H-I
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1. 개요
H-I 로켓은 1986년부터 1992년까지 총 9번 발사된 일본의 3단 로켓이다. N-II 로켓의 기술을 기반으로 개발되었으며, 1단은 MB-3-3 엔진, 2단은 LE-5 엔진, 3단은 UM-129A 고체 로켓 모터를 사용했다. 6개 또는 9개의 고체 로켓 부스터를 장착했으며, 델타 로켓의 페어링을 수입했다. H-I 로켓은 일본의 우주 개발 기술력을 향상시키는 데 기여했으며, 2단 LE-5 엔진 개발은 H-II 로켓 개발의 기반이 되었다. H-I 로켓의 성공적인 운용은 H-II 로켓 개발로 이어졌으며, 800kg급 발사 능력을 가진 H-IB 로켓 개발 계획은 중단되었다.
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- 일본의 우주발사체 - H-IIB
H-IIB는 일본 우주항공연구개발기구(JAXA)와 미쓰비시 중공업이 개발한 우주 발사체로, 국제 우주 정거장(ISS)에 화물을 수송하는 H-II 전송 차량(HTV) 발사를 위해 제작되었으며, 2009년부터 2020년까지 총 9번의 발사를 성공적으로 수행하고 H3 로켓이 후계기로 운용을 종료했다. - 일본의 우주발사체 - H-IIA
H-IIA는 미쓰비시 중공업이 제작하는 액체 추진 로켓으로, H-II 로켓 설계를 기반으로 신뢰성 향상과 비용 절감을 목표로 개발되었으며, 액체 수소와 액체 산소를 추진제로 사용하고 고체 로켓 부스터를 장착하여 인공위성 및 탐사선 발사에 사용되어 왔으나 2025년을 마지막으로 퇴역할 예정이다.
2. 개발 배경
1970년대 일본은 N 로켓을 운용했으나, 발사 능력 부족으로 더 강력한 로켓 개발이 필요했다. 이에 1975년부터 새로운 로켓 개발을 위한 조사 연구가 시작되었다. 새로운 로켓은 1980년대 초부터 10년 이상 주력 로켓으로 사용하고, 정지 궤도에 500~800kg의 인공위성을 발사할 수 있어야 했다. 또한, 자체 기술을 최대한 활용하고, 1980년대 후반의 우주 수송 시스템 기술 기반을 축적하는 것을 목표로 했다.[6]
H-I 로켓은 미국의 델타 로켓 기술을 일부 블랙 박스 조건으로 도입하여 개발되었다. 제2단과 제3단 로켓 및 관성 유도 장치를 국산화했으며, 델타 로켓 기술을 도입한 로켓 중 국산화율이 가장 높았다. N-II 로켓의 국산화율은 54%에서 61%였던 반면, H-I 로켓에서는 78%에서 98%까지 향상되었다. H-I 로켓은 차세대 H-II 로켓으로 가는 중요한 단계였지만, 제1단은 자체 기술로 개발되지 않았기 때문에 N-I 로켓이나 N-II 로켓과 마찬가지로 델타 로켓의 아종으로 분류된다.[4]
제2단용으로 액체 산소와 액체 수소를 추진제로 하는 LE-5형 엔진을 자체 기술로 개발할 수 있었던 것은, 차세대 H-II 로켓의 제1단용 LE-7형 엔진 개발에 중요한 기반이 되었다. LE-5 엔진 개발 경험은 LE-7 엔진 개발 난이도를 낮추는 데 기여했다.[4]
1981년에 개발이 시작되어,[4] 1986년 8월 13일 H-I 시험기(제1호기) 발사에 성공했다. 1992년까지 총 9기를 발사하여 모두 성공했으며, "사쿠라", "해바라기", "백합" 등 실용 정지 궤도 위성 발사를 성공적으로 수행했다. 또한, 여러 위성의 동시 발사 기술도 습득했다.[4]
관계 기관에서는 H-IA라고도 불렀으며, 후계기로 정지 궤도에 800kg의 발사 능력을 가진 H-IB 로켓(후술)을 개발할 예정이었다. 그러나 2t급 정지 위성 수요 증가와 국내 기술 진보로 인해 H-IB 로켓 계획은 중단되고, H-II 로켓 개발로 이어졌다.[5]
2. 1. 개발 계획 논쟁
1975년부터 N 로켓의 발사 능력 부족을 해결하기 위해 다음과 같은 기본 틀을 바탕으로 조사 연구가 시작되었다.[6]# 1980년대 초부터 10년 이상 주력 로켓으로 사용할 수 있을 것.
