長征3号C(CZ-3C)
Long March 3C - China’s Medium GTO Rocket
1 概要
長征3号C(CZ-3C, Long March 3C)は、GTO中型ペイロード向けロケットであり、CZ-3Aシリーズの中間型として 2ブースター構成 を採用する (1)。GTO 3.7ton の能力を持ち、CZ-3AとCZ-3Bの間の需要に対応する戦略的ロケットである。
1.1 基本諸元
| 項目 | 仕様 |
|---|---|
| 全高 | 54.84m |
| コア直径 | 3.35m |
| ブースター直径 | 2.25m |
| 全幅(ブースター含む) | 7.6m |
| 打上げ時質量 | 345ton |
| 段数 | 3段 + 2ブースター |
| 初打上げ | 2008年4月25日 |
| 打上げ回数 | 20回(2025年時点) |
| 成功率 | 100%(20回連続成功) |
| 運用状況 | 運用中 |
1.2 ペイロード能力
| 軌道 | ペイロード質量 |
|---|---|
| GTO(200×36000km) | 3,700kg |
| LEO(200km) | 9,100kg |
| SSO(700km) | 5,000kg |
1.3 推進システム
1.3.1 第1段(コアステージ)
- エンジン: YF-21C(DaFY 6-2)
- 推進剤: UDMH/N₂O₄(有毒)
- 海面推力: 2,961.6kN
- 燃焼時間: 約158秒
YF-21Cの構成: - 燃焼室: 4基(YF-20C × 4) - スイング: 4基すべてジンバル機構 - 推力制御: 燃焼室個別制御
1.3.2 ブースター(2基)
- エンジン: YF-25(DaFY 5-1)
- 推進剤: UDMH/N₂O₄(有毒)
- 海面推力: 740.4kN/ブースター
- 総推力: 1,480.8kN(2基合計)
- 燃焼時間: 約140秒
ブースター配置: - 2基配置: 180度対向配置 - 分離: 火工品式分離システム - 分離時刻: 打上げ後約140秒
1.3.3 第2段
- エンジン: YF-24E(DaFY 20-1)
- 推進剤: UDMH/N₂O₄(有毒)
- 真空推力: 742.04kN
- 燃焼時間: 約185秒
主エンジン + ゲームエンジン: - 主エンジン: YF-22E(固定) - ゲームエンジン: YF-23E(4基、スイング)
1.3.4 第3段
- エンジン: YF-75(LOX/LH₂)
- 推進剤: 液体酸素/液体水素(極低温)
- 真空推力: 167.17kN
- 真空比推力: 431秒
- 燃焼時間: 約480秒(2回着火可能)
YF-75の特徴: - 極低温推進剤: LH₂ -253°C、LOX -183°C - 2回着火: GTO投入時の高精度軌道制御 - 高比推力: 中国初の極低温第3段
2 技術的特徴
2.1 1. CZ-3Aシリーズ中間型 - 2ブースター構成
長征3号Cは CZ-3Aシリーズの中間型 として2ブースター構成を採用する (1):
2.1.1 CZ-3Aシリーズ比較
| ロケット | ブースター数 | GTO能力 | 全高 | 打上げ質量 | 用途 |
|---|---|---|---|---|---|
| CZ-3A | 0基 | 2.6ton | 52.52m | 241ton | 小型GTO |
| CZ-3C | 2基 | 3.7ton | 54.84m | 345ton | 中型GTO |
| CZ-3B | 4基 | 5.5ton | 56.33m | 458ton | 大型GTO |
2ブースター構成の利点: - 性能向上: CZ-3Aから+42%のGTO能力 - コスト効率: CZ-3Bより2基分のブースターコスト削減 - 需要対応: 3-4ton級のGTO衛星市場に最適
推力構成: - リフトオフ推力: 2,961.6kN(コア)+ 1,480.8kN(ブースター2基)= 4,442.4kN - ブースター分離後: 2,961.6kN(コア単独)
2.2 2. 100%成功率 - 20回連続成功
長征3号Cは 20回連続成功 の完璧な運用実績を持つ (1):
2.2.1 打上げ実績(2008-2025年)
初期運用(2008-2012年): - 2008年4月25日: 初打上げ成功(天鏈1号01星) - 2008-2012年: 5回打上げ、全て成功
安定運用期(2013-2020年): - 年間1-2回: 中継衛星・測位衛星打上げ - 累積10回: 全て成功
現在(2021-2025年): - 年間1-2回: BeiDou-3補完、中継衛星 - 累積20回: 全て成功(100%成功率維持)
成功率の要因: - 成熟技術: CZ-3Aの実証済み技術を継承 - シンプル構成: 2ブースターのみの追加(CZ-3Bより単純) - 慎重運用: 高価値ミッションに限定使用
2.3 3. 天鏈データ中継衛星専用機
長征3号Cは 天鏈(Tianlian)データ中継衛星 の主力ロケットである (2):
2.3.1 天鏈衛星システム
