H-2B • HTV 9 • (こうのとり白鹳9号機) 国际空间站补给任务 • H-2B谢幕之旅 • HTV飞船谢幕之旅 • 发射成功

When:
2020年5月21日 @ 01:31
2020-05-21T01:31:00+08:00
2020-05-21T01:46:00+08:00

地点:日本九州种子岛宇宙中心
火箭:H-2B F09
载荷:HTV-9 空间站货运飞船
质量:16.5t
客户:JAXA
轨道:LEO/ISS
货物重量:6.2t(约4.3吨物资放置于加压舱段中,1.9吨则于非加压舱)
发射时间:5月21日01点31分(备份窗口时间从5月22日到6月30日)
对接时间:5月25日20时15分(毛子表示你这对接时长咋高攀不起)
分离时间:2个月,预计7月25日前后,本次对接时长为历次HTV任务最长(飞船自身需要4/5天与空间站对接,其独立飞行时间为7天,设计对接时长为45天)
备注:本次任务为HTV货运飞船的最后一次任务,后续补给任务由HTV-X飞船接替。

直播地址:NASATV。

(官宣发射时间)

任务时序介绍【发射模拟流程】H-2B • HTV-9(こうのとり白鹳9号機) • 国际空间站补给任务• H-2B谢幕之旅 • HTV飞船谢幕之旅

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初始轨道根数点此初始入轨参数如下:

ID 编号 历时(UTC) 物体名称 运行周期(分/圈) 轨道倾角 近地点 x 远地点
45607 2020-030A 2020.05.20 20:21:39 HTV-9 89.38  min 51.6708 186.715 x 301.282 km

资料:
HTV-9计划将携带6200公斤货物,其中4300公斤为加压货物,其余1900公斤为非加压货物。其中非加压舱段中的货物为六枚锂电池用于替换国际空间站现有的镍氢电池。这也是继先前的HTV-6/7/8之后最后一次执行此类电池替换任务。而加压舱室段中除了计划携带宇航员的补给物资和个人物品以外,还计划携带分别来自JAXA,NASA和ESA的科研物资。

外挂电池示意图
外挂电池示意图

货物清单:
加压舱的补给货物

  • 与实验相关产品
    • 用于微型卫星安装的对地观测卫星摄像机(ISIM)
    • 与FLARE实验相关的产品,例如固体燃烧实验设备(SCEM)
    • 希望号太空直播站设备(Space Frontier Studio KIBO)
  • 船员生活物资
    • 新鲜食品
    • 宇航员的日用品等
非加压舱货物
  • ISS用新型锂离子电池

JAXA cargo:

  1. Solid Combustion Experiment Module (SCEM)
  2. Integrated Standard Imager for Microsatellites (iSIM), a commercial technology demonstration payload by Spanish company Satlantis
  3. Equipment for the space media business collaboration (Space Frontier Studio KIBO)

NASA cargo:

  1. EXPRESS Rack 11B (ER11B)
  2. Tank for Water Storage System (WSS)
  3. High-pressure nitrogen tank for Nitrogen Oxygen Recharge System (NORS)

ESA cargo:

  1. European Drawer Rack Mark II (EDR2)

本次任务中关于科普大众直播的看点:希望号太空直播站设备

日本Bascule公司、SKY Perfect JSAT公司及宇宙航空研究开发机构(JAXA)宣布,计划在国际空间站(ISS)设立直播站,开拓“太空媒体业务”,目前已经开始进行相关准备工作。
计划以ISS的日本太空实验楼“希望号”(在地球上空400公里处以每秒8公里的速度绕地飞行)为媒体平台,促进“太空民主化”。
Bascule预定于2020年以后的第一阶段,在“希望号”舱内开设节目直播站“希望号太空直播站”(The Space Frontier Studio KIBO),与长期生活在国际空间站的宇航员一起,利用太空中设置的显示器,在太空和地面之间实时通信,互动直播。
来自“希望号太空广播站”的节目预定与SKY Perfect JSAT一起通过BS SKY Perfect!、YouTube和SNS等播出和发送。目标是一边从太空眺望着没有国界之分的地球,一边播出一档能让不同国家、不同语言、不同年龄、不同性别的人都能开心收看的节目。
为实现该计划,Bascule将利用ISS日本实验楼“希望号”的设备,自主开通遵从ISS与地面通信线路限制的数据通信协议,以及能在短时间内启动的双向通信应用,计划从2020年夏季以后,开始对全球首个面对面式互动直播系统进行技术验证及商业化验证。另外,在设想2021年前后启动的第二阶段,还计划利用XR(AR/VR),进行史无前例的影像发送。


H-2B火箭介绍:

