長征4号C(CZ-4C)
Long March 4C - China’s Advanced Large SSO Rocket
1 概要
長征4号C(CZ-4C, Long March 4C)は、中国の最新大型太陽同期軌道(SSO)ロケットであり、CZ-4Bの改良型として2006年に登場した (1)。大型高解像度地球観測衛星の打上げに特化し、中国の地球観測能力強化を支える戦略的ロケットである。
1.1 基本諸元
| 項目 | 仕様 |
|---|---|
| 全高 | 45.8m |
| 直径 | 3.35m |
| 打上げ時質量 | 250ton |
| 段数 | 3段 |
| 初打上げ | 2006年4月27日 |
| 打上げ回数 | 50回以上(2025年時点) |
| 成功率 | 98% |
| 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 |
|---|---|
| LEO(200km) | 4,200kg |
| SSO(900km) | 3,000kg |
1.3 推進システム
1.3.1 第1段
- エンジン: YF-21C(UDMH/N₂O₄)× 4基(クラスター)
- 推進剤: UDMH/N₂O₄(貯蔵性)
- 海面推力: 2,962kN(合計)
- 燃焼時間: 約160秒
1.3.2 第2段
- エンジン: YF-24C(UDMH/N₂O₄)× 1基 + YF-23C(バーニア)× 4基
- 推進剤: UDMH/N₂O₄(貯蔵性)
- 真空推力: 742kN(主機)+ 47kN(バーニア合計)
- 燃焼時間: 約300秒
1.3.3 第3段
- エンジン: YF-40B(UDMH/N₂O₄)× 2基
- 推進剤: UDMH/N₂O₄(貯蔵性)
- 真空推力: 100kN(合計)
- 燃焼時間: 約370秒
- 再点火能力: あり(複数回軌道投入可能)
CZ-4Bとの主な差異: - 第3段エンジン: YF-40B(改良型)vs YF-40A - 軌道投入精度: より高精度な軌道投入 - アビオニクス: 近代化された誘導制御系
2 技術的特徴
2.1 1. CZ-4Bの改良型 - 精度向上
長征4号Cは CZ-4Bを高精度軌道投入向けに改良 した派生型である (1):
2.1.1 CZ-4Bとの比較
| 項目 | CZ-4B | CZ-4C |
|---|---|---|
| 初打上げ | 1999年 | 2006年 |
| SSO 900km | 2.8ton | 3.0ton |
| 第3段エンジン | YF-40A | YF-40B(改良型) |
| 軌道投入精度 | ±5km | ±1km |
| 主要用途 | 気象衛星 | 高解像度観測衛星 |
| 打上げ頻度 | 年2-3回 | 年5-8回 |
改良点: - 第3段エンジン改良: より高精度な軌道制御 - 誘導制御系: GPS/慣性航法ハイブリッドシステム - 構造軽量化: 複合材料の採用 - アビオニクス: デジタル化された制御系
2.2 2. 高解像度地球観測衛星の主力機
長征4号Cは 中国の高解像度地球観測衛星の主要打上げ機 である (1):
2.2.1 高分(Gaofen)シリーズ
概要: 中国高解像度地球観測システム(CHEOS)
打上げ実績: | 打上げ日 | 衛星 | 解像度 | 質量 | 用途 | |———|—–|——-|——|——| | 2013-04-26 | 高分1号 | 2m(全色) | 1,116kg | 農業・災害監視 | | 2014-08-19 | 高分2号 | 0.8m | 1,170kg | 国土調査 | | 2016-08-10 | 高分3号 | 1m(SAR) | 2,800kg | 全天候観測 | | 2015-12-29 | 高分4号 | 50m | 5,000kg | 静止軌道観測 | | 2018-05-09 | 高分5号 | 30m | 2,800kg | 大気・環境監視 | | 2018-06-02 | 高分6号 | 2m | 1,064kg | 農業観測 | | 2019-11-03 | 高分7号 | 0.65m | 2,800kg | 測量・地形図作成 | | 2020-07-03 | 高分9号03 | 0.5m | 不明 | 高解像度偵察 |
