日本新一代大型H3 火箭首飛失利影響分析

王姝雅 馬昆 王林 （ 北京航天長征科技信息研究所， 中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院）

H3 火箭從種子島航天中心發(fā)射升空

作為國外新一代主力運(yùn)載火箭第一個(gè)進(jìn)行首飛的型號(hào)，經(jīng)歷多次推遲的H3 首飛任務(wù)仍遭遇終止和失敗。這是繼2022 年10 月“艾普斯龍”（Epsilon）火箭因二子級(jí)姿控系統(tǒng)故障發(fā)射失敗后，日本再次遭遇發(fā)射失利。

1 首飛任務(wù)及失利概況

北京時(shí)間2023 年3 月7 日9 時(shí)37 分，日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)（JAXA）研制的新一代大型運(yùn)載火箭H3 發(fā)射升空，執(zhí)行首飛任務(wù)，計(jì)劃將先進(jìn)陸地觀測衛(wèi)星-3（ALOS-3）光學(xué)遙感衛(wèi)星送入太陽同步軌道（SSO）。JAXA 在任務(wù)失敗后提供的數(shù)據(jù)顯示，自動(dòng)倒計(jì)時(shí)結(jié)束后，H3 火箭從位于種子島航天中心的發(fā)射臺(tái)順利升空，隨后固體火箭助推器成功分離。4min56s 后，一子級(jí)主發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)機(jī)，一、二子級(jí)成功分離，與計(jì)劃飛行時(shí)序一致。然而，本應(yīng)在5min16s 點(diǎn)火的上面級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)并未啟動(dòng)，在達(dá)到約3.6km/s 的速度后，火箭開始減速。傳回地面控制中心的數(shù)據(jù)顯示，在沒有上面級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)推力的情況下，火箭飛行至約630km 的最大高度。在確定無法將有效載荷送入指定軌道后，地面控制中心在發(fā)射后13min55s 向火箭發(fā)出指令自毀，H3 首飛箭和3t 重的ALOS-3 衛(wèi)星碎片落在菲律賓以東海域[1]。

H3 的首次發(fā)射窗口原定于北京時(shí)間2023 年2月17 日9 時(shí)37 分開啟，但由于在自動(dòng)點(diǎn)火倒計(jì)時(shí)期間，火箭芯一級(jí)系統(tǒng)檢測到異常，未發(fā)送固體助推器點(diǎn)火信號(hào)，發(fā)射遭遇中止。經(jīng)調(diào)查，LE-9 主發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，在切斷箭上和地面之間的所有電源和通信連接時(shí)，瞬間電勢變化影響到火箭一子級(jí)的飛行控制系統(tǒng)（V-CON1），V-CON1 檢測到錯(cuò)誤命令，因此未發(fā)送固體助推器點(diǎn)火信號(hào)，導(dǎo)致發(fā)射中止。針對上述問題，JAXA 將上述程序從一次性切斷所有電源和通信連接，調(diào)整為間隔切斷，并通過試驗(yàn)驗(yàn)證了該方法抑制瞬間電勢波動(dòng)的有效性。

JAXA 在失利后提供的本次任務(wù)的實(shí)際飛行數(shù)據(jù)

故障調(diào)整情況

2 H3 火箭技術(shù)方案

構(gòu)型

H3 火箭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以H-2A 和H-2B 為基礎(chǔ)，最大限度地利用原有技術(shù)，基于簡化設(shè)計(jì)和通用化設(shè)計(jì)的原則實(shí)現(xiàn)靈活、可靠和低成本的研制目標(biāo)。H3火箭由JAXA 牽頭研制，三菱重工有限公司（MHI）為其主承包商。

H3 火箭采用兩級(jí)加捆綁助推器構(gòu)型，直徑5.2m，整箭高57 ～63m，芯一級(jí)采用2 ～3 臺(tái)LE-9 氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)，上面級(jí)采用1 臺(tái)LE-5B-3 氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)，捆綁固體助推器數(shù)量為0/2/4 枚，可配合使用長短2 種整流罩，主要有4 種構(gòu)型，起飛質(zhì)量270 ～572t，其中無助推構(gòu)型（H3-30S）的太陽同步軌道運(yùn)載能力為4t，4 助推構(gòu)型的地球同步轉(zhuǎn)移軌道（ΔV=1500m/s）運(yùn)載能力為6.5t。無助推構(gòu)型計(jì)劃用于政府載荷發(fā)射，其他構(gòu)型則用于商業(yè)衛(wèi)星發(fā)射。

