H-IIBロケット

H-IIB
H-IIB 2号機の打ち上げ
基本データ
運用国	日本
開発者	JAXA、三菱重工業
運用機関	JAXA
使用期間	2009年 - 現役
射場	種子島宇宙センター 大崎射場吉信第2射点
打ち上げ数	2回（成功2回）
開発費用	270億円
打ち上げ費用	147億円（TF1） 110億円（予定）
原型	H-IIAロケット
公式ページ	JAXA - H-IIBロケット
物理的特徴
段数	2段
ブースター	4基
総質量	531 t
全長	56.6 m
直径	5.2 m（第1段コア）
軌道投入能力
低軌道	19,000 kg 300 km / 30.4度
静止移行軌道	最大8,000 kg 250 km x 36,226 km / 28.5度
HTV軌道	16,500 kg 200 km x 300 km / 51.7度

H-IIシリーズ

H-IIBロケット（エイチツービーロケット 、エイチにビーロケット、H2Bロケット）は、日本の宇宙航空研究開発機構（JAXA）と三菱重工業が共同開発し、三菱重工が製造、JAXAが打ち上げを行っている、日本で最大の能力を持つ人工衛星打ち上げ用クラスターロケット。H-IIAロケットの設備と技術を使い、H-IIA以上の能力を持つロケットとして、日本で初めて官民が対等な関係で開発したロケットである。2009年（平成21年）9月11日に試験機1号機が打ち上げられた。

開発の経緯

開発計画の変遷

日本は1997年（平成9年）から国際宇宙ステーション（ISS）への物資補給を行なう宇宙ステーション補給機（HTV、H-II Transfer Vehicle）の開発を進めてきた。HTVの質量は、当初15トンと設定され、H-IIAロケット標準型では打ち上げることはできず、1996年（平成8年）からH-IIAロケット増強型の開発が進められていた。

H-IIA増強型（H2A212）は、H-IIA標準型とほぼ同じ第1段にLE-7Aを2基装備した液体ロケットブースタ（LRB）を1基追加する計画であったが、1999年（平成11年）のH-IIロケット8号機の失敗を受けて、H-IIAの開発を標準型に特化するため、一部の構造系及び電気系の開発を完了した時点で開発が凍結された。

増強型の見直しは、2002年（平成14年）から行われ、HTVの質量が当初予定よりも若干増加していること、世界の輸送系の費用が低下してきていることを踏まえて、増強型の以下のような要因を改善する検討が官民共同で実施された。

• 諸外国でも数例しかない非対称なロケットとなり、その制御に若干の困難が予想される。
• 当時台頭が予想された外国の新型ロケットは、複数衛星打上げにより衛星1機あたりの打上げ費用を大幅に低減する方向であり、H-IIAロケット民営化後の重要な課題となり得たこと。
• H-IIロケット8号機打ち上げ失敗の原因となったLE-7を改良したLE-7Aを3基も使用することで、その信頼性確保に難点がある。

この結果、宇宙開発委員会において、従来の計画の代替として、H-IIA標準型の要素を流用しつつも以下のような新設計の第1段を採用する新たな能力向上案（H-IIA+）が決定された。

• H-IIAの第1段機体を直径4 mから5 m級に拡張して主エンジンLE-7Aを2基装備する。
• 固体ロケットブースタ（SRB-A）を4本装着する。

こうして能力向上案（H-IIA+）は2003年（平成15年）に「開発研究」が開始され、2005年（平成17年）にH-IIBロケットとなり「開発」フェーズへと移行した。これと同時にロケット開発における新たな官民の関係が確認され、H-IIBロケットは日本で初めて宇宙機関と民間企業が対等な形で開発を進めるロケットとなった。予定打ち上げ能力は低軌道（LEO）へ19,000 kg、HTV軌道（HTVが自力でISSへのランデブー飛行に移る前に、ロケットにより投入される低高度の楕円軌道）へ16,500 kg、静止トランスファ軌道（GTO）へ最大8,000 kgとされた。

「H-IIAロケット#ラインナップの変遷」も参照

開発費用

従来のロケット開発では、開発費全額が政府予算で賄われ、運用開始後はJAXAがロケット購入費用として製造費分を三菱重工に支払ってきた。 一方、H-IIBロケットでは、開発費262億円のうち187億円をJAXAが負担、残り75億円分を三菱重工が負担し、運用開始後は開発費の三菱重工負担分をH-IIBの販売価格に上乗せして回収する手法がとられた（開発費における三菱重工負担分は設備投資等の初期投資分である）。

上記の開発費262億円と試験機1機147億円の合計409億円のプロジェクトとされていたが、実機型タンクステージ燃焼試験（CFT）の回数増加や油圧アクチュエータの設計変更などによって、現在では開発費用は8億円増加した270億円、合計417億円のプロジェクトとされている。

