H3ロケット

主要諸元一覧

構成と機体識別名称

H3ロケットの構成はペイロードの重量や投入軌道により第1段エンジンの基数と固体ロケットブースターの本数が異なり、第1段エンジン3基でブースター0本、第1段エンジン2基でブースター2本、第1段エンジン2基でブースター4本の3種類の組み合わせが設定される^[21]。第2段は3種類とも共通で、フェアリングはそれぞれ大小2種類が用意される。機体識別名称は「H3」にハイフンをつけた後ろの1つ目の数字が第1段エンジンの基数、2つ目の数字がブースターの本数、3つ目のアルファベットがフェアリングのサイズ（S：ショート、全長10.4m　L：ロング、全長16.4m）となる。例えば「H3-24L」では第1段エンジン2基、ブースター4本、フェアリングLサイズの構成となる。具体的には主に以下のバリエーションが想定されている^[21]。またHTV-X打上機として、フェアリングのロングの直径を5.2mから5.4mに拡大したワイド（W）を用いる「H3-24W」がある^[22]。

なお、H3ロケットの機体識別名称の仕組みを策定した当初の2016年時点では「H3-32」の構成も設定する予定であったが^[6][24]、H3-22形態の性能が所期より高く投入軌道の調整等によりH3-32の需要をカバーできると判断されたことから取り消された^[21]。また、第2段ではLE-5Bの倍の28tfの推力を持つ新開発のエキスパンダーブリードサイクルエンジンであるLE-11エンジンを使用する構想もあったが^[25]、挑戦的な第1段用LE-9の新規開発に専念するため見送られた^[26]ほか、LE-5Bエンジンを2機にすることも検討されていた^[27]。第1段に液体水素を選定した2013年頃には^[28]、第1段エンジン2基でブースターなしの最小形態や、イプシロンロケットの2段目と共有化できるH-IIA/BのSRB-Aより小さいブースターを6本から8本使用する最大形態も検討されていたが^[29]、これまで培ってきた技術、経験、設備を活用するため等の理由で採用に至らなかった。ブースター無しの試験機も予定されていたが^[30]、試験機1号機は、H-IIBでの運用実績のあるエンジン2基クラスタ形態での段階的検証を重視し、H3-22Sの構成^[31]で打ち上げられ、1号機が失敗したことで試験機2号機もH3-22Sの構成で打ち上げられた。

第1段エンジン3基でブースター0本の最小構成ではH-IIAの1/2の50億円で太陽同期軌道へ4トンの打ち上げが可能となる^[31]。一方、第1段エンジン2基でブースター4本の最大構成ではロングコースト静止移行軌道へ6.5トンの打ち上げが可能となり、近年大型化する静止衛星の打ち上げにも対応可能となる^[31]。

第1段機体 LE-9エンジン

N-IロケットからH-IIBロケットまでの従来の衛星打ち上げ用液体燃料ロケットでは第1段機体に「NIPPON」の文字が描かれていたが、H3では海外からの打ち上げ受注を意識して「JAPAN」に変更した^[32]。

アルミニウム合金製の第1段と第2段機体の材質、液体酸素と液体水素を使用する液体燃料エンジンという基本的な構造はH-IIA/Bと共通となる^[25]。第1段には新開発のエキスパンダーブリードサイクルのLE-9エンジンを2基または3基使用することで、二段燃焼サイクルのLE-7Aエンジンを使用していたH-IIA/Bと比べて打ち上げ時の安全性を抜本的に向上させると同時にエンジン1基当たりの費用を低減させる。エキスパンダーブリードサイクルエンジンは構造が単純なため安価で安全性が高いが、ターボポンプの駆動エネルギーを燃焼室からの吸熱に頼るという物理的制約から大推力を生成することが難しく、専ら第2段用エンジンとして実用化されてきた。LE-9エンジンは150tfという大推力で世界初の第1段用エキスパンダーブリードサイクルエンジンとなるため、H3ロケットにおける最も挑戦的な開発要素となる^[33][34]。LE-9の部品点数はLE-7Aより20%少ない^[35]。また、H-IIAでは輸入だった第1段推進剤タンクドーム（両端の半球形状の部分）をH-IIBと同じく国産化して費用を削減する^[25]。(UACJにて製造・提供予定)

2018年から2020年にかけて行われた燃焼試験において、液体水素ターボポンプのタービン動翼に共振による破断と、燃焼室内壁に高熱による穿孔が確認されたため、設計が見直された。そのため打ち上げが2度にわたって延期され、2023年にLE-9 Type1を使った試験1号機を打ち上げた^[33][4]。