天鏈の役割: - データ中継: LEO衛星・有人宇宙船 ⇔ 地上管制センター - 通信カバレッジ: 中国の地上局だけでは限定的(中国領土のみ)→ 天鏈で全球カバー - リアルタイム通信: 有人宇宙船・宇宙ステーション通信
軌道: - GEO(赤道上空36000km): 地球同期軌道 - 配置: 赤道上3箇所(東経80度、160度、-120度)
2.3.2 天鏈打上げ実績
| 打上げ日 | 衛星名 | ロケット | 軌道位置 | 状態 |
|---|---|---|---|---|
| 2008-04-25 | 天鏈1号01星 | CZ-3C | 東経160度 | 退役 |
| 2011-07-11 | 天鏈1号02星 | CZ-3C | 東経80度 | 退役 |
| 2012-07-25 | 天鏈1号03星 | CZ-3C | 東経-120度 | 退役 |
| 2016-11-22 | 天鏈1号04星 | CZ-3C | 東経160度 | 運用中 |
| 2019-03-31 | 天鏈2号01星 | CZ-3B | 東経80度 | 運用中 |
| 2021-12-13 | 天鏈2号02星 | CZ-3B | 東経-120度 | 運用中 |
CZ-3Cの役割: - 天鏈1号世代: 全4機打上げ(CZ-3C専用) - 天鏈2号世代: CZ-3Bに移行(5ton級の重量化)
2.4 4. BeiDou-3 IGSO軌道投入
長征3号Cは BeiDou-3 IGSO軌道衛星 の打上げも担当する (3):
2.4.1 BeiDou-3測位システム
BeiDou-3の軌道構成: - MEO軌道: 24機(中軌道、21500km) - IGSO軌道: 3機(傾斜地球同期軌道、36000km) - GEO軌道: 3機(静止軌道、36000km)
2.4.2 IGSO軌道の特徴
IGSO(Inclined Geo-Synchronous Orbit): - 軌道高度: 36000km(GEOと同じ) - 軌道傾斜角: 55度 - 周期: 24時間(地球自転と同期) - 地上軌跡: 8の字形状(アジア太平洋上空)
IGSO衛星の利点: - 高仰角: アジア太平洋地域で常に高仰角確保 - 山岳地帯: 山岳・都市渓谷でも良好な測位精度 - 補強信号: GPS/Galileoの補完
2.4.3 CZ-3CによるIGSO打上げ
| 打上げ日 | 衛星名 | ロケット | 軌道 | 状態 |
|---|---|---|---|---|
| 2020-06-23 | BeiDou-3 IGSO-3 | CZ-3B | IGSO | 運用中 |
| 2021-12-07 | BeiDou-3 IGSO-spare | CZ-3C | IGSO | バックアップ |
CZ-3Cの役割: - バックアップ衛星: 予備IGSO衛星打上げ - システム補完: BeiDou-3の信頼性向上
2.5 5. 西昌発射場LC-2/3運用
長征3号Cは 西昌衛星発射センター(XSLC) のLC-2/3から打上げられる (4):
2.5.1 西昌LC-2/3の特徴
射点仕様: - 脐帯塔: 96.8m、16階建 - 3塔構造: CZ-3A/B/C共通設計 - 推進剤供給: UDMH/N₂O₄、LOX/LH₂
組立方式: - 垂直組立棟(VAB): 高さ75m - 移動発射台(MLP): 質量750ton - 鉄道輸送: VAB → 射点(1.5km、約2時間)
地理的利点: - 低緯度: 北緯28.2度(GTO投入に有利) - 内陸: 西昌市から北60km - 打上げ方位: 東方打上げ(赤道向き)
3 主要ミッション
3.1 天鏈1号データ中継衛星(2008-2016年)
初打上げミッション(2008年4月25日): - 衛星: 天鏈1号01星 - 質量: 約2.0ton - 軌道: GEO(東経160度) - 意義: 中国初の全球通信カバレッジ
天鏈1号システム完成: - 01星: 2008年打上げ(東経160度) - 02星: 2011年打上げ(東経80度) - 03星: 2012年打上げ(東経-120度) - 04星: 2016年打上げ(01星後継機)
達成: - 3衛星配置: 全球カバレッジ実現 - 有人宇宙飛行支援: 神舟・天宮ミッション通信 - 宇宙ステーション: 天宮ステーションリアルタイム通信
3.2 BeiDou-3 IGSO軌道衛星(2021年)
BeiDou-3バックアップ衛星(2021年12月7日): - 衛星: BeiDou-3 IGSO-spare - 質量: 約2.5ton - 軌道: IGSO 55度傾斜 - 目的: IGSO軌道衛星の予備機
意義: - システム冗長性: 故障時の即時代替 - 測位精度: 高仰角測位の維持
3.3 その他の通信衛星
中星10号(2010年9月5日): - 衛星: 中星10号通信衛星 - 質量: 約2.0ton - 軌道: GEO - 用途: Cバンド通信サービス
風雲2号H(2018年6月5日): - 衛星: 風雲2号H気象衛星 - 質量: 約2.3ton - 軌道: GEO - 用途: 静止気象観測
