SS-520-4

На момент запуску ракети сформувалася потреба у швидкому та недорогому запуску супутників малих розмірностей — кубсатів. З моменту появи в 2003 році кубсатів і до початку 2017 року було запущено більше 300 таких супутників. У наступаючому 2017 році було заявлено про плани запустити близько 200 кубсатів. До моменту запуску SS-520-4 всі подібні супутники запускалися як попутне навантаження при запуску значно більших космічних апаратів. Вартість таких запусків досить велика, а сам запуск кубсата жорстко прив'язаний до запуску основного навантаження. В цій ситуації на ринку запуску надмалих супутників з'явилася економічна ніша для надмалих ракет-носіїв. Саме для заповнення цієї ніші і призначалася ракета SS-520-4[5]. 27 травня 2016 року Міністерство економіки, торгівлі і промисловості Японії оголосило про фінансування проекту створення надлегкої ракети-носія. Одним з етапів проекту було заявлено створення ракети-носія на основі висотної дослідницької ракети SS-520. Основна мета запуску — продемонструвати технології, що дозволяють запустити кубсат модернізованою висотною дослідницькою ракетою[12].

Зовнішні відеофайли
	Репортаж про підготовку TRICOM-1 до польоту на YouTube

Маніфест місії, оголошений в травні 2016 року Міністерством освіти, культури, спорту, науки і технологій, не містив згадки про корисне навантаження. Але вже в листопаді в маніфесті з'явився розділ про супутник TRICOM-1[13].

TRICOM-1 (яп. トリコム[14]) — 3U-кубсат, розроблений Університетом Токіо, обладнаний п'ятьма камерами для зйомки поверхні Землі і комунікаційним терміналом для ретрансляції сигналу. Планувалося вивести супутник на орбіту з параметрами 180 × 1500 км, нахилення 31°[15].

Зовнішні зображення
	360° панорама стартового комплексу і ракети SS-520-4, встановленої на рампі

План запуску і польоту ракети-носія мав послідовність специфічну саме для твердопаливних висотних дослідних ракет: рух з великими прискореннями і кілька ділянок руху по балістичній траєкторії, що закінчуються початком активної ділянки наступного ступеня[5].

Запуск ракети проводився з рампи — на початковому ділянці ракета рухається по рейковій напрямній, яка є частиною стартової споруди. Така технологія старту традиційна для запуску геофізичних ракет і дозволяє задати ракеті початкові кути руху по азимуту і т. д. Активна ділянка роботи першого ступеня мала тривати 32 секунди і за цей час ракета мала досягти висоти 26 км. З цього моменту мала початися перша ділянка руху по балістичній траєкторії, тривалістю 2 хвилини 19 секунд. Під час першої балістичної ділянки планулося скидання головного обтічника (на висоті 78 км), відстиковка першого ступеня (на висоті 79 км), стабілізація закруткою ракети-носія (94 км), уточнення моменту запуску другого ступеня (168 км). Через 2 хвилини 50 секунд з моменту старту на висоті 174 км повинен включитися двигун другого ступеня, який повинен був відпрацювати 24 секунди і, досягнувши висоти 186 км, другий ступінь мав відокремитися. В 3:48 повинно відбутися включення третього ступеня і через 25 секунд двигун повинен вимкнутися. Через 7 хвилин 30 секунд після старту ракета мала досягнути висоти 201 км, швидкості 8,1 км/с, відстані від місця старту 1818 км, і в цей час мало відбутися відділення корисного навантаження від ракети-носія[5].

Зовнішні відеофайли
	Запуск 14 січня 2017 року на YouTube

Запуск був запланований на 11 січня 2017 року в 8:48 за токійським часом (JST) з Космічного центру Утіноура зі стартової позиції KS Centre, яка в 1960-70-ті роки використовувалася для запуску ракет-носіїв Ламбда-4S. Через метеоумови запуск був скасований за три хвилини до старту[10].

Друга спроба відбулася 15 січня 2017 року в 8:33 JST (14 січня 23:33 UTC). Підготовчі роботи почалися в 5:00 JST і включали, крім технічних елементів, елементи безпеки — евакуацію населення із зони безпеки. Метеорологічні умови відповідали вимогам для запуску ракети. Пускова рампа була націлена на азимут 125° і кут підйому 75,1°. Включення двигуна першого ступеня відбулося в розрахунковий час. Запуск супроводжувався отриманням телеметричних даних від систем ракети і даних наземних радарів супроводу[16].