2024年2月LE-9 Type1とType1Aを一基ずつ搭載した試験2号機を打ち上げる^[36]。

（開発の詳細はLE-9を参照）

第2段機体 LE-5B-3エンジン

第2段エンジンにはH-IIA/Bで使用されていたLE-5B-2エンジンの改良型のLE-5B-3エンジンを1基使用する^[24]。LE-5B-3には、H-IIAの29号機から適用された基幹ロケット高度化開発の成果を反映させて、静止軌道打ち上げ能力を向上させる。H-IIAと比べ2段目が大型化されるにあたって、エンジンの稼働時間が534秒から740秒に伸びるので、液体水素ターボポンプの改良によりエンジンの耐久性を上げると同時に、液体水素と高温の水素ガスを混ぜるミキサーの改良によりエンジンの燃費を改善させる^[35]。

固体ロケットブースター SRB-3

固体ロケットブースターはIHIエアロスペースが製造し^[24]、モーターケースは東レの炭素繊維「トレカ」により成型される^[37]。H3ではH-IIA/Bで使用されていたSRB-Aと同規模のSRB-3を0本、2本または4本使用する^[24]。全長は14.6mでSRB-Aの15.1mより少し短いのは、ノーズコーンなどが変わっているためである^[38]。モーターケースの寸法はSRB-Aとほぼ同じだが、燃焼パターン（推力の時刻暦のことで、始めは速度を出すため一気に高い推力が出るように燃焼させ、速度が増し高度が高くなってくると重量と空力との関係で負荷がかかるため少し推力を落とし、大気が薄くなったら再び推力を上げるようになっている。）を変えたため推進薬量は約1トン増え、打ち上げ能力が増している。SRB-Aでの燃焼パターンは、2本形態と、4本形態の2種類あったが、SRB-3では2本使用時、4本使用時、イプシロンでの使用時、どの打ち上げでも最適な燃焼パターンに一本化されている^[39][40]。

推力偏向をLE-9エンジンに任せてSRB-3ではノズルの可動機構をなくす。また、H-IIA/BではCFRP製のSRB-Aの強度の問題から、SRB-Aは第1段機体とヨー・ブレスとスラスト・ストラットと呼ばれる横と斜め向きの棒状の接続部品を介して接続され分離モータで切り離しが行われていたが、H3のSRB-3ではスラストピンでの直接接続方式になり火薬による分離スラスタ（ガスアクチュエータ）で切り離しが行われ、この結果結合箇所が半減しかつ分離用火工品が8個から3個に減る^[38][39][40]。これにより、今までは2本のストラットがブースターの推力をロケット本体に伝えていたが、SRB-3ではスラストピン1本でブースターの推力を伝えることになる^[35]。この分離方式は、アメリカのアトラスVのブースターや、H-IIAで廃止された固体補助ブースター（SSB）といった小さなブースターでの採用例はあるが、SRB-3のような大型ブースターでは初めてである^[38]。

さらにSRB-Aではモーターケースの成形にオービタルATK社のライセンスと外国製の製造装置を使用していたが、SRB-3では国産技術に切り替えられ、この結果ライセンス料が不要になり、かつ設計や使用材料の自由度が高まった^[38]。また推力パターンを変更して振動を低減させ、SRB-Aの推進薬のバインダー（ゴム）が生産終了することに伴う代替品の開発が行われる^[38]。これらの変更や設計、製造工程の見直しによる製造、検査の自動化などにより、ブースターの費用低減と軽量化が図られる^{[6][26][39][41]}。

またSRB-3には強化型イプシロンロケットの第2段モータのM-35に適用された新規技術のモーターケース内面断熱材の積層構造の簡素化技術やノズルスロート材料の製造方法の効率化技術を適用させる^[42]。さらにM-35の技術を適用されたSRB-3の仕様をイプシロンロケットの第1段モータにフィードバックすることで、SRB-3と将来のイプシロンロケットの第1段モータの大部分を共有化させる^[42][43]。2019年8月28日と2020年2月29日に認定型モータ地上燃焼試験が実施された^[44][45]。2回目の地上燃焼試験ではイプシロンロケット用の可動ノズルの試験も併せて実施されている^[45]。