高分シリーズの特徴: - 0.5-2m解像度: 米国商業衛星(WorldView等)に匹敵 - 多様な観測方式: 光学・SAR・赤外線 - 軍民両用: 民生地球観測 + 軍事偵察
2.3 3. 遥感(Yaogan)大型SAR衛星の打上げ
長征4号Cは 合成開口レーダー(SAR)衛星の主要打上げ機 である (1):
2.3.1 遥感SAR衛星
SAR(合成開口レーダー)の特性: - 全天候観測: 雲・夜間でも観測可能 - 高解像度: 1-3m - 観測幅: 10-100km
打上げ実績(主要): | 打上げ日 | 衛星 | 用途 | |———|—–|——| | 2007-12-15 | 遥感3号 | SAR実証衛星 | | 2008-12-15 | 遥感5号 | SAR運用衛星 | | 2016-08-10 | 高分3号(遥感シリーズ統合) | 高解像度SAR | | 2020-03-23 | 遥感30号06組 | 3機編隊SAR |
SAR衛星の応用: - 災害監視: 洪水・地震被害の迅速把握 - 海洋監視: 船舶追跡、海氷監視、不法漁船監視 - 軍事偵察: 地上施設監視、艦船追跡 - 農業: 作物生育監視、土壌水分測定
2.4 4. 高頻度打上げの実現
長征4号Cは 年間5-8回の高頻度打上げ を実現している (1):
2.4.1 打上げ頻度
年間打上げ回数: - 2018年: 6回 - 2019年: 8回 - 2020年: 7回 - 2021年: 6回 - 2022年: 8回
高頻度の要因: - 高い需要: 高分・遥感衛星の継続打上げ - 太原LC-9: 高効率な三塔合一設計 - 製造効率: 標準化された製造プロセス - 運用効率: 20年の運用経験による効率化
2.5 5. 98%の極めて高い成功率
長征4号Cは 50回以上の打上げで98%の成功率 を達成している (1):
失敗事例: - 2016年11月22日: 試験衛星打上げ失敗(第3段異常)
成功要因: - CZ-4B実績活用: CZ-4Bの技術基盤 - 品質管理: 厳格な製造・試験プロセス - 継続改良: 毎回のミッションからのフィードバック
3 主要ミッション
3.1 高分(Gaofen)シリーズ
3.1.1 高分1号(Gaofen-1)
打上げ: 2013年4月26日 解像度: 2m(全色)、8m(マルチスペクトル) 質量: 1,116kg
技術的特徴: - 広域観測: 観測幅800km - 4日再訪: 同一地点を4日ごとに観測 - デュアルカメラ: 2台のカメラで広域カバー
応用: - 農業: 作物生育監視、病害虫監視 - 災害: 洪水・山火事の早期発見 - 都市計画: 都市拡大監視、土地利用変化
3.1.2 高分3号(Gaofen-3)- SAR衛星
打上げ: 2016年8月10日 観測方式: C帯SAR(合成開口レーダー) 解像度: 1m-500m(観測モードによる) 質量: 2,800kg
観測モード: - スポットライトモード: 1m解像度、10km幅 - ストリップマップモード: 3m解像度、30km幅 - スキャンSARモード: 25m解像度、300km幅
世界的地位: - 最先進級: 欧州Sentinel-1、カナダRADARSAT-2に匹敵 - 12の観測モード: 世界最多の観測モード
3.1.3 高分7号(Gaofen-7)- 測量衛星
打上げ: 2019年11月3日 解像度: 0.65m(全色) 質量: 2,800kg
特徴: - ステレオ撮像: 3D地形図作成 - 高精度測量: 1:10,000地形図作成可能 - レーザー高度計: 地表高度測定
応用: - 地形図作成: 国家基本地形図更新 - 都市3Dモデル: 都市計画・シミュレーション - インフラ管理: 道路・鉄道・ダム等の監視
3.2 風雲3号(FY-3)後期型
CZ-4C打上げ実績: - 2017-11-15: 風雲3号D(CZ-4Cに移行) - 2021-07-05: 風雲3号E(早朝軌道)