4 技術的課題
4.1 1. 有毒推進剤の環境影響
長征3号Cは UDMH/N₂O₄有毒推進剤 を使用し、環境問題を抱える (5):
4.1.1 環境汚染問題
ヒドラジン系の毒性: - UDMH: 急性毒性、発がん性、大気汚染 - N₂O₄: 強酸化剤、呼吸器障害 - 落下汚染: 第1段・ブースター落下地域の土壌・水質汚染
CZ-3Cの落下地域: - ブースター: 貴州省・重慶市周辺(人口密集地) - 第1段: 湖南省・広西壮族自治区 - 避難: 打上げ前に住民避難措置
4.1.2 次世代ロケットへの移行
CZ-7A(全段クリーン): - 推進剤: LOX/Kerosene + LOX/LH₂ - GTO能力: 7.0ton(CZ-3Cの2倍) - 発射場: 文昌(海岸、落下物は海上)
移行計画: - 2025年以降: GTO大型ミッションはCZ-7Aへ - CZ-3C: 小型GTO・特殊軌道で継続運用
4.2 2. ペイロード能力の限界
長征3号Cは GTO 3.7ton の中間性能で、市場競争力に課題がある (6):
4.2.1 国際市場との比較
| ロケット | GTO能力 | 打上げ価格 | 成功率 | 国 |
|---|---|---|---|---|
| CZ-3C | 3.7ton | 未公開 | 100% | 中国 |
| Falcon 9 | 8.3ton | $67M | 99%+ | 米国 |
| Ariane 64 | 11.5ton | €90M | - | 欧州(開発中) |
| H-IIA | 6.0ton | $90M | 98% | 日本 |
課題: - 小型ペイロード: 現代の通信衛星(6-8ton級)に不足 - 価格競争: Falcon 9の再使用によるコスト優位性 - 市場縮小: 3-4ton級GTO衛星の需要減少
4.3 3. 打上げ頻度の低さ
長征3号Cは 年間1-2回 の低頻度運用である (7):
年間打上げ回数: - 2008-2012年: 年平均1回 - 2013-2020年: 年平均1.5回 - 2021-2025年: 年平均1回
低頻度の要因: - 限定用途: 天鏈・BeiDou専用機 - CZ-3Bへの移行: 大型ミッションはCZ-3B - CZ-7Aの台頭: 次世代クリーンGTO機
5 将来展望
5.1 データ中継衛星システムの拡張
天鏈3号世代(2025年以降): - 衛星質量: 5ton級(現在の2倍) - 通信容量: 10Gbps(天鏈2号の5倍) - 打上げロケット: CZ-3B or CZ-7A
CZ-3Cの役割: - 小型中継衛星: 低コスト補完衛星 - バックアップ: 予備機打上げ
5.2 BeiDou-3補完衛星
BeiDou-3システム維持(2025-2035年): - 軌道寿命: 12-15年 - 後継機: 2030年代に順次打上げ - IGSO後継: CZ-3C継続使用の可能性
5.3 中型GTO衛星市場
商業通信衛星(3-4ton級): - 中国国内: APSTAR-6D級(3.5ton) - 国際市場: アジア太平洋地域の中小衛星
競争環境: - Falcon 9: コスト競争力優位 - CZ-3C: 国内需要優先
5.4 CZ-3Cの長期運用
2030年までの展望: - 年間1-2回: 特殊軌道ミッション継続 - 100%成功率維持: 慎重なミッション選定 - 2030年以降: CZ-7A完全移行、CZ-3C退役検討
6 比較: 世界のGTO中型ロケット
| ロケット | GTO能力 | 段構成 | 推進剤 | 初打上げ | 成功率 | 状態 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| CZ-3C | 3.7ton | 3段+2ブースター | UDMH+LOX/LH₂ | 2008 | 100% | 運用中 |
| H-IIA 202 | 4.0ton | 2段+2ブースター | Solid+LOX/LH₂ | 2001 | 98% | 運用中 |
| Soyuz-2.1b/Fregat | 3.25ton | 3段+上段 | LOX/Kerosene | 2006 | 98% | 運用中 |
| PSLV-XL | 1.3ton | 4段+6ブースター | Solid+Liquid | 2008 | 95% | 運用中 |
| Vega-C | 2.3ton | 4段 | Solid | 2022 | 67% | 開発中 |
7 参照文献
ファイルパス: C:\Users\xprin\github\tech-research-portfolio\projects\rockets_facilities\docs\rockets\china\CZ-3C.qmd
完成日: 2025-10-22
対応YAMLデータ: C:\Users\xprin\github\tech-research-portfolio\projects\rockets_facilities\data\rockets\china\CZ-3C.yaml
関連発射施設: 西昌衛星発射センター