フェアリング

フェアリングはロケットが上昇中に人工衛星などのペイロードを空気力や空力加熱から保護するために使用されるロケット先端につけられた覆いである。クラムシェル平行開頭方式であるショートフェアリング（S型）とロングフェアリング（L型）については川崎重工が製造し、東レの炭素繊維と樹脂の「トレカプリプレグ」により成型されている^[37]。H3ではペイロードの大きさに合わせてS型とL型の2種類からの選択となり^[24]、L型の容積はH-IIAの4S型の2.3倍、5S型の1.5倍、H-IIBの5S-H型の1.1倍となり大型化されているが、厚さは約40mmで従来品と同等である。H-IIA/Bではいずれのフェアリングも先端が直線的なコーン形状だったのに対して、H3ではより優れた空力形状とするため滑らかな曲線のオジャイブ（ダブルコンター）形状にする。またH-IIA/Bではアルミスキン/アルミハニカムサンドイッチパネル構造であったがH3ではCFRPプリプレグ自動積層スキン/アルミハニカムサンドイッチパネル構造とし、H-IIBの5S-H型では20枚の分割構造だったのに対し、H3のL型では8枚の分割構造に簡略化した上でボルトではなく接着接合にすることで、コスト削減と軽量化を同時に達成する。さらに溝と穴を施してハニカム構造に海水を流入させるようにする事で投棄フェアリングを海没させるようにして、従来行っていた船舶との衝突事故を避けるためのフェアリング回収作業をなくす^[20][46]。

HTV-X専用のレイト・アクセス・ドアを備えたワイドフェアリングは平行開頭方式で、スイスのBeyond Gravity（英語版）社によって新規開発されている^[47][48][49]。

射場

H3ロケットの射場はH-IIBロケットの打上げに使用されていた種子島宇宙センターの吉信第2射点（LP-2）を改修して使用している。ロケットの整備組立棟を改修して使用している。横置きのまま部品を組み付けた後に、起立させて組み立てられるようにすることで、起立後の整備・点検作業を大幅に削減させる。ロケットの推進剤を貯蔵供給する設備は現在のものを流用する。ロケットを整備組立棟から射点まで輸送するとともにそのまま発射台となる運搬車輌は新造される。打上げ管制を行う「発射管制棟」は、約3km離れた竹崎地区に移設される。点検の自動化により、打上げ当日の運用者は、H-IIAの100名から150名に対して1/3ないしは1/4以下に削減される予定^[6]。

アビオニクス

H3ロケットではアビオニクスが全面的に見直され、従来各種センサー類とメインコンピュータとの間を個別にケーブル接続していたものを、原則としてネットワーク接続する形に変更した。これによりワイヤハーネスがネットワークケーブル1本に統合され大幅な軽量化に貢献したほか、組立時の作業工数が削減された。また射場における点検時も、ネットワークケーブル1本を接続するだけでアビオニクス全体のチェックが可能になるなど簡素化された^[50]。他に、部品の約9割を自動車用の電子部品から流用することでコストダウンを図っている^[51]。

失敗した打ち上げ

打ち上げ履歴・予定の一覧

特に断りのないものは、過去の打ち上げ履歴と2023年12月22日に決定された宇宙基本計画工程表の打ち上げ予定による^[72]。

さらに見る フライト名, 画像 ...

