H-IIBロケットはどれぐらいの重量まで宇宙に運べるか

「H-IIBロケット」と「こうのとり」最後の打ち上げ成功

　2020年5月21日午前2時31分、国際宇宙ステーション（IIS）に物資を運ぶ無人補給機「こうのとり（HTV, H-II Transfer Vehicle）」９号を搭載したH-IIB(H2B)ロケットが鹿児島県の種子島宇宙センターから打ち上げられました。約15分後に、H-IIBロケットから切り離されたHTVは予定通りの軌道に投入され、打ち上げは成功しました。HTVは25日午後9時頃にIISに到着する予定です。H-IIBロケットとHTVは今回の打ち上げをもって退役となり、最後の打ち上げに有終の美を飾ることができました。

　下記のJaxaの映像で30分のところが打ち上げ10秒前です。

「こうのとり」9号機/H-IIBロケット9号機打上げライブ中継

　今回の打ち上げは新型コロナウイルスの感染防止のため種子島島内の見学場が全て閉鎖されたなか実施されました。

　自分はずいぶん前にH-IAロケットの打ち上げを見学するために種子島を訪問したことがあります。残念ながら打ち上げが延期となってしまいました。いつか見学しに行きたいと思っています。

ロケットはどれぐらいの重量を打ち上げられるのか？

　実は宇宙ロケットは非常に効率の悪い乗り物です。地上から打ち上げたロケットが地球の引力を振り切って宇宙空間に脱出するためには毎秒１1.2 km（40,320 km/h = マッハ33）の速度が必要となります。ロケットがこの速度を出すためには膨大な推進力を必要とします。

　ロケットの推進力を大きくするためには燃焼ガスの噴射速度を大きくする必要があるため、大量の燃料を必要とします。そのため、普通のロケットは総質量のほとんどを燃料が占めています。H-IIBロケットの場合、総質量531トンに対して86％の458.2トンが燃料となります。

　ロケットが運べる貨物の質量をペイロードといいます。H-IIBロケットのペイロードは人工衛星を打ち上げるのに必要な高度で8トン（高度36,000 km以上）から19トン（高度350～1,400 km）です。打ち上げの時のH-IIBの総重量は531トン＋ペイロードとなります。

　ISSは高度約400 kmの起動を回っています。「こうのとり（HTV）」は全長9.8 m、直径4.4 mの円筒形をしています。質量は補給品を搭載していない状態で10.5トンで、積載可能最大質量は6トンです。高度350〜460 kmまでの軌道に対応しています。実際には棚など内部に設置されている構造物の質量を除いた輸送能力は4トンぐらいのようです。

　積載可能な質量まで満載したHTVを搭載したエンジンを点火する前のH-IIBの総質量は531トン＋16.5トン＝537.5トンぐらいになります。

H-IIIロケットとHTV-X

　H-IIBロケットの後継はH-III(H3)ロケットとなり、2020年ど後半に試験機の１号機が打ち上げを予定しているようです。H-IIIロケットは世界のロケット市場で活躍できるように、柔軟性、高信頼性、低価格を実現し、使いやすいロケットとなることをめざしています。

　一方のHTVの後継はHTV-Xとなり、21年度以降に運用開始となる予定です。HTVはISSのロボットアームでISSとドッキングするようになっていますが、HTV-Xは自動ドッキング機能を備えています。これにより、米国NASAが計画している月周回宇宙ステーションにもドッキングできるようになります。

　ペイロードを含まないH-IIIロケットの総質量は571トン、HTV-Xの棚など内部に設置されている構造物を除いた輸送力は5.85トンになるようです。

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