構成と諸元

主要諸元一覧

各段	第1段	固体ロケットブースタ	第2段	衛星フェアリング
全長	38.2 m	15.2 m	10.7 m	15.0 m (5S-H) 16.0 m (4/4D-LC)
外径	5.2 m	2.5 m	4.0 m	5.1 m (5S-H) 4.0 m (4/4D-LC)
各段質量	202 t （段間部含む）	306 t （4本分）	20 t	3.2 t (5S-H) （アダプタ、分離部含む）
エンジン（モータ）	LE-7A （再生冷却長ノズル）	SRB-A3	LE-5B-2	N/A
推進薬重量	177.8 t	263.8 t （4本分）	16.6 t
推進薬種類	LOX/LH2	HTPBコンポジット	LOX/LH2
真空中推力	2,196 kN（224 tf） （エンジン2基）	9,220 kN（940.8 tf） （最大4本分）	137 kN（14 tf）
真空中比推力	440.0 sec	283.6 sec	448.0 sec
燃焼時間	345 sec	114 sec	530 sec
姿勢制御方式	ジンバル	駆動ノズル	ジンバル ガスジェット装置
主要搭載電子装置	誘導制御系機器		誘導制御系機器 レーダトランスポンダ テレメータ送信機 指令破壊装置

大阪科学技術館に展示されているH-IIBロケットの模型

第1段機体

LE-7A（再生冷却長ノズル）型ロケットエンジン（推進剤：液体酸素/液体水素）をクラスター化し2基搭載、キャビテーション対策にインデューサの改良をした液体酸素ターボポンプを適用している。開発段階において一部メディアで、実質新規開発エンジン「LE-7B」を第1段に使用するとの誤報があった。LE-7Aは当初からクラスター搭載に対応して設計されており、H-IIBに使用されるLE-7AはH-IIA用とほぼ同一設計である。クラスター化に伴い、2基1組でないと作動しないということはなく、領収燃焼試験は1基ずつ行っている。クラスター化の開発には新規性があまりなく、次世代へのエンジン設計技術の継承にあまり役に立たなくて困ったという。

H-IIAからタンク直径を4 mから5.2 mに拡大、全長を1 m伸長することにより推進薬量を増大させている。MHI名古屋航空宇宙システム製作所によりロケットタンクの溶接では世界で初めて円周方向にもFSW（摩擦攪拌接合）が導入された。タンクドームにはMHI広島製作所にて開発された大型スピニング成型ドームが採用され国産化されている。

推進系では、エンジン2基に対しタンク底部から2系統独立した推進薬供給配管を適用し開発リスクを低減、バルブやアクチュエータ等のコンポーネントは極力H-IIAと共用とした。エンジンカバーはアルミ合金製セミモノコック構造で、楕円形に2機をまとめて覆っている。

段間部はH-IIAロケットと同じ炭素繊維複合材ハニカム構造で、長さが短縮され（円錐台形状のアルミ合金製セミモノコック構造の段間部アダプタがあるため）補強も行われている。試験機では白色塗料の耐熱コーティングがされていたが、2号機以降は削除し黒色にすることで、軽量化による打ち上げ能力の向上を図っている。

第2段機体

LE-5B-2型ロケットエンジン（推進剤：液体酸素/液体水素）を1基搭載。基本仕様は14号機以降のH-IIAロケット第2段と共通であるが、フェアリングの大型化に伴う応力の増加に対応して外板部の一部が補強された。2号機では第2段機体の制御落下実験を実施致するため、機体の改修（タンク加圧用ヘリウム気蓄器追加、2段エンジン再着火信号回路遮断機能追加、搭載機器等の熱対策、制御落下シーケンスの追加等）を行った。

制御落下実験では、主ミッション終了したのちに、第2段機体をより安全に処置することを目的とした技術開発の位置づけで、地球1周回後、LE-5Bエンジンのアイドルモード燃焼で第2回燃焼を行い、機体を南太平洋上へ落下させる。今後、定期的なHTVミッションの打上げ機会を利用して、制御落下に関する技術蓄積に継続的に取り組む計画である。

固体ロケットブースタ（SRB-A3）

IHIエアロスペースが製造する固体ロケットブースタでH-IIAロケットと共通。SRB-A3を4本装着する。H2A204と同じく長秒時型モータを使用し最大動圧を低減する推力パターンをもつ。2号機の打上げにおいて、片方のストラットが抜けにくくなり分離のタイミングに差が見られた。このためストラットのホルダ部分の設計変更を行った。

衛星フェアリング

川崎重工が開発・製造するフェアリングで、HTVミッションには、H-IIAロケットで用いているフェアリング（5S型）を3 ｍ伸ばしたHTV用フェアリング（5S-H型）を用いる。大型のアクセスドアを設け、打上げ前にフェアリング内のHTVにアクセスできる構造とした。GTOミッションには、4/4D-LC型フェアリングによる衛星2機同時打上げを想定し、ロケット全体の設計を実施している。