フライト名	画像	日時 (UTC)	日時(JST)	結果	型番	投入軌道	打ち上げ場所	ペイロード型番	ペイロード説明	備考
TF1（試験機1号機）		2023年 3月7日 01:37:55[73]	2023年3月7日10:37:55	失敗	H3-22S[74]	太陽同期準回帰軌道[75]	LP2、種子島	ALOS-3	先進光学衛星「だいち3号」	最初に日時が設定された打ち上げ予定日は2月12日だったが、2度の延期を経て2023年2月17日[76][77]に発射カウントダウンが進められ、打ち上げ6.3秒前に第1段エンジンLE-9に着火したが、機体システムの異常検知により固体ロケットブースタへの着火信号が送出されなかったため打ち上げを中止した[63][78][79][80]。対策が施され更に2度（合計で4度）の延期を経て3月7日[15]に打ち上げが行われたが、第2段エンジンへの点火に失敗しミッションを達成する見込みがないとの判断から、10時51分50秒(JST)に指令破壊信号が送信され打ち上げは失敗した[15][16][17]。原因は第二段エンジン「LE-5B-3」の電源系統からの漏電であった[81]（#試験機1号機）。
TF2（試験機2号機）		2024年 2月17日 00:22:55[82]	2024年2月17日9:22:55	成功	H3-22S[83]	大気圏再突入	LP2、種子島	VEP-4	ロケット性能確認用ペイロード[84]、分離機構の動作確認後、予定どおり第2段と共に大気圏再突入した	当初の打ち上げ予定は2月15日で、天候不良により延期された[85]
						太陽同期準回帰軌道		CE-SAT-1E	キヤノン電子の50kg級光学衛星[86][87]
								TIRSAT	一般財団法人宇宙システム開発利用推進機構の3U衛星[86]
3号機		2024年 7月1日 03:06:42[88]	2024年 7月1日 12:06:42	成功	H3-22S[89]	太陽同期準回帰軌道	LP2、種子島	ALOS-4[90][91]	先進レーダ衛星「だいち4号」	当初の打ち上げ予定は6月30日で、天候不良により延期された。
4号機		2024年 11月4日 06:48:00[92]	2024年　 11月4日 15:48:00	成功	H3-22S[93]	GTO（静止トランスファ軌道） →GSO（静止軌道）	LP2、種子島	DSN-3	Xバンド防衛通信衛星3号機（きらめき3号）	当初の打ち上げ予定は10月20日で、天候不良および第2段エンジンの不具合により計4回ほど延期された。
5号機		2025年 2月2日 08:30:00[94]	2025年 2月2日 17:30:00	成功	H3-22S[95]	GTO（静止トランスファ軌道） →GSO（静止軌道）	LP2、種子島	QZS-6	準天頂衛星システム6号機（みちびき6号機)	当初の打ち上げ予定は2月1日で、天候不良により延期された。
7号機[注 3]		2025年10月26日0:00:15[97]	2025年 10月26日 09:00:15	成功	H3-24W	ISS軌道（200×300km）		HTV-X1	新型宇宙ステーション補給機 HTV-X1号機	H3-24W形態初の打ち上げ 今回は6号機よりも先に7号機を打ち上げる。 当初の打ち上げ予定は10月21日[98]で、天候不良により延期された。ブースター4本のうち2本が高温になっており、後日低コスト化した耐熱シートが原因だと判明した[99]。
8号機		2025年 12/22	2025年 12月22日 10:51:30	失敗	H3-22S	GTO→QZO		QZS-5	準天頂衛星システム5号機	当初の打ち上げ予定は12月7日[100]で、 第2段から異常データを検知、慣性センサユニットの確認のため、打ち上げは17日に延期された[101]が、打ち上げ約16.8秒前で設備に不具合があるとして緊急停止された[102]。後の会見で冷却用注水設備に異常が発生したためとなっている[103]。22日に打ち上げられたが、第2段エンジンが早期に燃焼終了した為、軌道投入に失敗した[104]。 失敗原因は衛星台座の剥離によるものと判断された。
6号機[105][注 3](30形態試験機)		2026年 6月12日	2026年 6月12日09:53:59	成功	H3-30S	太陽同期軌道 (SSO)		VEP-5	性能評価用ペイロード、 超小型衛星 6基[105]	H3-30S形態[注 4] 初の試験打ち上げ[107] 2025年7月に実施された燃焼試験では加圧が足りないとされていたが、第二回目の燃焼試験結果は良好で加圧不足の問題は解決された。 H3ロケット8号機の失敗を受けて、衛星台座の剥離した部分や接着が弱い部分が修繕された。 打ち上げ時間帯は日本時間で09:53:59 - 11:52:46。 当初は6月10日打ち上げ予定だった[108]が、天候不良が予想されたため延期された。
9号機		2026年度	2026年度	計画中	H3			QZS-7	準天頂衛星システム7号機	当初は2026/2/1に打ち上げ予定だったが8号機の失敗原因究明のため打ち上げは延期された[109]。
		2026年度		計画中	H3			ETS-9	技術試験衛星9号機
		2026年度初頭		計画中	H3-24W			HTV-X2	新型宇宙ステーション補給機2号機
		2026年度初頭		計画中	H3			LUPEX	月極域探査機（月面極地探査ミッション）
		2026年度		計画中	H3-24L			MMX	火星衛星探査計画(戦略的中型1)
		2026年度		計画中	H3-24W			HTV-X3	新型宇宙ステーション補給機3号機
		2026年度		計画中	H3			IGS	情報収集衛星光学多様化1号機
		2026年度		計画中	H3			SDA	宇宙領域把握（SDA）衛星
		2027年度		計画中	H3			IGS-Optical 9	情報収集衛星光学9号機
		2027年度		計画中	H3			IGS	情報収集衛星光学多様化2号機
		2027年以降[110]		計画中	H3			(TBD)	ユーテルサット社の衛星
		2028年度第一四半期[111]		計画中	H3			MBR	MBR Explorer（英語版）
		2028年度		計画中	H3			Himawari-10	気象衛星「ひまわり10号」
		2028年度末か2029年度初頭		計画中	H3			IGS	情報収集衛星レーダ多様化1号機
		2029年度		計画中	H3			IGS-Optical 10	情報収集衛星光学10号機
		2029年度末か2030年度		計画中	H3			IGS	情報収集衛星レーダ多様化2号機
		2031年度		計画中	H3			IGS-Radar 9	情報収集衛星レーダ9号機
		2032年度		計画中	H3				情報収集衛星光学多様化後継機
		2032年度		計画中	H3			LiteBIRD	宇宙マイクロ波背景放射偏光観測衛星（戦略的中型2）
		2033年度以降		計画中	H3			IGS-Optical 11	情報収集衛星光学11号機
		2033年度以降		計画中	H3			IGS-Radar 10	情報収集衛星レーダ10号機
		2033年度以降		計画中	H3				情報収集衛星光学多様化後継機
		(TBD)		計画中	H3			(TBD)	インマルサット社の衛星[112]