本次首飛構(gòu)型為H3-22S，即芯一級(jí)安裝2 臺(tái)LE-9、捆綁2 枚固體助推器、采用短型整流罩的構(gòu)型，起飛質(zhì)量422t、高57m，所發(fā)射的ALOS-3 衛(wèi)星質(zhì)量為3t，目標(biāo)軌道為669km 的太陽同步軌道（SSO）。

H3 火箭的SRB-3 固體助推器基于此前H-2A/B 的SRB-A 改進(jìn)而來，直徑同樣為2.5m，長15m，推進(jìn)劑質(zhì)量67.2t，總質(zhì)量76.2t，工作時(shí)長110s，海平面推力2158kN，比沖283.6s，采用固定噴管。SRB-3 采用日本國產(chǎn)碳纖維復(fù)合材料殼體制造方案替代了此前從美國引進(jìn)的制造技術(shù)和設(shè)備，降低了成本。在捆綁連接和分離方式上，利用“推力銷”替代了SBR-A 采用的6 根傳力桿，利用氣動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的活塞機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)分離，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)簡化和結(jié)構(gòu)減重。另外，SRB-3 還將作為艾普斯龍-S 改進(jìn)型固體小型火箭一子級(jí)，達(dá)到模塊通用化和降低總體成本的目的。

H3 的一子級(jí)基于H-2B 一子級(jí)改進(jìn)而來，直徑同為5.2m，長37m，總質(zhì)量240t，推進(jìn)劑質(zhì)量225t，工作時(shí)長約300s，可以安裝2 臺(tái)或3 臺(tái)LE-9發(fā)動(dòng)機(jī)。LE-9 是世界上首型采用開式膨脹循環(huán)（膨脹排氣循環(huán)）的主發(fā)動(dòng)機(jī)，海平面推力1221kN，真空推力達(dá)1471kN，真空比沖425s。真空推力相比H-2A/B 上采用分級(jí)燃燒循環(huán)的LE-7A 的1078kN有所提升，但真空比沖低于LE-7A 的446s。發(fā)動(dòng)機(jī)創(chuàng)新改進(jìn)包括開式膨脹循環(huán)、3D 打印制造、電動(dòng)閥變推力控制（最大調(diào)節(jié)能力達(dá)到60%）等。

二子級(jí)直徑5.2m，長12m，總質(zhì)量27t，推進(jìn)劑質(zhì)量24.5t，工作時(shí)長約686s，采用LE-5B-3 氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)。LE-5B-3 基于H-2A/B 的LE-5B-2 改進(jìn)而來，同樣采用開式膨脹循環(huán)，真空推力137kN，真空比沖從446.6s 提升至448s，最大工作時(shí)長從534s 增 加 至740s，具 備5 次 啟 動(dòng) 能力。JAXA 在2017-2019 年針對LE-5B-3 發(fā)動(dòng)機(jī)開展了2 輪共計(jì)35 次試車，并在2020 年7-8 月對二子級(jí)進(jìn)行了3 次試車，針對試車過程中出現(xiàn)的液氫渦輪分子泵轉(zhuǎn)速過高、供氧壓力下降等問題進(jìn)行改進(jìn)，對二子級(jí)及其發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行了充分驗(yàn)證。不過，本次發(fā)射還是出現(xiàn)二子級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)未能啟動(dòng)的故障情況。

H3 系列火箭包括4 種構(gòu)型

分系統(tǒng)

JAXA 基于簡化設(shè)計(jì)和通用化設(shè)計(jì)原則，在H3火箭推進(jìn)、結(jié)構(gòu)和電氣3 個(gè)主要分系統(tǒng)上采取了多方面的措施。

1）推進(jìn)分系統(tǒng)。減少發(fā)動(dòng)機(jī)零部件數(shù)量、采用更便于加工的形狀、簡化工序并實(shí)現(xiàn)流程自動(dòng)化；閥門和傳感器等零部組件采用汽車航空工業(yè)領(lǐng)域的商業(yè)現(xiàn)貨產(chǎn)品，但要經(jīng)過嚴(yán)格評(píng)估；采用電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)替代伺服機(jī)構(gòu)的液壓系統(tǒng)和閥門的氣壓作動(dòng)系統(tǒng)，飛行過程中所有閥門和伺服機(jī)構(gòu)全部依靠電力驅(qū)動(dòng)。