H-IIBの開発で苦労したのがこの5S-H型フェアリングであった。5S型に比べてフェアリングの全長や直径が大型化したため、フェアリングと第2段を接合するボルト部分が、打ち上げ時に想定される荷重の1.25倍の負荷をかける荷重試験に耐えられなくなり破断が相次いだのである。H-IIBは安価な開発を目標としていたため、特注品のボルトと接合部分の大幅な設計変更は不可能であり、軽量かつ強固なフェアリングを実現するのに苦労し、フェアリングが完成したのは打ち上げの1週間前になってからであった。この問題の対策として、1号機では破損部および周辺部の補強と荷重をかけた時の分離面の滑りを抑制するピンの設置等を実施し、2号機には更なる分離機構の強度余裕を向上させることを目的として、分離機構の設計変更（分離ボルトの形状変更と分離機構部の構造の最適化）を実施した。

アビオニクス

2号機までは、H-IIAと同じく、RX616リアルタイムOSと32ビットMPUのV70を採用したNECが開発した誘導制御計算機を搭載していた。3号機からはJAXA情報・計算工学センターが開発した新型のTOPPERS/HRPリアルタイムOSと、NECが開発したV70より10倍高性能の64ビットMPUのHR5000を採用した新型誘導制御計算機が搭載される。新型誘導制御計算機は高速・小型・軽量・モジュール化が図られており、新型MPUボードはイプシロンロケットも含んだ今後のJAXAロケットの共通基盤となる。この新しいはアビオニクスはH-IIAにも適用される。

射点設備

移動発射台（ML）は、旧増強型対応で設計されコア位置の変更等が容易な第3移動発射台（ML3）を改修して用い、射点は種子島宇宙センター吉信第2射点（LP2）を使用する。VABは、H2A204にも対応可能な第1整備組立棟（VAB1）を避け、第2整備組立棟（VAB2）を改修して用いる。

打ち上げ

打ち上げ実績

発射台は種子島宇宙センター吉信射点LP-2

打ち上げ実績一覧

機体番号	画像	打ち上げ日時 （JST）	ペイロード	投入軌道 結果	備考
試験機 （1号機）		2009年9月11日 2時1分46秒	宇宙ステーション補給機 「こうのとり」1号機（HTV技術実証機）	HTV軌道 成功	当初の予定通り延期無く打上げ。 HTV軌道に16.95トンの打ち上げ能力確認。
2号機		2011年1月22日 14時37分57秒	宇宙ステーション補給機 「こうのとり」2号機(HTV2)	HTV軌道 成功	1月20日の予定が天候不良により延期。 ミッション終了後に第2段の制御落下実験を行った。

打ち上げ予定

2012年度（平成24年度）

• 宇宙ステーション補給機「こうのとり」3号機(HTV3)-夏期：H-IIBロケット3号機から極低温点検は原則実施しない
• 宇宙ステーション補給機「こうのとり」4号機(HTV4)：H-IIBロケット4号機から民間移管を予定

2013年度（平成25年度）

• 宇宙ステーション補給機「こうのとり」5号機(HTV5)

商業利用の可能性

H-IIBはHTVだけでなく、静止衛星の打ち上げも想定している。静止トランスファ軌道（GTO）への投入能力は8 tで、商業打ち上げで大きなシェアを持つアリアン5に近い能力である。アリアン5ECA型の静止トランスファ軌道へのペイロードは10 tで、2機の静止衛星を同時に搭載して打ち上げることが多い。H-IIBも、4/4D-LC型フェアリングを使用して、静止衛星を2機搭載することが想定されている。

H-IIA202型を2機打ち上げる際の費用は合計で170億円だが、GTO投入能力は合計8.2 tで、H-IIB1機とほぼ等しい。一方、H-IIB1機の予定打ち上げ費用は110億円とされており、H-IIBで2機の静止衛星を打ち上げれば費用が3割減から4割減となる。H-IIBがH-IIAのように三菱に移管され商業打ち上げのラインナップに加わる時期は未定だが、実現すれば商業打ち上げの競争力強化が期待される。一方で、アリアン5が衛星2機同時打ち上げをスムーズに行えるのは多数のバックオーダーを抱えているためであり、受注数が少なければ衛星側のスケジュール調整が困難になることも予想される。