# 정지 궤도에 500~800kg의 인공위성을 발사할 수 있을 것.
# 1980년대 후반의 우주 수송 시스템 기술 기반을 축적할 수 있을 것.
# 원칙적으로 자체 기술을 사용할 것.
이 연구에서 상단 부분의 구성 요소는 거의 결정되었지만, 1단을 어떻게 할 것인가가 쟁점이 되었다. 1단을 새로 개발하면 개발 일정을 맞추기 어렵고, N-II 로켓의 1단을 활용하면 발사 능력이 부족하다는 문제가 있었다.[6] 최종적으로 N-II의 1단을 유용하여 500kg급 로켓(H-IA, 후의 H-I)을 먼저 개발하고, 이후 800kg급 로켓(H-IB)을 개발하는 계획이 결정되었다. H-IB 로켓은 계획이 중지되었고, H-II 로켓 개발로 이어졌다.[6]
3. 구성 및 제원
H-I 로켓은 3단 로켓으로, 액체 로켓 엔진과 고체 로켓 부스터를 함께 사용했다. 1단은 미국의 델타 로켓 기술을 기반으로 한 MB-3-3 엔진을 사용했고, 2단은 일본이 독자 개발한 LE-5 엔진을 사용했다. 3단은 닛산 자동차가 제조한 UM-129A 고체 로켓 모터를 사용했다.
H-I 로켓은 일본의 우주 개발 초기 단계에서 중요한 역할을 담당했으며, 다양한 인공위성을 궤도에 올리는 데 사용되었다.
1986년에 H-I가 발표되었을 때, 회사 대표는 이 로켓이 일본의 탑재체 발사에만 사용될 것이며, 연간 두 번의 발사만 가능하고, 발사 기간은 일본 어선이 활동하지 않는 4개월로 제한될 것이라고 설명했다(발사 부스터가 바다에 떨어져 어망을 손상시킬 수 있음).
H-I 로켓 각 단의 주요 제원은 다음과 같다.[6]
로켓의 제2단에는 일본이 국산화한 스테이블 플랫폼 방식의 관성 유도 장치를 탑재했다.[1]
3. 1. 1단
H-I 로켓의 1단은 미국의 델타 로켓 기술을 기반으로 한 MB-3-3 엔진을 사용했다. 이 엔진은 N-II 로켓의 엔진과 거의 동일하며, 추진제로는 케로신과 액체 산소를 사용한다.[6] 7호기 이후부터는 델타 II 로켓처럼 탱크 도색을 생략하여 녹색 방청 도료가 그대로 드러나게 되었다.1단에는 보조 로켓으로 닛산 자동차(현 IHI 에어로스페이스)가 라이선스 생산한 캐스터 II 고체 로켓 부스터가 사용되었다. 이 부스터는 N-II 로켓에도 사용되었으며, 9기 또는 6기를 탑재했다.[6]
다음은 H-I 로켓 1단의 주요 제원이다.[6]
3. 2. 2단
H-I 로켓의 2단은 일본이 독자 개발한 LE-5 엔진을 사용했다.[6] 액체 수소(LH2)와 액체 산소(LOX)를 추진제로 사용하며, 궤도상 재점화가 가능하여 다양한 궤도에 위성을 투입할 수 있었다.[6]
LE-5 엔진의 주요 제원은 다음과 같다.[6]
LE-5 엔진은 NASDA(현 JAXA)와 미쓰비시 중공업, 이시카와지마-하리마 중공업(현 IHI), 항공우주기술연구소가 개발하였다.[6]
3. 3. 3단
H-I영어 로켓의 3단은 닛산 자동차가 제조한 UM-129A 고체 로켓 모터를 사용했다.[6] HTPB계 복합 추진제를 사용하며, 정지 천이 궤도(GTO) 투입 시에만 사용되었다.[6] 저궤도(LEO) 발사에는 사용되지 않았다.[6]
3. 4. 보조 로켓 부스터 (SRB)
닛산 자동차(현 IHI 에어로스페이스)가 라이선스 생산한 캐스터 II 고체 로켓 부스터를 사용했다.[6] 발사 목적에 따라 6개 또는 9개를 장착했다.3. 5. 페어링
N-II 로켓과 동일하게 맥도넬 더글러스사의 델타 로켓용 탄소 섬유 강화 플라스틱(CFRP) 페어링을 완제품으로 수입하여 사용하였다.[6]3. 6. 유도 장치
일본이 국산화한 스테이블 플랫폼 방식의 관성 유도 장치를 제2단에 탑재했다.[1]3. 7. 주요 제원
4. 발사 기록
H-I 로켓은 1986년 첫 발사 이후 1992년까지 총 9번 발사되었으며, 모든 발사가 성공했다. 발사는 모두 오사키 발사 기지에서 이루어졌다.
