Fracasa la primera misión del cohete japonés H3

Por Daniel Marín, el 8 marzo, 2023. Categoría(s): Astronáutica • Cohetes • Japón • Lanzamientos ✎ 44

El programa espacial japonés ha sufrido un duro golpe con el fallo de la primera misión del cohete H3. El 7 de marzo de 2023 a las 01:37 UTC despegó el primer H3 (H3-22S) desde la rampa LP-2 del centro espacial de Tanegashima en la misión H3-TF1 (Test Flight 1). Los dos cohetes de combustible sólido se separaron según lo previsto y luego le tocó el turno a la primera etapa a los 14 minutos después del despegue. Sin embargo, el motor criogénico LE-5B-3 de la segunda etapa no se encendió. Como resultado, el control de tierra se vio obligado a activar el sistema de destrucción del vehículo. Los restos de la segunda etapa y el satélite de observación de la Tierra ALOS-3 (Daichi 3) cayeron en el océano Pacífico al este de Filipinas. El fallo se produce tres semanas después de que el primer intento de lanzamiento del H3 del 17 de febrero se cancelase en el último segundo al no encenderse los motores de combustible sólido SRB-3. Por si fuera poco, este accidente tiene lugar después de que el lanzador japonés más pequeño, el Epsilon, fallase en su última misión del 12 de octubre de 2022. Japón mantiene operativo el H-IIA, que despegó con éxito el pasado enero y que todavía debe volar en cuatro ocasiones más antes de ser totalmente sustituido por el H3.

Primer lanzamiento del H3 (H3-22S) desde Tanegashima (Reuters).

El H3 es el primer cohete nuevo de gran tamaño construido por Japón en tres décadas. Efectivamente, el primer lanzamiento del H-II se remonta a un 1994, mientras que el H-IIA sería introducido en 2001 y el H-IIB en 2009 (y retirado en 2020). El H3 es una evolución del H-2 desarrollado conjuntamente por MHI (Mitsubishi Heavy Industries) y la agencia espacial japonesa JAXA con el objetivo de abaratar los costes e incrementar la flexibilidad de las misiones en comparación con el H-IIA. El desarrollo del H3 ha llevado una década y ha tenido un coste de cerca de 1400 millones de euros. JAXA espera que cada lanzamiento del H3 salga por unos 50 millones de euros. El programa H3 arrancó en 2011 con el estudio de lanzador de nueva generación NGLV o H-X. En 2012 se inició el desarrollo del motor criogénico avanzado LE-X de ciclo abierto, una versión mejorada y del LE-5B de la segunda etapa del H-II que evolucionaría hasta el LE-9 (la idea es que el LE-9 fuese más barato que el motor de ciclo cerrado LE-7A del H-II). A partir de 2014 se decide construir un nuevo cohete y no una simple versión mejorada del H-II y en abril de ese mismo año se pone en marcha el proyecto H3. En 2016 se finalizó el diseño del motor criogénico LE-9. El objetivo es llevar a cabo un primer lanzamiento en 2020, una fecha que debe ser retrasada en varias ocasiones por dificultades técnicas y económicas.

Recreación del H3-22S de esta misión (JAXA).
El satélite ALOS-3 que se perdió en esta misión (JAXA).
Prestaciones y datos de las versiones H3-30S y H3-24L comparados con el H-IIA20 y el H-IIB (JAXA).
Evolución de los motores criogénicos del H3 (JAXA).
Detalle del LE-9 (JAXA).
Los SRB-3 del H3 comparados con los SRB-A del H-II (JAXA).
Evolución del H-II al H3 (JAXA).

El H3 es un lanzador de dos etapas totalmente criogénico —hidrógeno y oxígeno líquido— que usa entre cero y cuatro aceleradores de combustible sólido según la carga. En este sentido, es muy similar en diseño y prestaciones al Ariane 6 europeo, que a su vez es  una mejora del Ariane 5 como el H3 lo es del H-II. El H3 tiene una longitud total de entre 57  y 63 metros y un diámetro de 5,2 metros en sus dos etapas y en la cofia. Viene en varias combinaciones según use 0, 2 o 4 aceleradores de combustible sólido SRB-3 (Solid Rocket Boosters 3), una cofia corta (S) o una grande (L) y 2 o 3 motores LE-9 en la primera etapa. No obstante, las combinaciones de estos parámetros están limitadas a cuatro versiones: H3-30S, H3-22S, H3-32L y H3-24L. La versión menos potente es la H3-30S, sin cohetes de combustible sólido y tres motores LE-9 en la primera etapa, mientras que la más potente es la H3-24L, con dos motores en la primera etapa y cuatro SRB-3. La H3-30S emplea siempre la cofia S y tiene una masa al lanzamiento de unas 270 toneladas, generando un empuje al lanzamiento de 450 toneladas y pudiendo colocar un mínimo de 4 toneladas en una órbita solar heliosíncrona (SSO). La H3-24L usa la cofia grande por defecto y tiene una masa al despegue de 574 toneladas. Genera 1180 toneladas de empuje al lanzamiento, pudiendo colocar un mínimo de 6,5 toneladas en órbita de transferencia geoestacionaria (GTO). La versión H3-32S/L no se espera que vuele.

