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M-3S-2是日本宇宙科学研究所研制的三级固体运载火箭,是M-3系列火箭的型号之一,主要用于科学卫星和深空探测器发射任务,低地轨道运载能力为770千克,1985年1月首飞,共执行8次发射任务,7次成功,1次失败,1995年完成最后一次发射后退役,后续被M-5火箭替代。
M-3S-2(又称M-3SII)是日本宇宙科学研究所(现隶属于JAXA)研发的固体运载火箭,属于M-3火箭系列,起飞重量约47吨,全长约24米,低轨道运载能力770千克。该火箭在1985年至1995年间共执行8次发射任务,先后发射了先驱号、彗星号哈雷彗星探测器,银河号X射线天文卫星,拂晓号极光观测卫星,飞天号月球探测器等航天器,仅1995年最后一次发射的Express返回式胶囊任务出现部分异常。
M-3S-2火箭是日本宇宙科学研究所(ISAS)研制的三级固体运载火箭,作为日本M系列固体火箭的成熟改进型号,其核心运载参数如下:
| 参数项 | 具体数值 |
|---|---|
| 火箭全长 | 24.0 m |
| 起飞重量 | 47.0 t |
| 近地轨道运载能力 | 770.0 kg |
| 整流罩直径 | 1.4 m |
| 级数 | 3级 |
| 研制单位 | 日本宇宙科学研究所(ISAS) |
该火箭的运载能力定位适配了日本上世纪80-90年代中小型科学卫星的发射需求,应用场景集中在空间科学探测领域:首先是近地轨道天文卫星发射,其运力恰好可以承载X射线探测、空间天文观测类的科学载荷,如系列ASTRO天文卫星均由其送入轨道;其次是深空探测任务,770kg的运力足以支持小型深空探测器的发射需求,该火箭曾承担哈雷彗星探测、月球飞越探测等开创性任务;此外它还具备一箭多星发射能力,可将多颗小卫星组合送入轨道,提升发射效率。作为全固体运载火箭,它还具备发射准备周期短、勤务保障需求低的特点,适合承担时效性较强的科学探测发射任务。
不过该火箭的技术潜力也引发过相关讨论:公开资料显示,如果将其第三级和有效载荷替换为弹头,即可改造为射程覆盖东南亚的中远程弹道导弹,其发动机技术储备也具备进一步升级为洲际导弹的可能性,这也从侧面反映了该型号在固体火箭技术领域的成熟度。
M-3S-2火箭继承了日本M系列固体火箭的技术路线,采用全固体推进剂设计,三级固体发动机均采用端羟基聚丁二烯(HTPB)复合推进剂,具备较高的比冲和燃烧稳定性。其核心技术特点如下:
| 技术类别 | 具体参数与特点 |
|---|---|
| 一级发动机 | 推力约200t,工作时间约40秒,壳体采用高强度合金钢材料,具备较高的结构强度 |
| 二级发动机 | 推力约75t,工作时间约35秒,采用固定喷管设计,通过燃气舵实现飞行姿态控制 |
| 三级发动机 | 推力约20t,工作时间约30秒,具备真空二次启动能力,可满足不同轨道的入轨需求 |
| 制导方式 | 采用惯性制导+无线电指令修正组合制导,入轨精度可达千米级,满足科学卫星的轨道精度需求 |
| 发射适应性 | 可在鹿儿岛航天中心的固定发射台发射,发射准备周期约为1个月,适合科学任务的灵活安排 |
| 可靠性 | 全系列7次发射全部取得成功,成功率达100%,是日本同期可靠性最高的运载火箭之一 |
该火箭的技术设计兼顾了成本和可靠性,没有采用当时较为超前的碳纤维复合材料壳体,而是沿用成熟的合金钢壳体,虽然在结构重量上存在一定劣势,但大幅降低了研制风险和制造成本,适配了当时日本空间科学探测任务小批量、多批次的发射需求。其三级发动机的二次启动技术也为后续M-5固体火箭的研制积累了关键技术经验,是日本固体运载火箭发展历程中承上启下的关键型号。
M-3S-2火箭在1985年至1993年间共执行了7次发射任务,全部取得成功,累计将8颗卫星/探测器送入轨道,是日本空间科学快速发展阶段的核心运载工具。其完整发射记录如下:
| 发射序号 | 发射时间 | 发射代码 | 发射场 | 载荷 | 任务类型 | 入轨卫星数 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 1985年1月8日 | 1985-006A | 鹿儿岛航天中心(KSCUT) | 先驱号(Sakigake) | 哈雷彗星探测 | 1 |
| 2 | 1985年8月19日 | 1985-073A | 鹿儿岛航天中心(KSCUT) | 彗星号(Suisei/PLANET-A) | 哈雷彗星探测 | 1 |
| 3 | 1987年2月5日 | 1987-012A | 鹿儿岛航天中心(KSCUT) | 银河号(Ginga/ASTRO-C) | X射线天文观测 | 1 |
| 4 | 1989年2月21日 | 1989-016A | 鹿儿岛航天中心(KSCUT) | 曙光号(Akebono/EXOS-D) | 极光探测 | 1 |
| 5 | 1990年1月24日 | 1990-007A/1990-007B | 鹿儿岛航天中心(KSCUT) | 飞天号(Hiten/MUSES-A)、羽衣号(Hagoromo) | 月球飞越探测 | 2 |
| 6 | 1991年8月30日 | 1991-062A | 鹿儿岛航天中心(KSCUT) | 太阳-A号(Yohkoh/SOLAR-A) | 太阳观测 | 1 |
| 7 | 1993年2月20日 | 1993-011A | 鹿儿岛航天中心(KSCUT) | 飞鸟号(ASUKA/ASTRO-D) | X射线天文观测 | 1 |
这些任务覆盖了日本早期空间科学的多个核心领域:1985年的两次哈雷彗星探测任务是日本首次深空探测尝试,先驱号和彗星号成功对哈雷彗星进行了抵近观测,使日本成为继美苏欧之后第四个掌握深空探测技术的国家;1990年发射的飞天号是日本首个月球探测器,成功完成月球飞越并释放了羽衣号子卫星,实现了人类首次由非美苏的探测器接近月球,为日本后续的月球探测任务奠定了技术基础;而系列ASTRO天文卫星的成功发射,也推动日本在X射线天文观测领域取得了一系列重要科研成果。1993年最后一次发射的ASTRO-D卫星完成入轨后,M-3S-2火箭正式退役,其运载任务由后续运力更强的M-5固体火箭承接,该型号也成为日本航天史上可靠性最高、任务成果最丰富的固体运载火箭之一。