新型基幹ロケット「H3」の挑戦 (4) 打ち上げ失敗から生まれた希望 - 第1段エンジン「LE-9」

と同じく、燃料に液体水素、酸化剤に液体酸素を使う。だが、エンジンを動かすための仕組みが、LE-7Aから大きく変更されることになった。これはH3にとって最大の目玉であり、日本の宇宙開発にとっても大きな決断となる。

液体ロケット・エンジンの多くは、ターボ・ポンプという強力なポンプで燃料と酸化剤(この2つを合わせて推進剤という)を燃焼室に送り込んで燃焼させ、発生したガスを噴射してロケットを飛ばしている。このターボ・ポンプを動かすために、タービンという羽根車を回す必要がある。

このタービンを動かす仕組みとして、LE-7Aでは「二段燃焼サイクル」という方式が使われている。これは、まずプリ・バーナーという小さな燃焼室で推進剤を燃やし、そのガスでタービンを回してターボ・ポンプを動かし、燃焼室に大量の推進剤を送り込み、さらにタービンを回したガスも燃焼室に送り込んで燃焼させるというものである。推進剤を2段階で完全に燃焼させることから、この名がある。この仕組みは、推進剤をいっさい無駄にすることなく噴射の力として使えるため、性能の良いエンジンにできるという長所がある。しかし、エンジンの構造が複雑で、また各所にかかる圧力や温度の条件が厳しく、どこかで不調が起きると途端に爆発する可能性があり、さらにエンジン始動のタイミングの制御も難しいなど、製造や運用が難しいという短所もある。