけて計3回、三菱重工株式会社 田代試験場で実施しました。

極低温点検（F-0）

2021年3月17日から3月18日にかけて極低温点検（F-0）を実施しました。

極低温点検では、打ち上げを行う射点にH3ロケットを立て、ロケットに推進剤の液体水素と液体酸素を充填し、 エンジンに着火する直前までのカウントダウン作業のリハーサルを行うもので、ロケットに実際に極低温の推進剤を流し込むため、極低温点検と呼びます。

この試験ではロケットと地上設備、安全監理という3つのシステムのインタフェース確認も実施しました。 これにより、組み立てた機体と射点設備を組み合わせた状態で、打ち上げまでの作業性や手順を確認することができました。

実際の打ち上げと異なる点としてただし、フェアリングは過去の開頭試験で使ったものを、また第1段のメインエンジンであるLE-9はまだ完成していないため試験用のものを使用しました。
火工品であるSRB-3ブースターやフェアリングの分離などで用いられる火薬類も装着していません。

第1段実機型タンクステージ燃焼試験（CFT）

2022年11月6日から11月8日にかけて第1段実機型タンクステージ燃焼試験（CFT）を実施しました。 実際の打ち上げで使用する機体とエンジンを用いた総合システム試験で、打上げ射場である、種子島宇宙センター大型ロケット発射場の第2射点でおこなわれます。

第1段エンジンであるLE-9を燃焼させますが、ロケットが飛んでいかないよう、固定した状態で実施します。 地上設備とロケットのインターフェイスが取れているか、LE-9エンジンがきちんと燃焼しているかなどを、実際のフライトに近い状態で試験します。

計画変更

新型ロケットの開発には数々の技術的課題が立ちふさがりました。 特に第1段メインエンジン「LE-9」の開発においては、事前に「LE-X」という試作エンジンの設計、開発を行い、 要素（部品）単位での試験も行うなど十分な準備をして挑みましたが、それでも技術的な課題が幾つも発生しました。

LE-9エンジン認定計画の見直し

2019年、基本的な機能・性能に関する技術データの取得を目的とした試作エンジン（実機型エンジン）の燃焼試験を繰り返していた段階において、 3D 造形製造法（3D プリンター）で製作した噴射器の燃焼特性に異常が見られました。 また液体水素ターボポンプ（FTP）のタービンの翼には繰り返しの力を受け強度が低下したことで発生する、ひびのようなものが確認されました。 これらの事象を受け2019年10月にLE-9開発を2段階に分けて認定することとなりました。
まず第1段階では、これまでの実績がある機械加工噴射器の適用のほか、共振*領域以外で運転する「タイプ1」エンジンを開発、 続いて第2段階では、3D造型製造法による噴射器を適用し、共振領域そのものの排除するよう改良した「タイプ2」エンジンを開発することとしました。
（*共振：物体が外部の振動と同期してさらに大きく振動する現象）

1度目の延期

2020年2月から「タイプ1エンジン」の認定型エンジン燃焼試験（QT）を開始しました。 QTとは、実際の打上げに用いるエンジンと同等設計・プロセスで製造した試験用エンジンによる機能・性能の確認および寿命実証を目的とした燃焼試験で、 運用時に遭遇し得る環境を想定した厳しい作動条件を含む試験を計8回、累計1098.5秒間に渡り実施しました。 2020年5月26日に実施した8回目の燃焼試験後のエンジン内部点検にて、 「燃焼室内壁の開口」と「液体水素ターボポンプ（FTP）タービンの疲労破面」という2つの事象が確認されましたことを受け、 その対策のために試験機1号機の打上げ時期を2021年度、試験機2号機を2022年度に変更しました。

2度目の延期

この2つの事象に対して対応策の適用と、その有効性の確認を進めた結果、「燃焼室内壁の開口」については対応策を確立することができました。 一方の「液体水素ターボポンプ（FTP） タービンの疲労破面」については一定の目途を得たものの、 有効性検証するための試験中に新たな技術課題が発生したことを受け、確実な打ち上げを行うため開発計画を再び見直し、 試験機1号機の 打上げ時期を2022年度に変更しました。