Под космической программой Японии понимается совокупность всех гражданских и военных инициатив Японии в космическом пространстве. Запущенная в середине 1950-х годов, она добилась множества успехов, сделавших Японию четвёртой по объёму космической деятельности державой. Заручившись собственным опытом разработки твердотопливных ракет-носителей класса Мю, японские инженеры достигли больших успехов при создании ракет-носителей класса H-II с наиболее совершенными ракетными двигателями на основе жидкого водорода.

Япония регулярно выводит на орбиту научные обсерватории и продвинулась в изучении рентгеновского излучения. В то же время Япония достигла смешанных результатов в исследовании солнечной системы, но продвинулась дальше NASA в области исследования астероидов, успешно доставив образец грунта астероида Итокава при помощи космического аппарата Хаябуса, что также продемонстрировало достижения Японии в области электрических ракетных двигателей. Космическая отрасль Японии быстро развивается, занимая конкурентное положение на рынке телекоммуникаций, геонаблюдений, а также космической разведки.

Космическая деятельность Японии давно и тесно связана с инициативами США в этой области, результатом чего явились значительный вклад страны в строительство Международной космической станции (общий вклад составляет 12,8% против 8,3% у ЕКА) и создание грузового корабля HTV, а также высокая доля японцев в экипаже станции за последние годы. В 1990-е годы космическая программа Японии столкнулась с кризисом: экономический климат Японии более не позволял ей финансировать все запущенные проекты и от некоторых миссий пришлось отказаться. До 2003 года японская космонавтика была представлена двумя организациями: ISAS, более сосредоточенной на научных миссиях и NASDA, делающей ставку на практическое применение космических аппаратов. Эта ситуация привела к параллельному существованию двух разных семейств пусковых систем и ракет-носителей, что привело к созданию в 2003 году объединённого космического агентства JAXA, в которое также была включена NAL, занимающаяся исследованиями воздухоплавания.

История Истоки

Большую роль в появлении и становлении космической программы Японии сыграл университетский профессор и инженер Хидэо Итокава. Во время второй мировой войны он конструировал военные самолёты (в частности, Nakajima Ki-43), но после капитуляции Японии в 1945 году, когда США запретили его стране вести любые разработки в области авиации, он перешёл на работу в университет. После подписания Сан-Францисского мирного договора, подобные ограничения были сняты и Итокава посвятил себя разработке миниатюрных ракет — его интерес к этой области возник во время визита в США. Несмотря на отсутствие официальной поддержки, он сумел собрать вокруг себя небольшую исследовательскую группу в Институте промышленных наук Токийского университета, состоящую из таких же энтузиастов, как и он сам. В 1954 году было объявлено о проведении специальных мероприятий в рамках Международного геофизического года (1957—1958), что позволило группе добиться более солидного финансирования (3,3 млн йен) своих разработок. Совместно со своими коллегами он разработал крошечную твердотопливную ракету, из-за своих размеров прозванную «карандашом», за которой последовала ракета Baby, сумевшая достичь высоты 6 км в августе 1955 года, а также двухступенчатая версия последней. В ту пору большинство конструкторских бюро по всему миру вели разработки в области жидкотопливных ракетных двигателей, но японские инженеры сфокусировались на твёрдом топливе. Это архитектурное решение сыграет доминирующую роль в японских разработках трёх последующих десятилетий.

Метеорологические ракеты Последующее увеличение бюджета до 117,4 млн йен позволило к 1957 году приступить к разработке серии метеорологических ракет «Каппа», из которых Каппа-6 представляла Японию в рамках международного геофизического года. Данная ракета на твёрдом топливе позволяла нести на борту 12 кг научных инструментов и достигать высоты 60 км; она весила 260 кг, имела длину 5,6 м, а её диаметр составлял 25 см. Данная разработка привлекла внимание общественности, а также властей, которые постановили создать Национальный совет космонавтики в 1958 году. Вскоре после этого было создано агентство по развитию национальных космических программ в области науки и техники. На базе Токийского университета, где вёл разработки Итокава со своими коллегами, был создан Институт космоса и астронавтики (Institute of Space and Astronautical Science, ISAS). Разработки ракет класса «Каппа» продолжились — они становились всё более и более мощными. Каппа-8 (весившая 1,5 тонны при длине 11 м), впервые запущенная в сентябре 1959 года, могла нести на борту 80 кг инструментов и достигать высоты 200 км. Каппа-9L — первая трёхступенчатая японская ракета — в апреле 1961 года достигла высоты 310 км. Каппа-10, которая в будущем экспортировалась в Югославию и Индонезию, достигла высоты 700 км в 1965 году. После этого началась разработка нового более мощного класса метеорологических ракет «Лямбда», пришедших на смену «Каппе». Это было сделано с целью достижения суборбитальной высоты полётов, т.е. полётов свыше 3000 км.

Изначально пуски метеорологических ракет проводились с изолированного пляжа близ города Митикава в префектуре Акита. Однако с ростом дальности ракет, появилась вероятность их крушения на территории Китая в случае неудачного запуска. Итокава стал подыскивать участок на тихоокеанском побережье Японии с хорошей инфраструктурой, но немногочисленным населением и мягким климатом. После двух лет изысканий выбор пал на участок близ городка Утиноура в префектуре Кагосима (на самом южном острове Кюсю), несмотря на большую транспортную удалённость (путь поездом до Токио занимал 31 час) и протесты со стороны местных рыбаков. Чтобы успокоить местных жителей было решено, что в течение года будет отводиться лишь два отрезка времени, в течение которых будут проводиться пуски (ориентировочно в феврале и сентябре), а общее число дней запусков не будет превышать 90. Это накладывало серьёзные ограничения на запуски, особенно на запуски космических зондов. Несмотря на весьма изрезанный рельеф местности, строительство комплекса площадью 510 га прошло ударными темпами и первый запуск Лямбды-3, достигнувшей высоты 1000 км, состоялся в июле 1964 года.

