LE-9エンジンの領収燃焼試験が実施、VAB内で整備中のH3ロケットも公開！

●H3の打ち上げに向けて本番用エンジンでの燃焼試験を実施
宇宙航空研究開発機構(JAXA)は10月3日、種子島宇宙センターにて「LE-9」エンジンの領収燃焼試験(AT)を実施、その様子を報道公開した。LE-9は、次期基幹ロケット「H3」で使用する新型エンジン。開発が難航し、打ち上げ延期の原因にもなったが、燃焼試験は無事完了し、2022年度内の初フライトに向け、一歩前進した形だ。

本番用エンジンを使った燃焼試験

領収燃焼試験は、製造したエンジンの燃焼特性を取得し、フライトに適用できることを確認するための試験だ。ロケットに搭載するエンジンでは必ず実施するもので、H-IIAロケットのLE-7Aエンジンなどでも、フライトのたびに毎回行われている。

LE-9エンジンは、ターボポンプに共振などの問題が発生し、開発が難航したものの、設計の変更により、初号機での問題はほぼ解決。これまで、試験用エンジンによる燃焼試験を繰り返し実施してきたが、いよいよ打ち上げに向け、この領収燃焼試験では、本番用エンジンを使ったテストを行う。

H3ロケット初号機には、2基のLE-9エンジンを搭載する。1基目については、すでに9月6日と12日に領収燃焼試験を実施、確認が完了している。今回公開されたのは2基目の試験で、1回だけ行う予定だが、追加で確認したいことが出てきた場合、2回になる可能性もあるという。

燃焼の予定時間は約65秒。燃焼時間には3つのフェーズがあり、まず最初のフェーズでは、エンジンの起動後、メインバルブの開度を自動調整し、所定の作動点を目指す。次のフェーズでは、開度を固定したままデータを取得。そして最後のフェーズでは、液体酸素ターボポンプ(OTP)の入口圧力を低下させ、その状態での特性を取得する。

今回、報道陣は第1射点の近くでスタンバイ。400mくらい離れた場所から、領収燃焼試験を見ることができた。位置的にエンジンは直接見えなかったものの、点火後、大きな音とともに水煙が発生、太陽を遮るほどの高さになった。燃焼は61.2秒(速報値)で終了。予定よりやや短かったものの、これは想定の範囲内だという。

その後、燃焼試験が実施された「吉信燃焼試験テストスタンド」へ移動。この時点ではまだデータの評価前のため、試験結果の詳細については不明なのだが、ここで合流した岡田匡史プロジェクトマネージャは、「まだ大きな山を登っていかないといけない。力を合わせて頑張っていきたい」と、気を引き締めた。

なお、今回は見ることができなかったのだが、テストスタンドの反対側はこのようになっている(下写真)。エンジンからは高温の燃焼ガスが吹き出す。そのままだと設備が痛んでしまうため、下方から滝のように大量の水を流すことで、冷却する仕組みだ。ここで発生した水蒸気が、あの大きな雲を作り出しているのだ。

領収燃焼試験が完了すれば、次はいよいよ、射点にロケットを立てて行う「実機型ステージ燃焼試験」(CFT)である。このCFTは、固体ロケットブースタ(SRB-3)は装着せず、フライト品のフェアリングを付けた状態で実施する。時期は11月上旬～中旬を予定しており、CFTが無事に終われば、打ち上げ時期が見えてくるはずだ。

●種子島宇宙センターの「大型ロケット組立棟」の内部が公開
なんと超レアなVAB内部の公開も

報道陣が最後に案内されたのは、射場の「大型ロケット組立棟」(VAB)である。この大きな建屋の中では、2機のロケットを立てた状態で組み立てることが可能だ。これまで、射点から向かって左側はH-IIA、右側はH-IIBが使ってきた。H3はH-IIBの場所を改修して使っており、まさに現在、この中で作業が進められているところだ。

VABの内部が報道に公開されるのは非常にレア。筆者はもう20年くらい宇宙分野で取材を続けており、種子島には何度も来ているのだが、じつはVABの中に入ったことはまだ一度も無かった。次のチャンスはいつになるか全く分からなかったので、予定を変更して急遽取材を決めた次第である。

VABには、側面のドアから入室。1階部分は撮影禁止だったので写真は無いのだが、H-IIA側は空っぽで、H3側にはカーテンが掛かっていた。下から覗き込むと、すでに領収燃焼試験を終えた1基目のLE-9エンジンが付いているのが見えた。床との隙間はあまりないが、エンジンは上下に2分割して機体に組み付けるそうだ。

13階まであるエレベータで、降りたのは8階。この位置に見えるのは、第1段と第2段を繋げる「段間部」と呼ばれる部分だ。この段間部も、H-IIA/Bから大きく変わったところ。H-IIA/BはツルっとしたCFRP製だったが、低コスト化のために金属製になった。H3らしいポイントの1つである。

天井近くには第2段の液体水素タンクが見える。以前、三菱重工の飛島工場で出荷前に見たときの色と比べると、かなりオレンジが濃くなっていることが分かる。このオレンジは断熱材(PIF)の素材の色なのだが、紫外線が当たることで化学反応が進み、徐々に濃くなる。この色の変化も、打ち上げ延期の痕跡と言えるだろう。

次に4階へ降りると、高さのある空間の中に置かれている第1段を見ることができた。とにかく巨大さに圧倒されるが、これでも第1段の一部。この上にはさらに液体酸素タンクがあるし、下はエンジン部が見えていない。SRB-3は付いていなかったが、あったら「N」の文字の下あたりの高さに先端が来るはずだ。

下の床を見ると、前後左右に大きな穴が開いている。これは、SRB-3用にくり抜かれている部分だ。H3ロケットでは、SRB-3を0本/2本/4本搭載することが可能で、初号機は2本の形態となる。前述のように、CFTはSRB-3無しで行うのだが、CFTが無事に終われば、フライトに向け、この奥と手前の穴にSRB-3が設置されることになる。