2）結(jié)構(gòu)分系統(tǒng)。進(jìn)一步擴(kuò)大旋壓成型工藝應(yīng)用范圍，減少使用大型鍛造環(huán)和厚壁板材；發(fā)動(dòng)機(jī)段、箱間段采用自動(dòng)鉚接工藝；分離機(jī)構(gòu)和火工品等關(guān)鍵部件和H-2A/B 共用。

3）電氣分系統(tǒng)。采用“分布式控制系統(tǒng)”和“網(wǎng)絡(luò)”系統(tǒng)，電氣系統(tǒng)的設(shè)備都連接到網(wǎng)絡(luò)中，相比在H-2A/B 上傳感器、計(jì)算機(jī)、通信設(shè)備通過獨(dú)立線纜與地面連接傳輸信息的方式，分布式、網(wǎng)絡(luò)化的結(jié)構(gòu)大幅減少線纜的數(shù)量，減輕了重量、簡化了發(fā)射場組裝、檢查和發(fā)射工作，并降低了成本。另外，為提高系統(tǒng)可靠性，H3 火箭電氣系統(tǒng)冗余能力也得到改進(jìn)和提升。

制造

為了提高H3 火箭研制效率，縮短研制周期，同時(shí)也為了進(jìn)一步降低后續(xù)使用階段的運(yùn)營成本，JAXA 優(yōu)化了H3 火箭的生產(chǎn)制造方式，同時(shí)還引進(jìn)了很多新技術(shù)。

研制過程中，采用“快速跟蹤”的方式，并行開展設(shè)計(jì)研發(fā)工作和制造工作，在設(shè)計(jì)和驗(yàn)證還沒有完全結(jié)束之前，就啟動(dòng)樣件和樣機(jī)的制造，盡管可能會(huì)帶來“返工”的風(fēng)險(xiǎn)，但可以通過風(fēng)險(xiǎn)管理盡可能規(guī)避“返工”問題，從而大幅提高效率，縮短研制周期。

為了在H3 火箭進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)營狀態(tài)之后，實(shí)現(xiàn)發(fā)射價(jià)格降至H-2A 一半左右的目標(biāo)（指H3-30S 構(gòu)型），負(fù)責(zé)火箭制造的總承包商三菱重工擴(kuò)建了火箭制造裝配廠房，在當(dāng)前借鑒汽車和航空工業(yè)流水線生產(chǎn)方式的基礎(chǔ)上，后續(xù)將把H3 火箭分為4 個(gè)部分，各個(gè)部分的轉(zhuǎn)移過程和加工過程同步進(jìn)行，并稱之為“節(jié)拍生產(chǎn)”。

最后，在繼承H-2A/B 技術(shù)的同時(shí)，日本還考慮新技術(shù)整合應(yīng)用，裝配制造和檢測的自動(dòng)化，以及3D 打印等新技術(shù)。LE-9 發(fā)動(dòng)機(jī)的管道、閥門、噴油器、燃燒室等結(jié)構(gòu)件大量采用3D 打印技術(shù)，其中噴注器從此前500 個(gè)零部件組裝簡化為一體成型，才能使整體成本降低50%以上成為可能。

3 研制背景及歷程

背景

盡管日本的航天發(fā)射次數(shù)較少，在國際商業(yè)發(fā)射市場上的份額也很少，但是一直強(qiáng)調(diào)其主力火箭的國際競爭力，因此也將H3 火箭與獵鷹-9（Falcon-9）、阿里安-6（Ariane-6）、“火神”（Vulcan）、“新格倫”（New Glenn）和安加拉-A5（Angara-A5）等新型火箭對標(biāo)，提出要將H3 火箭的單次發(fā)射成本降至50 億日元，在衛(wèi)星發(fā)射需求規(guī)?；投鄻踊纳虡I(yè)市場上尋求更多機(jī)會(huì)。

日本發(fā)展H3 火箭更重要的原因是要保持獨(dú)立自主進(jìn)入空間的能力。航天技術(shù)和裝備的快速發(fā)展，也對進(jìn)入空間能力提出了更高的需求，需要更加高效和可靠的發(fā)射方式，而且還能夠與“艾普斯龍”小型固體火箭共用技術(shù)，保持其固體火箭技術(shù)的能力。

另外，日本還提出避免航天人才斷層的問題，從H-2A/B 研制活動(dòng)至今已經(jīng)30 年，需要開展新的火箭研制項(xiàng)目來培養(yǎng)人才，傳承經(jīng)驗(yàn)，保證日本航天工業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