Diversas variantes del H3(JAXA).
Prestaciones del H3 (JAXA).
Primera etapa del H3 (JAXA/MHI).
Segunda etapa del H3 (JAXA/MHI).
Elementos de la versión H3-32L (JAXA).

Las capacidades en LEO de las diferentes versiones del H3, así como otros datos importantes, no han sido hechos públicos, pero se cree que la variante más pesada, la H3-24L es capaz de colocar unas 20 toneladas en órbita baja. La versión de esta primera misión, la H3-22S, con dos motores LE-9 y dos motores sólidos SRB-3, se estima que tiene una masa al lanzamiento de 450 toneladas y que puede colocar unas 3,5 toneladas en GTO. La primera etapa del H3, L-200, tiene una longitud de 37 metros y utiliza dos o tres motores criogénicos LE-9 de 1472 kilonewton de empuje cada uno y un empuje específico (Isp) de unos 350-415 segundos. Funciona entre 200 y 320 segundos dependiendo si tiene tres o dos motores LE-9. Acoplados a esta etapa pueden ir hasta cuatro motores sólidos SRB-3, una versión mejorada de los SRB-A del H-II con un empuje de 2158 kN (un 20% más que los SRB-A). Las dimensiones de los SRB-3 son de 14,6 x 2,5 metros y funcionan durante 105 segundos. La segunda etapa, L-25, tiene una longitud de 12 metros y emplea un único motor criogénico LE-5B-3 de 137 kN que funciona durante 800 segundos y tiene un Isp de unos 440 segundos. JAXA espera poder desarrollar una versión pesada del H3 muy parecida al Delta IV Heavy capaz de situar 30 toneladas en LEO. Este lanzador serviría para enviar cargueros HTV-XG a la estación lunar Gateway o lanzar naves de gran tamaño a la órbita baja.

Posible versión pesada del H3 (JAXA).
Sistema totalmente reutilizable para 2040, en versión tripulada y no tripulada (JAXA).
Detalle de la segunda etapa reutilizable tripulada (JAXA).
Esquema de las misiones de los sistemas reutilizables a base de metano (JAXA).

Más allá del H3 y el H3 Heavy, alrededor de 2030 Japón quiere construir cohetes reutilizables a base de hidrógeno o metano basados en la tecnología del H3. Más adelante aún se incorporaría una segunda etapa reutilizable a estos lanzadores al estilo Starship, aunque estos planes todavía están muy poco desarrollados. No en vano, la historia del H3 no ha hecho más que comenzar.

Emblema del programa H3 (JAXA).
Etapas del H3 tras ser fabricadas (MHI).
Elementos estructurales del H3 (JAXA).
Detalle de la primera fase con dos motores LE-9 (JAXA).
Motores LE-9 (JAXA).
Colocación de los SRB-3 (JAXA).
Cofia de la primera misión (JAXA).
Traslado del ejemplar de prueba H3 a la rampa (JAXA).
Traslado a la rampa (JAXA).
Trayectoria de lanzamiento prevista. Atención a la maniobra dogleg para aumentar la inclinación orbital (JAXA).
Desviación de la trayectoria por el accidente (JAXA).
Desviación de la trayectoria prevista (JAXA).
Despegue (JAXA).
H3 en vuelo (JAXA).



44 Comentarios

  1. Excelente post Maestro, la verdad que una pena lo pasado al H3, pero bueno en parte la etapa más novedosa con el LE-9 funciono bien…

    Me pregunto si a futuro quisieran hacer un lanzador más pesado reconvertir el LE-9 para funcionar en vacío como motor de etapa superior y crear un motor de metano para la primera etapa, podría salir un bicho muy interesante…

    Veremos…

  2. El primer nuevo gran lanzador introducido (no tan exitosamente) en lo que va del año, creo, como dicen… La intención es lo que cuenta

    1. También es lo esperable que no intenten enviar un satélite en el debut, por lo que se deduce que se tenían bastante confianza, lo que hace que esto pase de esperable a un duro golpe… en cualquier caso, ojalá lo logren a la segunda

  3. un recorderis de que esto de hacer nuevos cohetes no es nada fácil,
    el primer intento siempre tiene un riesgo muy alto de que algo no funcione,
    pero de segur oque la próxima vez (en este mismo año) el cohete H-3 sí lo lograra.

  4. Gracias Daniel por la info!!! que pena me da que la division pesada de japon dio saldo negativo. que duro es el camino al espacio, juro que tenia ganas de ver exitosa esta mision de JAXA

  5. Es una lástima que cada país que quiera acceder al espacio se empeñe en repetir desarrollos y errores por los que han pasado otros. La evolución por ensayo y error, por premio y castigo de la selección natural, estuvo muy bien para los seres vivos, con millones de individuos entre los que seleccionar. Pero para productos tecnológicos en los que se puede recurrir a la experiencia registrada por la cultura y la historia humana, me parece una locura.