Первый японский спутник «Осуми» (1965—1970)

Вероятно Лямбда-3 являла собой максимум того, чего можно добиться от метеорологической ракеты. Следующим логическим шагом стало выведение на околоземную орбиту искусственного спутника. В 1965 году Национальный совет космонавтики дал ISAS добро на начало подобных изысканий. Итокава предложил разработать для этой цели новую ракету-носитель «Мю». Разрешение на её разработку было получено в августе 1966 года. Параллельно Итокава занялся проектированием финальной версии ракеты Лямбда-4S, которая по его замыслу могла бы вывести на орбиту простейший спутник ещё до того, как в эксплуатацию будет введена Мю. Лямбда-4S весила 9,5 тонн, достигала 16,5 м в длину и имела четыре ступени, каждая из которых использовала двигатель на твёрдом топливе. У ракеты было 2 малых боковых ускорителя, обеспечивающих дополнительный разгон в течение первых 7 секунд полёта. Главным отличием от предыдущих моделей было наличие 4-й ступени, содержащей 88 кг твёрдого топлива, которая начинала работу в момент набора ракетой максимальной высоты и обеспечивала ускорение в горизонтальном положении для достижения орбитальной скорости. Как и все ракеты этого семейства, она запускалась с наклонной пусковой рампы, ориентированной в требуемом направлении. Последняя ступень оснащалась системой гироскопов, позволяющих контролировать ориентацию в пространстве при переходе в баллистическую фазу после отделения третьей ступени и перед зажиганием собственного двигателя.

Масса выводимого спутника не могла превышать 12 кг, что было неплохим показателем для самой лёгкой из когда-либо создаваемых ракет-носителей. Всего между сентябрём 1966 года и апрелем 1967 года было осуществлено 3 запуска, все из которых завершились неудачей. США, чьи официальные лица обратили внимание на изыскания Японии в области твердотопливных двигателей, в то время предлагали японскому правительству воспользоваться ракетами-носителями американского производства, однако Итокава был настроен решительно против этого, аргументируя это тем, что Япония в состоянии самостоятельно освоить эту технологию. Это вызвало недовольство в администрации НАСА, а влиятельная японская газета «Асахи Симбун» начала против него довольно агрессивную кампанию в прессе, после чего он ушёл в отставку и оставил космические исследования. Четвёртая попытка запуска, предпринятая в сентябре 1969 года, также закончилась неудачей. Наконец, пятая попытка запуска увенчалась успехом и позволила вывести на орбиту первый японский спутник, получивший имя «Осуми». Запуски ракет класса «Лямбда» для суборбитальных полётов продолжались до 1977 года, однако спутники с их помощью больше не выводились — это было возложено на следующее поколение ракет класса «Мю».

Первые научные миссии (1971—1979) Ракеты Мю использовали ту же технологию твердотопливных двигателей, но были гораздо массивнее. Так, трёхступенчатые Мю-4S весили 43,8 т, диаметр их основания составлял 1,41 м, а высота — 23,6 м. Они были способны выводить 100 кг полезной нагрузки на низкую околоземную орбиту. Первый запуск в 1970-м прошёл неудачно, однако следующая попытка увенчалась успехом и 16 февраля 1971 года ракета Мю-4S вывела на орбиту спутник «Тансэй» массой 62 кг. Этот запуск был скорее демонстрацией технологических возможностей, но уже 28 сентября того же года на орбиту было выведено научное оборудование для изучения солнечного ветра и космической радиации. С его помощью удалось обнаружить новый радиационный пояс. Всего в течение 1970-х годов при помощи ракет Мю было запущено 10 научных спутников. Первые версии ракет этого семейства были неуправляемыми и достигаемая ими орбита была неточной. Ракета Мю-3C, первый экземпляр которой был запущен в 1974 году, стала первой в серии, управляемой радиокомандами с земли. Стало возможно управление ориентацией ракеты при помощи ускорителей второй ступени. 21 февраля 1979 года ракета данного класса вывела на орбиту спутник «Хакутё» (он же CORSA-B) — первый японский космический телескоп, посвящённый исследованиям рентгеновского излучения. Он был разработан по инициативе Минору Оды, который впоследствии оказывал значительное влияние на научную составляющую космической программы Японии до самой своей смерти в 2001 году. Именно благодаря ему эта область исследований стала «визитной карточкой» Японии.

Создание NASDA Под руководством космическая деятельность Японии носила сугубо научные цели. В конце 1960-х годов представители промышленности Японии обратили внимание на отсутствие у правительства амбиций в космическом секторе и в 1968 году учредили Совет популяризации космоса, в который вошли 69 компаний, связанных с космической деятельностью, чьей задачей стало развитие практического применения космических технологий, например, в области телекоммуникаций. В ответ на это правительство Японии создало в 1969 году Японское национальное агентство космического развития (), чьим первым президентом стал Хидэо Сима — железнодорожный инженер, принимавший активное участие в создании высокоскоростных поездов «Синкансэн». Задачами NASDA стали разработка ракет-носителей, спутниковых технологий и самих спутников. В зоне ответственности ISAS остались метеорологические ракеты и научные спутники; кроме того они могли разрабатывать собственные ракеты-носители, при условии, что их диаметр не превышал 1,41 м. Подобное разделение гражданской космической деятельности привело к росту параллельных разработок и продолжалось на протяжении 30 лет, что является уникальным примером среди всех стран. Большая часть бюджета выделялась на NASDA (в среднем около 80%), в то время как доля ISAS в некоторые годы составляла не более 8 %.