因此，H3 運(yùn)載火箭是日本為降低現(xiàn)役主力火箭的高昂成本而開發(fā)的下一代大型運(yùn)載火箭，經(jīng)過近十年的研制，來維持和加強(qiáng)日本航空航天工業(yè)基礎(chǔ)，為日本提供可靠進(jìn)入空間的能力，并提升日本在國際商業(yè)發(fā)射服務(wù)市場上的競爭力。根據(jù)對客戶的調(diào)研結(jié)果，在H3 火箭的開發(fā)規(guī)范中還規(guī)定了以下三點(diǎn)：①有競爭力的發(fā)射能力和價(jià)格；②發(fā)射場的操作改進(jìn)以及確保在預(yù)定日期發(fā)射；③給衛(wèi)星提供振動(dòng)更小，環(huán)境更好的發(fā)射條件。

主要大事件

2013 年5 月，日本內(nèi)閣航天運(yùn)輸系統(tǒng)委員會(huì)向日本政府提出研制H3 運(yùn)載火箭的建議。

2014 年1 月，日本政府正式批準(zhǔn)，為H3 火箭的研制提供總額19 億美元的研制經(jīng)費(fèi)。

2014 年4 月，JAXA 和三菱重工有限公司著手H3 運(yùn)載火箭的開發(fā)。

2016 年6 月，JAXA 對火箭實(shí)施綜合系統(tǒng)基本設(shè)計(jì)審查，審查結(jié)果表明可以進(jìn)入詳細(xì)設(shè)計(jì)階段。

2017 年4 月，開始在種子島宇宙中心開展一子級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)LE-9 的點(diǎn)火試驗(yàn)。

2017 年12 月，JAXA 對火箭實(shí)施綜合系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)審查，判斷可以進(jìn)入試驗(yàn)機(jī)制造階段。

2020 年5 月，LE-9 發(fā)動(dòng)機(jī)在地面試車過程中燃燒室和渦輪泵出現(xiàn)技術(shù)問題。

2020 年9 月，為了應(yīng)對上次試驗(yàn)中出現(xiàn)的問題，JAXA 重新修改了H3 運(yùn)載火箭的開發(fā)計(jì)劃，并將試驗(yàn)機(jī)1 號(hào)機(jī)（TF1）的發(fā)射時(shí)間推遲到不晚于2021 財(cái)年。

2022 年1 月，JAXA 宣布，由于2020 年在鑒定試車中暴露出的發(fā)動(dòng)機(jī)故障問題仍未解決，首飛時(shí)間再度推遲。

2022 年3 月下旬至7 月上旬，在種子島宇宙中心通過發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒試驗(yàn)進(jìn)行葉片振動(dòng)測試，選定適合試驗(yàn)機(jī)1 號(hào)機(jī)的規(guī)格。

2022 年7 月下旬起，開始實(shí)施認(rèn)定燃燒試驗(yàn)（共9 次）；9 月下旬，首臺(tái)LE-9 發(fā)動(dòng)機(jī)已通過試車鑒定并安裝到一子級(jí)，10 月初，首飛箭所采用的第二臺(tái)LE-9 發(fā)動(dòng)機(jī)也通過了驗(yàn)收試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，發(fā)動(dòng)機(jī)可以全部按照預(yù)期工作，能夠搭載首飛箭上天。

2022 年11 月，H3 首飛箭在種子島航天發(fā)射場的發(fā)射臺(tái)上進(jìn)行了全箭靜態(tài)點(diǎn)火試驗(yàn)，芯一級(jí)的兩臺(tái)LE-9 發(fā)動(dòng)機(jī)工作25s 后關(guān)機(jī)。此后，JAXA 對試驗(yàn)中出現(xiàn)的一子級(jí)液氧加壓接頭處泄漏、液氧貯箱頂部溢流閥以及火箭尾焰導(dǎo)流槽出口噪聲超過振動(dòng)環(huán)境條件限制值等問題進(jìn)行改進(jìn)，并著手發(fā)射準(zhǔn)備工作。

4 研制特點(diǎn)分析

繼承已有技術(shù)，平衡技術(shù)創(chuàng)新和可靠性

H3 總體構(gòu)型基本與H-2A/B 一致，采用固體捆綁助推器加芯級(jí)氫氧構(gòu)型，保持靈活性和通用性；直徑與H-2B 主結(jié)構(gòu)一致，為5.2m，旋壓成型等大尺寸結(jié)構(gòu)的制造技術(shù)和能力得到以沿用，原有的地面設(shè)備也能夠相匹配；主要?jiǎng)恿ο到y(tǒng)都是在已有的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，除LE-9 相比LE-7A 在循環(huán)方式上有較大變化外，SBR-3 和LE-5B-3 都以局部適應(yīng)性改進(jìn)為主，而不是全面顛覆原有方案；而分離系統(tǒng)和火工品等關(guān)鍵單機(jī)組件則直接繼承自H-2A/B。