    El espacio es un ámbito común a toda la humanidad. Pienso que el acceso al espacio se debería hacer colaborando entre todos, no compitiendo y obligándonos a repetir errores por ocultarnos información tecnológica y por zancadillas entre potencias.

    El acceso al espacio creo que se debería hacer con lanzadores comunes hechos con lo mejor de cada uno, y bajo la coordinación de una agencia de la ONU.

    1. si lo que dices es muy bonito, el problema es que dicha tecnología puede usarse con fines militares y no espaciales, ese es el problema….

      1. Alguien neutral y elegido por todos tiene que organizar lo que se envía al espacio. Si no, es un caos. Por ejemplo el exceso de satélites que obstaculiza las observaciones, no sólo a los telescopios terrestres, sino también a los espaciales.
        https://www.nature.com/articles/s41550-023-01903-3
        El impacto de las estelas de los satélites en las observaciones del Telescopio Espacial Hubble

      1. Vale, ya sé que parece raro hablar de una agencia mundial del espacio, que se podría llamar Administración Mundial de Aeronáutica y el Espacio (con siglas en inglés WASA, aunque suene a guasa🙂). Pero también parecería raro hablar de una organización como la ONU antes de las dos guerras mundiales. Quizás haya que esperar a un desastre, como una avalancha de colisiones en la órbita baja que imposibilite los lanzamientos, para que se cree una institución así.

  6. La ESA y la JAXA deberían fusionarse en una única agencia europeo-nipona y así compartir la alegría del éxito y el lamento del fracaso. 🙂

  7. Sorprendido me ha dejado la «maniobra dogleg». ¿No podían enviarlo directamente al sur por sobrevolar alguna zona habitada o hay algo que se me escapa?

    1. Al este de filipinas no «sobre filipinas». Teniendo en cuenta que el fallo es casi inmediatamente después de MECO, esa seria la posición del lanzador.

    1. En hora buena ojalá que tenga una buena financiasion para sacar proyecto adelante y no como con la conae de argentina que cada vez recibe menos dinero por la crisis 😔

  8. Una pena pero es normal que un cohete nuevo fracase en el primer lanzamiento me imagino que lo que la segunda etapa no se encendiera no es raro al usar hidrógeno de combustible todavía me acuerdo del fallo del cohete chino cz5 por problemas de la turbo bonba 😐

    1. No lo creo. Lamentaría que un/a Soyuz explotara. Los cohetes nos gustan. Los misiles rusos no.
      Su declaración es abyecta en este blog y en su foro espaciotrastornado.
      Los europeos se alegrarían en masa si Putin deja y abandona su guerra en/a Europa. Especialmente la que él ha comenzado con agresión e invasión de Ukrania.(segundo episodio)

      Paz y libertad. Y conquista espacial.

  9. No digo que este sea el caso, ni mucho menos. Pero si un lanzamiento fallase porque el cohete chocase con basura espacial ¿quedarían pruebas suficientes de la causa del fallo?

      1. En un principio hasta donde quiera el que lo fabrica.
        La única pega es la ecuación de Tsiolkowsky, si usas una sola fase la masa que puedes colocar en órbita es una miseria comparada con la que despega.

  10. Diferencia entre la fecha de debut anunciada respecto de la fecha real
    (por ejemplo, el Ariane 6 debía debutar en julio de 2.020 y su debut real está previsto para el cuarto trimestre de 2.023)

    Así está la cosa por el momento:

    Ariane 6: 7/2020 – 4Q2023
    H3: 2020 – 1Q2023
    Vulcan: mid2020 – 2Q2023
    New Glenn: 2020 – Q42023
    SLS: 2016 – 11/2022

    Vemos que todos los cohetes de la nueva generación de cohetes pesados llevan unos 3 años de retraso; el SLS se ha retrasado aún más, pero es el único que ha llegado a órbita.

  11. Para el BFR la primera fecha de lanzamiento mínimamente “realista” era (en mi opinión) a finales de 2.021:

    Starship: Q42021 – 2023

    Conclusión: hay cosas peores que el “Elon time”, por ejemplo el Stéphane time, el Tory time, el Mitsubishi time, el Bob time y el Boeing time.

      1. ¿Erick, me recuerdas por favor cuando decías tu que iba a volar el cohete New Glenn?
        ¿cuando dices tu ahora que por fin volara ese cohete?

          1. Quizás los anti Musk, que tanto alegan que los pro Space X son Musk Fanboys, en realidad sean los más amantes en secreto de Elon… porque la mayoría de espaciotrastornados, ProSpX incluídos, no se toman los plazos del sudafricano en serio.

            En cambio los antis parece que los tienen grabados a fuego… curioso.

  12. – El cohete de Japón H-3 ya tendrá mas oportunidades este año;
    https://en.wikipedia.org/wiki/H3_(rocket)
    – cuando el cohete New Glenn debute en el 2025 esperar tenga éxito al primer intento.

    – y mientras tanto..:
    Boeing postulara al cohete SLS (contratos de lanzamiento)
    para misiones de seguridad nacional en la Fase 3,
    (no, no es “una broma”).

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