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各国の同規模のロケットとの比較

さらに見る ロケット名, 開発 ...

ロケット名	開発	ペイロード重量（kg）			打ち上げ費用(万ドル)	初打ち上げ年	稼働状況	出典
		低軌道(LEO)	太陽同期軌道(SSO)	静止トランスファ軌道(GTO)
H3-30	日本	-	4,000[160]	-	(目標) 3,300	2026年（予定）	開発中
H3-22	日本	-	-	-	-	2023年	運用中
H3-24	日本	(ISS軌道）16,000[161]	-	6,500[7]	-	2025年	運用中
ファルコン9ブロック5	スペースX	22,800	-	(再利用) 5,500[162] (拡大型) 8,300[162]	(使い捨て) 6,200 (再使用) 4,900	2015年	運用中	[163]
ファルコンヘビー	スペースX	63,800	-	26,700	15,000	2018年	運用中	[164]
ヴァルカン・セントール	ULA	9,400 ~ 31,400	7,700 ~ 27,900	4,800 ~ 16,300	8,500 ~ 26,000	2024年	運用中	[163]
ニューグレン	ブルーオリジン	45,000	-	13,000	-	2025年	運用中
エクリプス	ファイアフライ・エアロスペース	16,300	3,200	2,300	-	2026年（予定）	開発中	[165]
アリアン6	アリアンスペース	10,000 ~ （ISS軌道）20,000	7,200 ~ 15,500[166]	4,500 ~ 10,500	9,400 ~ 11,700	2024年	運用中	[163]
アンガラ A5	クルニチェフ	24,000	-	5,400 ~ 7,500	10,000	2014年	運用中	[167]
LVM3	インド	8,000	-	4,000	6,300	2017年	運用中	[163]

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増強型

日本がアメリカ主導の月軌道プラットフォームゲートウェイへ参加することを受け、従来の国際宇宙ステーションよりも遠くに物資を運搬する必要が生じた。補給船には月へ向かうだけの推進剤を余分に積む必要があるため、従来のH3とHTV-Xの運搬能力では2回に分けて打ち上げる必要があり、軌道上で合体させて月へ向かう形になる。これらをまとめて1度に打ち上げたほうが効率的という観点から、三菱重工は2019年11月にH3ロケット増強型の構想を明らかにした^[168]。第1段を3本束ねたような形状で打ち上げ能力を約2倍にすることが構想されている^[169]。しかし開発費だけでなく射場の改修費用なども必要になるため、従来の運搬能力のまま打ち上げ回数を2回に増やしたほうが安価に済むことから、増強型の実現には月軌道プラットフォームゲートウェイ以外においても大型ロケットの需要を増やす必要があると考えられた。

再使用型次世代ロケット

JAXAは単段式の再使用型ロケット実験機CALLISTOの成果を元に、将来の大型ロケットにおいて1段目再使用を行うかを検討する考えを示していた^[170]。2021年5月12日、文部科学省は、使い捨て型のH3ロケットが50億円でコストで競争力に欠けるため、2030年打上げ目標の次世代機の第1段を再使用型にし、現在のファルコン9ブロック5に近い25億円というコスト半減を狙う方針を固めた^[171][172]。また2040年代には更にコストを削減し1回の打上げをH3ロケットの10分の1、5億円とするとしている^[171][173]。