基于簡化和通用化原則，大幅降低成本

為在激烈的市場競爭中占據(jù)一席之地，H3 運(yùn)載火箭通過簡化結(jié)構(gòu)、減少特殊材料使用以及自動(dòng)化工藝來實(shí)現(xiàn)成本的降低。如利用旋壓成型工藝減少推進(jìn)劑箱結(jié)構(gòu)部件數(shù)量、將自動(dòng)鉚接機(jī)用于結(jié)構(gòu)裝配、將3D 打印技術(shù)用于管路和噴射器等部件，以及使用飛機(jī)和汽車工業(yè)中的商業(yè)貨架電氣零部件。

此外，H3 不同構(gòu)型的組件和結(jié)構(gòu)大量采用通用化設(shè)計(jì)，如推進(jìn)劑管路被設(shè)計(jì)為共同的結(jié)構(gòu)，管道數(shù)量根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)量自由調(diào)整；長型整流罩的上部也采用與短型相同的標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)構(gòu)，只需在短型上增加圓形下部即可；JAXA 還對反作用控制系統(tǒng)（RCS）肼基推進(jìn)劑加注量以及箭上數(shù)據(jù)傳輸天線安裝位置進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化設(shè)計(jì)，以最大限度地減少每次任務(wù)的定制操作。這種與有效載荷質(zhì)量相對應(yīng)的通用化、模塊化設(shè)計(jì)不僅能帶來具有國際競爭力的發(fā)射服務(wù)價(jià)格并提高生產(chǎn)效率，也為客戶提供許多好處，如更易于更換組件、縮短組件成熟時(shí)間以及穩(wěn)定的質(zhì)量等。

優(yōu)化生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)，面向批產(chǎn)進(jìn)行布局

與美國很多新興商業(yè)航天公司重視制造和批產(chǎn)的研制理念類似，日本也非常重視H3 火箭的生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)，在研制過程中盡可能將樣機(jī)制造前移，利用3D 打印和旋壓成型等工藝提高生產(chǎn)效率，為后續(xù)火箭產(chǎn)品引進(jìn)了“節(jié)拍生產(chǎn)”模式。而且，在未來的運(yùn)營中，H3 運(yùn)載火箭還將采用“計(jì)劃生產(chǎn)”而非按訂單生產(chǎn)。按計(jì)劃制造的運(yùn)載火箭將定期運(yùn)往發(fā)射場。計(jì)劃生產(chǎn)可以避免生產(chǎn)過程重疊和閑置時(shí)間，最終降低生產(chǎn)成本。這種生產(chǎn)方式還可以防止對特殊任務(wù)所需的專用生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行過度投資，創(chuàng)造相對理想的生產(chǎn)過程。為了在實(shí)行這種生產(chǎn)模式的同時(shí)滿足客戶需求，從工廠交付的運(yùn)載火箭將被存儲(chǔ)一段時(shí)間（發(fā)射場運(yùn)載器組裝大樓內(nèi)），當(dāng)有新的發(fā)射需求或訂單時(shí)，儲(chǔ)存的運(yùn)載火箭可快速為下一次發(fā)射做好準(zhǔn)備。

5 首飛失利影響分析

JAXA 發(fā)布的故障調(diào)查報(bào)告顯示，火箭一、二級(jí)分離后，二級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)控制器（ECB）收到了二級(jí)控制系統(tǒng)（PSC2，采用A/B 雙系統(tǒng)冗余備份）點(diǎn)火指令。之后PSC2 進(jìn)行自檢時(shí)，先發(fā)現(xiàn)PSC2-A 系統(tǒng)輸出到點(diǎn)火啟動(dòng)執(zhí)行組件（PNP）的電壓下降，關(guān)閉PSC2-A 系統(tǒng)后，備份的PSC2-B 系統(tǒng)輸出到PNP的電壓同樣也明顯下降，PNP 因電壓不足無法執(zhí)行點(diǎn)火啟動(dòng)的相關(guān)動(dòng)作。PSC2 到PNP 的輸出電壓下降可能是由于誤檢、啟動(dòng)瞬時(shí)電流過大、線路短路等原因，但還未明確定位，還需要進(jìn)一步試驗(yàn)確認(rèn)。H3 火箭首飛失利將對日本未來的航天發(fā)展計(jì)劃、航天發(fā)射業(yè)務(wù)以及技術(shù)競爭力等方面產(chǎn)生影響。