H2B火箭是日本大型主力火箭H2A的升级版本。H2B火箭长56.6米,重531吨,是使用液氧和液氢为推进剂的二级式火箭。由日本三菱重工业公司制造,是目前日本最大型的火箭。
H2B火箭是日本大型主力火箭H2A的升级版本。H2B火箭长56.6米,重531吨,是使用液氧和液氢为推进剂的二级式火箭。 H-2B型火箭发射重量为551吨,4台SRB-A改良型引擎,单台推力为2305千牛顿, 与H2A火箭3.7吨的地球同步转移轨道最大发射能力相比,H2B火箭的地球同步转移轨道最大发射能力约8吨,空间站转运飞行器轨道的最大发射能力达16.5吨。
H2B火箭的第一级火箭搭载有两台LE-7A液体发动机,同时装备了4个固体火箭推进器,两者的数量均为H2A火箭的两倍。H2B火箭还将第一级火箭的燃料箱直径由原来的4米扩大到5.2米,长度增加了1米,这使得燃料箱可装载的推进剂量增加到原先的约1.7倍。 可以说,上述这种使用数个相同发动机的集群化手法是H2B火箭提升运载能力的关键。另外这种方法使用性能已经稳定的发动机,可以令研发工作在短时间内以低成本完成。 日本研发H2B火箭的另一个重要目的是,组合使用H2A和H2B火箭,以满足更广泛的发射需求。此外,通过提高运载能力实现一枚火箭发射多颗卫星,就能够削减成本,使日本的航天产业更具活力。(然后H-2B至始至终也只是HTV的专属箭,打完这发就退役,商业化的梦想交给了下一代H-3家族)

HTV货运飞船介绍:

总体设计概况:

  HTV是日本独立研制的无人货运飞船,其主要任务是向国际空间站运送补给。在日本得知美国的航天飞机即将退役,而日本在国际空间站上的希望号舱段的实验计划与日俱增的情况下,日本对拥有自己的货运飞船的渴望便愈发强烈。

2009年,HTV飞船的飞行试验取得成功。该飞船基本上呈圆柱体外形,直径4.4米,高约9.8米,空重10.5吨。HTV的上行载荷能力为6吨,约为俄罗斯“进步”号货运飞船的2倍,比“欧洲自动运载器(ATV)”的7.5吨的运载能力略低。

不过,虽然日本HTV飞船的运力低于欧空局的ATV,但是在细节上的设计考虑使其在执行货运任务时有比较独特的竞争力。HTV飞船的货舱舱口为1.27米×1.27米,比起和俄罗斯”进步”号飞船采用同源技术的欧空局ATV飞船的0.8米×0.8米尺寸的舱口来说,大了不少(面积为2.52倍)。这样一来,尽管HTV的货舱比ATV的要小一些,但是在运送大型试验设备的时候,ATV的舱口就成为了瓶颈,而HTV则能够把任务承接下来。

HTV飞船的庞大尺寸给日本的火箭带来了不小的压力。国际空间站的日本核心舱段”希望”号,是一个长11.2米、外径4.4米、内径4.2米的圆筒形状模组。HTV飞船的外径和希望号舱段相同,而长度仅仅短了1.4米,其发射质量高达14.5吨。因此,日本需要研制推力更强的火箭才行。

于是,H-IIB运载火箭应运而生。该火箭的研制与HTV货运飞船的研制同步进行。而2009年9月11日的HTV飞船的首次飞行试验同时也是日本H-IIB运载火箭的首次发射。H-IIB运载火箭是在H-IIA运载火箭的基础上开发出来的。H-IIA火箭主要用来执行地球同步轨道卫星的发射任务,其同步轨道运载能力为4吨。H-IIB运载火箭在H-IIA火箭的基础上,芯级增加了1台LE-7A发动机,变为了2台。助推器则由原来的2台增加为4台。这样,H-IIB火箭的同步轨道运载能力比H-IIA提升了50%,同时,其近地轨道能力增至16.5吨,刚好可以用来满足HTV飞船的发射。

对接自有特色:

  与欧空局的ATV飞船不同,日本的HTV飞船的对接系统没有借用俄罗斯的技术,而是由三菱电机开发,尝试走日本自己的技术路线。HTV飞船的对接系统由近傍通讯系统、PROX天线、PROX-GPS天线、PROX沟通设备以及硬件指令面板构成。HTV飞船向依靠相对GPS定位技术飞到国际空间站下方。然后,在安装在国际空间站的日本核心舱段希望号下方的接收会合激光的反射器和飞船的激光雷达的共同作用下,实施会合机动。

当HTV飞船与国际空间站的相对距离为10米时,飞船关闭姿轨控发动机,开始进入“自由飘浮”状态,等待着被国际空间站上的航天员操纵的加拿大臂将自己捕获,并随后被拉到对接口位置实施对接。

(HTV飞船布置,非加压舱段的占比过大导致其巨大的发射重量下搭载的加压货物重量并不多,有得必有失,有舍才有得)


动态:
【2020年05月21日】今天准时发射成功。
【2020年05月19日】微调发射时间为5月21日1点31分
【2020年03月22日】现定于5月21日1点30发射
【2020年01月14日】添加此次任务,5月发射。

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