У момент +20,4 секунд припинилася передача телеметрії ракети і фахівці центру управління польотом перестали отримувати інформацію, в тому числі й від систем безпеки ракети. З цієї причини було ухвалено рішення не передавати на другий ступінь ракети штатний сигнал про включення двигуна. При цьому засоби дистанційного супроводу ракети підтверджували нормальний рух ракети — перший ступінь працював коректно. Висота підйому склала 190 км і максимальна швидкість в апогеї 0,918 км/с[10].

Аналіз даних дистанційного спостереження показав, що газореактивна система управління не змогла зорієнтувати ракету в напрямку горизонту — це означає, що включення двигуна другого ступеня не призвело б до успіху запуску[10].

Після відключення двигуна першого ступеня ракета впала в океані в районі, запланованому для падіння першого ступеня. Запуск було оголошено невдалим[10].

Зовнішні відеофайли
	Прес-конференція JAXA 13 лютого 2017, присвячена результатам розслідування аварії SS-520-4  на YouTube

Зовнішні зображення
	Ілюстрація експеримента перетирання обплетення провода

Розслідування, проведене JAXA, показало, що втрата телеметрії викликана проблемами з електроживленням. Складність полягала в тому, що період виникнення збою виявився коротшим періоду опитування датчиків на ракеті-носії, який складав 5 мс. Розглядалися сценарії виходу з ладу перемикачів, розстикування роз'ємів і коротке замикання. Досліджувалися варіанти дефектності схеми електроживлення або блоків управління. Всі розглянуті варіанти перевірялися за допомогою експериментів або моделювання. В ході розслідування було визначено відмову великої групи приладів і систем (телеметрична система, декодер команд, клапани системи орієнтації та ін), що свідчить про пошкодження кабельної мережі та виникнення короткого замикання в кабельному каналі, змонтованому на зовнішній поверхні другого ступеня. Слідство прийшло до висновку, що коротке замикання викликано перетиранням кабелів у зоні входу всередину корпусу ракети[10]. Для економії ваги сталева кришка була замінена алюмінієвою. У польоті під дією термічних деформацій і повітряного напору кришка притиснула проводи до корпусу другого ступеня в районі входу кабелів всередину корпусу. У результаті вібрацій оболонка проводів, зроблена із скловолокна, перетерлась і проводи замкнули на корпус. В ході розслідування було проведено моделювання, що підтвердило високу вірогідність такого сценарію розвитку подій. Приводом до досліджень в цьому напрямі послужили свідчення датчика деформації двигуна другого ступеня. Даний датчик в проміжку 20,015—20,020 секунд несподівано став транслювати нерозрахункове значення тяги, хоча двигун другого ступеня був неактивний. Цей збій наштовхнув доцента яп. 羽生宏人 (Hiroto Hanyu) на припущення про перетирання дротів, що було підтверджено експериментами. Однією з причин швидкого перетирання оболонки проводу послужило використання більш легких, але менш зносостійких «споживчих» марок дроту[17].

За результатами розслідування було вирішено вжити заходів проти перетирання кабелів, розробити технології, які запобігають руйнуванню опліток кабелів, перепроектувати кабельні канали з метою підвищення їх надійності. Крім цього вирішено перепроектувати систему резервного живлення всіх систем[10].

У якості корисного навантаження в повторному запуску використовувався супутник TRICOM-1R (яп. リコム-ワン-アール). Супутник був копією TRICOM-1, який впав у море під час аварійному запуску 15 січня 2017 року. Супутник виготовлений Центром з розробки мікросупутників при Токійському університете[21]. Супутник є 3U кубсатом з габаритами основи 11,6 на 11,6 см і висотою (без антен) 34,6 см. Вага апарату близько 3 кг. Система електроживлення базується на сонячних батареях, розміщених на корпусі супутника. Супутник призначений для демонстрації технології отримання і збереження пакетів даних із Землі і подальшої передачі інформації на наземну станцію. Крім цього, на супутнику розміщена одна основна камера і п'ять додаткових, які дозволяють здійснювати різні варіанти зйомки поверхні планети [21]. Супутник розроблений для демонстрації ключової можливості — експлуатація повноцінного штучного супутника Землі, створеного на основі електронних компонентів, доступних звичайному споживачу.[22].