ジャップのH3ロケット、失敗要因は3つ故障シナリオは7つに絞られる

「H3ロケット」の打ち上げ失敗要因、3通りに絞り込まれる–2号機製造への影響は？（秋山文野）
8/30(水) 9:52配信
https://news.yahoo.co.jp/articles/02c2cb1b4b41fac24464ef4d98a992963560df73

H3ロケット打ち上げ失敗、何が起こった？

　H3ロケットの打ち上げ失敗では、第1段ロケットを分離し、2段エンジンに着火信号を発出した後に、2段ロケットの推進系制御用の機器において過電流による異常が発生した。

　これによって、2段エンジンや推進剤タンク、姿勢制御ジェットなどの推進系を制御する装置が2系統ともエンジン周辺機器への電源供給を遮断し、2段エンジンに着火できずに指令破壊され、海に落下した。

　この失敗を受けて、JAXA理事の布野泰広氏をリーダーとする原因究明チームが発足。三菱重工業および外部エレクトロニクスの専門家と協力し、実際に起きたトラブルとその要因に沿って分類する「故障の木解析」（FTA）を続けてきた。

18の故障シナリオから3つの要因に絞り込み

　その結果、およそ3つの原因に絞られた。このうち2つを「H-IIA」と「H3」で同様に起きる可能性がある「H-IIA共通要因」、1つはH3でのみ起きる「H3固有要因」に分類した。

　5月25日時点の報告では、部品の不具合から2段推進系の機器での過電流を引き起こす可能性がある「故障シナリオ」は18個が洗い出されていた。そして、今回の報告に至るまでに、これら18シナリオを実際の飛行データと照合、あるいは再現試験を行いつ絞り込みを進めてきた。

　その上で、JAXAの岡田匡史プロジェクトマネージャは「エキサイタもしくはPSC2 が損傷したことで、2段不着火事象が発生したと評価した」と報告した。

　「エキサイタ」とは、エンジンに点火する機器に含まれている一種の点火プラグのことだ。一方の「PSC2」とは2段の推進系（エンジンや姿勢制御ジェットなど）を制御する「2段推進系コントローラ」のことで、A系とB系の2系統ある。

　実は、18個のシナリオのうち、試験でH3試験機1号機で起きたトラブルを完全に再現した、と言えるものはまだない。電気系統で生じた微妙な不具合が運悪く重なった可能性があり、原因と対策を一つに絞り込んで一対一の関係を結べるようなものではない。蓋然性の高いものを洗い出していき、現実的な範囲で対策するという方向になっている。

　最後の1個まで原因を絞り込むことにこだわるのではなく、「多少オーバーキルになっても対策を施す」（JAXA 佐藤寿晃 事業推進部長）とこれまでにも表明してきた通り、現実的な対策はすべて実施する方針だ。 18個のシナリオを分類し、かつ試験の上で可能性が低いものを取り除いたところ、原因は次の3つに絞り込まれた。

・（1）エキサイタ内部で軽微な短絡、SEIG※後に完全に短絡（H-IIA、H3共通）・（2）2段エンジン着火 ②エキサイタへの通電で過電流状態が発生（H-IIA、H3共通）・（3）PSC2 A 系内部での過電流、その後B系への伝搬（H3固有）

※（1）～（3）に含まれ、可能性のある故障シナリオは全部で7個。

　一例では、エキサイタと組み立てる際に部品のコイルを覆っている絶縁シートにごくわずかなずれがあり、コイルが機器のケースと接触していたという不具合例がある。このために「作業中の取り扱いや打上げ時の振動・衝撃でコイル表面のエナメル被覆が剥がれ、コイル素線とケースが接触し、SEIG時に地絡」が発生したことが考えられる。

　対策として、絶縁シートの巻き方を変更してコイルとケースとの間に十分な余裕を設ける、X線CT検査の追加などが行われる。

H-IIA「47号機」には対策を適用済

　こうした対策のうち、H-IIAと共通のシナリオに関係するものはすでに対策が進められた。8月28日に打ち上げ延期となったH-IIAの「47号機」にも適用されている。

　H3ロケットについては、試験機2号機以降の設計にも反映される予定だ。 各シナリオの可能性は、これまでの製造記録で見つかっていた事例なども照合して確認したという。

　また、7月以降の調査ではFTAの解析の手順を見直し、「本当にすべての事象を調査しているか」という網羅性の検証も行われた。その上で発表された報告書は、一連の原因調査でひとつの区切りとなっており、2022年10月に打ち上げに失敗したイプシロンロケット6号機の事例から考えればそろそろ報告書の取りまとめに進む段階になりつつある。

　書類上の区切りだけでなく、H-IIAとの共通要因への対策の成否もまもなく判明する。X線分光撮像衛星「XRISM」と小型月着陸実証機「SLIM」を搭載したH-IIA 47号機では、2機の衛星を段階的に分離するため2段エンジンを2回着火するという複雑な打ち上げミッションとなっている。