履歴

• 1996年（平成8年）8月 - 宇宙ステーション補給システム（HTV）及び3トン級静止衛星の打ち上げ能力を持つH-IIA増強型（LRB案）試験機の「開発研究」に着手。
• 1999年（平成11年） - 宇宙開発委員会にて、平成14年度の打ち上げを目標に、平成12年度からのH-IIA増強型試験機の「開発」フェーズへの移行についての妥当性に関する評価・審査が行われ、移行が妥当であると承認された。
• 1999年（平成11年）12月 - 宇宙開発委員会にて、H-IIロケット8号機の失敗を教訓にH-IIA標準型の開発を優先することを了承。H-IIA増強型の開発は段階的に着実に実施する事としながらも「開発」着手を見送る事とし、打ち上げ目標年度の平成15年度への延期を了承。
• 2001年（平成13年）8月 - 宇宙開発委員会にて、打ち上げ目標年度の平成17年度へのさらなる延期を了承。
• 2002年（平成14年）5月10日 - 宇宙開発事業団のプレスリリースに、新たなH-IIA能力向上案（H-IIA+）の記事が載る。
• 2002年（平成14年）6月 - 宇宙開発委員会にて、H-IIA標準型以上の能力を持つロケット（H-IIA増強型）を開発する場合には、H-IIA標準型を開発基盤に民間に主体性を持たせた官民共同開発を行う方針を了承。また、官民の関係者からなるH-IIA民営化作業チームを文部科学省に設置することを了承した。
• 2003年（平成15年）4月 - 上記作業チームにおいて続けられてきた、従来のH-IIA増強型の開発の進め方についての見直しの検討がとりまとめられ、H-IIA増強型の開発の見直し、官民役割分担の考え方、民間を主体とした開発の進め方等についての考え方が示された。
• 2003年（平成15年）8月 - 宇宙開発委員会にて、H-IIA増強型の開発の見直し内容と根拠についての妥当性に関する評価・審査が行われ、平成19年度に試験機を打ち上げることを目標に、新たな能力向上案（H-IIA+）を基に「開発研究」フェーズに移行することが妥当であると判断され承認された。
• 2005年（平成17年）7月27日 - 宇宙開発委員会にて、開発移行前審査を行い、「開発」フェーズ（基本設計フェーズ）への移行が妥当であると判断され承認された。
• 2005年（平成17年）8月 - H-IIA能力向上型の名称をH-IIBロケットに変更。
• 2005年（平成17年）9月21日 - 民間を主体とした官民共同開発の枠組みに関して、JAXAとMHIの間で基本協定を締結した。JAXAが基本設計や各種試験、打ち上げを担当し、詳細設計から製造までをMHIが担当する。
• 2005年（平成17年） - 基本設計、詳細設計、開発基礎試験等を実施。
• 2006年（平成18年） - 17年度作業を継続し、システム設計および開発試験等を実施。
• 2008年（平成20年） - MHI田代試験場にて厚肉タンクステージ燃焼試験（BFT）を3月12日から8月11日までに8回実施。
• 2009年（平成21年）4月 - H-IIB試験機（翌年度飛行する実機）を種子島宇宙センターの射点に据え付け、実機型タンクステージ燃焼試験（CFT）を4月2日と4月22日に実施。
• 2009年（平成21年）7月11日 - 種子島宇宙センターにおいて地上総合試験（GTV）を実施。
• 2009年（平成21年）9月11日 - 午前2時1分、H-IIB試験機（1号機）の打ち上げに成功した。ミッションはHTV技術実証機の軌道投入。

関連項目

• 宇宙開発
• 宇宙開発事業団
• 宇宙航空研究開発機構
• 種子島宇宙センター
• ロケット
• 人工衛星
  • 人工衛星の軌道
• 宇宙ステーション補給機

外部リンク

JAXA

• JAXAトップページ
  • H-IIBロケット
    • H-IIBロケット プレスリリース一覧
  • 機関紙 JAXA's
    • JAXA's 005号(PDF)H-IIBロケット新たに開発スタート
    • JAXA's 013号(PDF)H-IIBロケット7つのQ&A
    • JAXA's 022号(PDF)新型ロケット「H-IIB」

文部科学省宇宙開発委員会関連資料

• 平成14年 第18回宇宙開発委員会 資料
• 平成14年 第18回宇宙開発委員会 議事録
• 我が国の宇宙開発利用の目標と方向性
• H-IIAロケット輸送能力向上に係る評価結果
• 18年度予算概算要求に向けたJAXAの研究開発プロジェクトの概要(PDF)
• JAXAにおける信頼性確保に向けた取り組みの実施状況について(PDF)
• H-IIBロケットの開発状況について(PDF)

その他

• 「Ｈ－ⅡＢロケットタンク構造の高信頼性」 MHI Technical Review Vol.42 No.5(PDF)
• MHI名航>Monthly Headline>◆HIIBロケットタンク溶接工場地鎮祭執り行われる
• MHI>MHIニュース>◆H-IIBロケットタンクドームを一体成形で生産 高信頼化、低コスト化を達成して競争力強化に貢献
• 第50回宇宙科学技術連合講演会 1B10 H-IIBロケットの開発状況