[科普中国]-M-V运载火箭

概述

M-V运载火箭是日本空间科学研究所（ISAS）继正在使用的M-3S II 型运载火箭之后，开发出的新一代具有更高性能的3级固体运载火箭。M-V运载火箭从1990年开始研制，1997年2月12日首次发射，于20世纪90年代中期开始，取代M-3S II型运载火箭成为日本空间科学研究所的主要运载火箭。M-V型火箭的发射能力为M-3S II型火箭的2.5倍，火箭长度仅比M-3S II型火箭增加了2.2m3，具有将约2t级的人造卫星发射到低轨道的能力。M-V型火箭主要用于月球、火星探测器的发射。1

M-V运载火箭是日本M系列运载火箭中第6个型号，前5个型号分别为L-4S、M-4S、M-3C、M-3H/M-3S和M-3S II。M-V原计划于1995年进行首次发射,但由于发动机壳体的焊接问题而推迟了一年多。3

M-V型运载火箭与缪系列其他火箭不同，不采用捆绑助推器的型式，而采用了新研制的一、二、三子级高性能发动机，一、二子级高性能发动机壳体采用高强度钢结构，三子级和入轨级发动机壳体均采用碳纤维复合材料（CFRP）缠绕结构。各级发动机都采用高性能的端羟基聚丁二烯（HTPB）固体推进剂。1

主要技术性能M-V运载火箭，全长31m，最大直径2.5m，起飞质量130t，起飞推力3698.4kN，推重比2.91；能将1800kg的有效载荷送入185km、倾角为31°的圆形轨道，或将1300kg的有效载荷送入185km、倾角为90°的圆形轨道，在使用第四级时，它能将1215kg的有效载荷送入倾角为31°的地球转移轨道3。

M-V是一种三级型固体推进剂运载火箭，它还可以装上可供选择的第四级以执行耗能大的任务。M-V与其先前型号一样，主要用于向近地轨道发射小型科学卫星。但由于它具有较大的运载能力，因此还可用于向月球发射有效载荷或发射星际有效载荷。3

基本结构M-V运载火箭总体结构如右图：

第一级由M-14发动机、尾罩和一、二级级间连接件组成。其中M-14发动机由两段组成。可动喷管推力矢量控制装置安装在M-14发动机的喷管处,由它控制火箭的俯仰和偏航姿态。火箭的滚转姿态由安装在尾罩周围的滚控用的小型固体发动机来控制。3

第二级由M-24发动机、头部整流罩和二、三级级间连接件及仪器舱组成。二、三级级间连接件采用“V”形夹。M-24发动机喷管是采用半潜入式外形略呈钟状的锥形喷管。俯仰和偏航姿态由M-24发动机的二次液体喷射推力矢量控制装置来控制。滚动姿态由安装在二、三级级间段用来控制滚动的固体发动机装置来控制。在M-24发动机熄火后，俯仰、偏航和滚动控制由安装在M-24发动机喷管周围的固体发动机侧向喷射装置来执行。3

第三级由半球形M-34发动机、仪器舱和有效载荷连接组件组成。M-34发动机的喷管采用可动的、外形略呈钟形状的锥形喷管。3

整流罩长度8.8m，最大直径2.5m，结构质量650kg，结构材料为碳纤维复合材料。1

发射记录M-V运载火箭均在日本鹿儿岛航天中心的“缪”火箭发射场发射。4

1997年02月12日，代号M-V-1运载火箭搭载Muses B卫星发射成功；

1998年07月03日，代号M-V-3运载火箭搭载Planet B卫星发射成功；

2000年02月10日，代号M-V-4运载火箭搭载ASTRO-E卫星发射失败；

2003年05月09日，代号M-V-5运载火箭搭载Muses C卫星发射成功；

2005年07月10日，代号M-V-6运载火箭搭载ASTRO-E2卫星发射成功；

2006年02月21日，代号M-V-8运载火箭搭载ASTRO-F、CUTE-1.7-APD、SSP卫星发射成功（SSP卫星未能正常工作）；

2006年09月22日，代号M-V-7运载火箭搭载Solar-B(Hinode)、HIT-SAT、SSSat(solar sail)卫星发射成功（SSSat卫星未能正常工作）。4