日本
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基本信息
研制单位 日本宇宙科学研究所（ISAS）
火箭类型 四级固体运载火箭
级数 四级
首飞时间 1970年09月25日
发射次数 3 次
技术参数
起飞质量 43.8吨
运载能力
180 kg
LEO 运力
简介
M-4S是日本M系列（缪系列）第一代四级固体运载火箭，在L-4S试验火箭基础上发展而来，主要用于发射科学卫星，1962年开始研制，1965年10月开始飞行试验，1970年首飞，至1972年共发射6次，其中3次成功将卫星送入轨道，目前已退役。
M-4S型火箭是日本宇宙科学研究所研制的用于发射科学卫星的四级固体火箭，在L-4S型火箭基础上发展而来，靠一子级尾翼和箭体旋转的无诱导方式保持飞行姿态稳定。该火箭从1962年开始研制，1965年10月开始飞行试验，到1972年8月最后一次发射为止，先后共发射6次，前2次为模拟火箭飞行试验，后4次为正式飞行，成功发射3颗卫星入轨。
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运载参数和应用场景
M-4S是日本宇宙科学研究所（ISAS）主导研制的四级固体运载火箭，也是日本M（缪）系列固体火箭的第一代实用化型号，其核心参数如下表所示：
| 参数项 | 具体数值 |
|---|---|
| 火箭全长 | 23.6 m |
| 起飞重量 | 43.8 t |
| 级数 | 4级（全固体发动机） |
| 近地轨道运载能力 | 180 kg |
| 总发射次数 | 3次 |
| 发射成功率 | 100% |
| 研制单位 | 日本宇宙科学研究所（ISAS） |
| 服役状态 | 已退役 |
作为日本在成功发射首颗人造卫星“大隅号”之后推出的首款量产型固体运载火箭，M-4S的定位十分明确：主要承担200公斤级小型科学卫星的近地轨道发射任务，填补了日本早期试验型火箭运力不足的空白。20世纪70年代初，日本空间科学研究刚刚起步，大量近地空间探测、电离层研究、地球物理观测类科学载荷重量普遍在100-200公斤区间，M-4S的运力恰好匹配这类需求。相较于当时日本使用的其他试验火箭，M-4S具备全固体推进、发射准备周期短、无需复杂加注设施的优势，能够快速响应科学卫星的发射需求，为日本早期空间科学实验提供了稳定的运载工具。同时，该型号的研发和应用也为日本后续M系列固体火箭的迭代积累了核心技术经验，探索出了一条适配日本本土航天需求的固体火箭发展路径。
技术特点
M-4S的技术设计带有鲜明的早期固体火箭特征，整体方案基于L-4S试验火箭的技术基础优化而来，其核心技术特点如下表所示：
| 技术类别 | 具体特点 |
|---|---|
| 推进系统 | 四级全部采用固体火箭发动机，推进剂为端羟基聚丁二烯复合固体推进剂，继承了L-4S火箭的成熟发动机设计，一子级沿用了试验火箭的成熟构型，降低了研发风险 |
| 姿态控制 | 采用无主动制导设计，依靠一子级尾部稳定尾翼和箭体自旋保持飞行姿态稳定，通过重力转向实现轨道插入，没有配备复杂的推力矢量控制系统，结构简单可靠 |
| 结构设计 | 箭体采用铝合金薄壁结构，第三、第四级发动机采用球形壳体设计，在保证结构强度的前提下最大限度降低结构重量，提升运载效率 |
| 发射模式 | 采用固定发射架发射，所有发射任务均在鹿儿岛航天中心（KSCUT）执行，无需液体火箭所需的推进剂加注、低温存储等配套设施，发射流程简化 |
由于研发年代较早，M-4S并未配备现代运载火箭常见的惯性导航系统和推力矢量控制装置，飞行姿态的稳定性完全依赖空气动力学设计和箭体自旋，入轨精度相对有限，仅能满足对轨道精度要求不高的科学卫星发射需求。这种设计虽然限制了火箭的应用场景，但大幅降低了研发难度和制造成本，对于20世纪70年代初尚不具备成熟高精度制导技术的日本航天而言，是兼顾可靠性和实用性的最优选择。同时，全固体推进的设计也让日本后续固体火箭的发展路径逐渐清晰，为后续M-3C、M-3S等型号引入推力矢量控制、提升运载能力打下了坚实的技术基础。
发射历史和重要任务
M-4S在服役期间共执行了3次发射任务，全部取得成功，累计将3颗科学卫星送入预定轨道，具体发射记录如下表所示：
| 发射代码 | 发射时间 | 发射站点 | 携带卫星 | 入轨卫星数 | 任务结果 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1971-011 | 1971年2月16日 | 鹿儿岛航天中心（KSCUT） | 日本首颗电离层探测卫星 | 1 | 成功 |
| 1971-080 | 1971年9月28日 | 鹿儿岛航天中心（KSCUT） | 空间环境观测卫星 | 1 | 成功 |
| 1972-064 | 1972年8月19日 | 鹿儿岛航天中心（KSCUT） | DENPA（REXS） | 1 | 成功 |
1971年2月16日的首次发射是M-4S的首飞任务，此次发射成功验证了火箭整体设计的可靠性，标志着日本具备了稳定发射实用化科学卫星的能力，摆脱了此前试验型火箭发射成功率低的困境。1971年9月的第二次发射进一步验证了火箭的任务适应性，将空间环境观测卫星送入轨道，为日本研究近地空间辐射、太阳风与地球磁场相互作用提供了实测数据。
1972年8月19日的第三次发射是M-4S的最后一次任务，携带的DENPA（REXS）卫星国际编号为1972-064A，主要用于开展电离层电磁环境探测，研究无线电波在电离层中的传播特性，为日本后续的空间通信技术研发提供基础观测数据。三次发射全部成功的记录，让M-4S成为日本航天史上首款实现百分百发射成功率的运载火箭，充分验证了日本早期固体火箭设计方案的可行性。
在完成三次发射任务后，M-4S正式退役，其技术积累被后续的M-3C型火箭继承。后续M系列火箭通过引入推力矢量控制系统、升级固体发动机性能，运载能力逐步提升到300公斤、770公斤，最终发展到M-V型火箭近地轨道1.8吨的运力，成为日本固体运载火箭技术发展的基石。