H-I가 1986년에 발표되었을 때, 회사 대표 츠구오 타타카웨는 이 로켓이 일본의 탑재체 발사에만 사용될 것이며, 연간 두 번의 발사만 가능하고, 발사 기간은 일본 어선이 활동하지 않는 4개월로 제한될 것이라고 설명했다.
5. H-IB 로켓 (계획 중단)
H 로켓 개발 계획에는 800kg급 정지 궤도 위성 발사 능력을 갖춘 H-IB 로켓도 포함되어 있었다. 고체 보조 로켓을 캐스터 IV급으로 대형화하고, MB-3-3 엔진을 클러스터화하며, 신형 대형 1단 엔진을 개발하고, 추력 편향 기능이 있는 대형 고체 보조 로켓을 채택하는 등 광범위한 검토가 이루어졌다. 특히, 3단을 액체 산소/액체 수소(LOX/LH2) 엔진으로 교체하는 방안이 유력하게 검토되었다.[6] 이 3단 교체안은 상세한 설계 검토까지 진행되어, 1989년에 시험 1호기 발사를 목표로 하고 있었다.[7]
그러나 2톤급 정지 궤도 위성에 대한 수요가 급증하면서, 1982년경 H-IB 로켓 계획은 H-II 로켓 개발 계획으로 발전적으로 해소되는 방향이 제시되었다. 최종적으로 1984년 2월 우주 개발 정책 대강 개정을 통해 H-IB 로켓 계획은 공식적으로 중단되었다.
6. 의의 및 평가
H-I 로켓은 일본의 독자적인 우주 개발 기술력을 향상시키는 데 크게 기여했다. 특히 2단 LE-5 엔진 개발은 일본 로켓 기술 발전의 중요한 이정표가 되었다. H-I 로켓의 성공적인 운용은 후속 H-II 로켓 개발의 기반을 다졌다.[4]
N 로켓에 이어, 일부가 블랙 박스 조건으로 미국의 델타 로켓 기술을 도입하여 개발되었다. 제2단과 제3단 로켓 및 관성 유도 장치를 국산화했으며, H-I에서는 국산화율이 78%에서 98%까지 향상되었다.
제2단용으로 액체 산소와 액체 수소를 추진제로 하는 LE-5형 엔진을 자체 기술로 개발할 수 있었던 것은, 차세대 H-II 로켓의 제1단용 LE-7형 엔진의 실현에 길을 열었다는 점에서 의의가 크다.
1986년 8월 13일 H-I 시험기(제1호기) 발사에 성공한 이후, 1992년까지 총 9기를 발사하여 모두 성공했다. 이를 통해 "사쿠라", "해바라기", "백합" 등 실용 정지 궤도 위성 발사를 순조롭게 진행했으며, 여러 위성의 동시 발사 기술 습득도 수행했다.
관계 기관 일부에서는 H-IA라고도 호칭되었으며, 후계기로서 정지 궤도에 800kg의 발사 능력을 가진 H-IB 로켓을 개발할 예정이었다. 그러나, 2t급 정지 위성의 수요 증가와 국내 기술의 진보 때문에 계획을 발전적으로 해소하고, H-II 로켓의 개발로 이행하게 되었다.[5]
참조
[1]
간행물
Japan's H–1 and H–2 rockets
Air & Space/Smithsonian
1987-02
[2]
논문
2A6 H-Iロケットの開発
https://cir.nii.ac.j[...]
[3]
웹사이트
ロケットの名前はどのようにして決まるのですか？
https://fanfun.jaxa.[...]
[4]
웹사이트
宇宙開発事業団（NASDA）沿革
http://www.jaxa.jp/a[...]
[5]
웹사이트
第101回国会 科学技術特別委員会 第5号
https://kokkai.ndl.g[...]
[6]
논문
"「H-Iロケット」"
1988-11
[7]
간행물
後段階H-Iロケットのシステム研究 : 3段に液酸・液水ステージを使用した場合
宇宙開発事業団技術報告 TR-17
1983-05
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