日本主力火箭更新?lián)Q代的計(jì)劃將進(jìn)一步推遲

根據(jù)日本內(nèi)閣府于2020 年6 月發(fā)布的《宇宙基本計(jì)劃》，H3 原計(jì)劃在2023 年后取代自20 世紀(jì)90年代以來的主力火箭H-2A/B，但由于研制過程中芯一級(jí)LE-9 主發(fā)動(dòng)機(jī)研制受阻，本就已經(jīng)多次推遲，加上本次發(fā)射失利影響，短時(shí)間內(nèi)可能還難以完成換代。然而H-2B 已經(jīng)在2019 年退役，三菱重工在2022 年則表示H-2A 將在完成50 次任務(wù)后就停產(chǎn)[2]，目前僅剩余4 次發(fā)射任務(wù)，火箭換代期間日本可能會(huì)面臨一定壓力。

日本進(jìn)入國際商業(yè)發(fā)射市場的意圖受阻

JAXA 通過優(yōu)化生產(chǎn)、制造以及服務(wù)流程等方式削減H3 火箭發(fā)射成本，提高發(fā)射頻率，試圖提高競爭力。然而在競爭激烈的國際市場上，日本需要多長時(shí)間進(jìn)行故障調(diào)查分析并完成復(fù)飛，會(huì)在很大程度上影響其能夠把握當(dāng)前大型星座發(fā)展的市場機(jī)遇。而且，從研發(fā)定位來看，在可重復(fù)使用的獵鷹-9 市場穩(wěn)固、低軌道大星座逐漸成為主流的商業(yè)航天市場格局下，發(fā)射服務(wù)的優(yōu)勢特點(diǎn)和競爭實(shí)力仍有不足。結(jié)合近年來日本航天發(fā)射任務(wù)不多，火箭的生產(chǎn)數(shù)量較少，加之此次H3 首飛的失利，日本還未具備兼顧低成本與高可靠性發(fā)射的能力。JAXA 也表示，H3 首飛失敗可能會(huì)提高未來的發(fā)射成本，但仍將致力于研發(fā)具有競爭力的火箭。

日本在美國牽頭的深空探測計(jì)劃中參與度可能會(huì)打折扣

日本計(jì)劃利用H3 火箭和HTV-X 貨運(yùn)飛船向月球“門戶”（Gateway）運(yùn)輸貨物，參與美國的“阿爾忒彌斯”（Artemis）載人月球探測計(jì)劃：第一步是利用2 發(fā)H3 火箭發(fā)射HTV-X 貨運(yùn)飛船和服務(wù)艙，再前往環(huán)月軌道；第二步是在21 世紀(jì)30 年代前后推出捆綁2 枚通用芯級(jí)助推器的H3 重型火箭，月球軌道運(yùn)載能力達(dá)11.9t，可直接發(fā)射HTV-X 貨運(yùn)飛船和著陸器。原本就計(jì)劃10 年后發(fā)射的H3 重型也會(huì)因首飛失利而存在更大的不確定性。

6 結(jié)束語

H3 火箭首飛因LE-9 主發(fā)動(dòng)機(jī)問題多次推遲，根據(jù)目前公布的信息，首飛任務(wù)中方案特別、研制歷程坎坷的LE-9 主發(fā)動(dòng)機(jī)表現(xiàn)正常，初步得到了驗(yàn)證，反而是二子級(jí)相對成熟的LE-5B-3 發(fā)動(dòng)機(jī)未能成功啟動(dòng)。與此同時(shí)，美國的“火神”、歐洲的阿里安-6等新一代主力火箭也在研制過程中遭遇了不同程度的技術(shù)問題，仍在進(jìn)行首飛前各項(xiàng)驗(yàn)證準(zhǔn)備工作。H3雖然爭得了新一代主力火箭首飛的先機(jī)，但卻未能成功。這在一定程度上說明，航天發(fā)射活動(dòng)的高風(fēng)險(xiǎn)性，特別是新技術(shù)、新方案的應(yīng)用上，需要開展充分的驗(yàn)證，盡可能降低和消除潛在風(fēng)險(xiǎn)。