風雲3号D以降の改良: - 観測精度向上: より高精度な気温・湿度測定 - 新規観測機器: 温室効果ガス観測計 - データ伝送: より高速なデータ通信
3.3 遥感(Yaogan)3機編隊
3.3.1 遥感30号シリーズ
構成: 3機の衛星が120度間隔で同一軌道上を周回
打上げ実績(CZ-4C): | 打上げ日 | 衛星 | 備考 | |———|—–|——| | 2017-09-29 | 遥感30号01組(3機) | 初号機 | | 2018-03-30 | 遥感30号02組(3機) | 2機目の編隊 | | 2018-07-10 | 遥感30号03組(3機) | 3機目の編隊 | | … | … | … | | 2022-06-23 | 遥感30号15組(3機) | 15機目の編隊 |
3機編隊の目的: - 電波方向探知: 三角測量で電波発信源を特定 - 全球カバレッジ: 3機で地球全体を効率的にカバー
4 技術的課題
4.1 有毒推進剤の環境問題
長征4号Cは 全3段で有毒ヒドラジン系推進剤(UDMH/N₂O₄) を使用:
環境問題: - 第1段・第2段落下: 内蒙古・陝西省・山西省等 - 土壌汚染: UDMH/N₂O₄による汚染リスク - 住民避難: 落下予想地域の事前避難措置
国際的批判: - 内陸落下: 人口地域近傍への落下リスク - 透明性: 落下地点の事前公開不足 - 環境配慮: クリーン推進剤への移行圧力
4.2 後継機への移行
課題: - 環境規制: 有毒推進剤による汚染問題 - 技術的老朽化: 2006年設計、約20年の技術 - 新世代競合: CZ-6A/8のクリーン推進剤ロケット
後継機候補:
4.2.1 長征6A(CZ-6A)
- 推進剤: LOX/Kerosene + 固体ブースター(クリーン)
- ペイロード: SSO 4.0ton(CZ-4Cの1.3倍)
- 初打上げ: 2022年
- 優位性: 環境配慮、大型ペイロード
4.2.2 長征8(CZ-8)
- 推進剤: LOX/Kerosene(クリーン)
- ペイロード: SSO 4.5ton(CZ-4Cの1.5倍)
- 初打上げ: 2020年
- 再使用計画: 第1段垂直着陸回収(開発中)
移行シナリオ: 1. 短期(〜2030年): CZ-4C継続運用(高分・遥感の打上げ) 2. 中期(2030年代): CZ-6A/8への段階的移行開始 3. 長期(2040年代): CZ-4C退役、新世代機に完全移行
4.3 競合ロケットとの比較
4.3.1 中国国内
| ロケット | SSO 900km | 推進剤 | 初打上げ | 年間打上げ | 主要用途 |
|---|---|---|---|---|---|
| CZ-4C | 3.0ton | UDMH/N₂O₄ | 2006 | 5-8回 | 高解像度観測 |
| CZ-4B | 2.8ton | UDMH/N₂O₄ | 1999 | 2-3回 | 気象衛星 |
| CZ-6A | 4.0ton | LOX/Kerosene + Solid | 2022 | 3-5回 | 商業大型 |
| CZ-8 | 4.5ton | LOX/Kerosene | 2020 | 2-3回 | 商業SSO |
CZ-4Cの位置づけ: - 高頻度: 年間5-8回(中国SSO機で最多) - 高精度: 0.5-1m解像度衛星対応 - 実績: 50回以上、98%成功率
4.3.2 国際比較
| ロケット | 国 | SSO 900km | 推進剤 | 成功率 |
|---|---|---|---|---|
| CZ-4C | 中国 | 3.0ton | UDMH/N₂O₄ | 98% |
| Soyuz-2.1b | ロシア | 2.8ton | LOX/Kerosene | 98% |
| Falcon 9 | 米国 | 5.5ton | LOX/Kerosene | 99% |
| Vega-C | 欧州 | 2.2ton | Solid | 100%(2回) |
5 将来展望
5.1 高分シリーズの継続打上げ
計画: - 高分8-15号: 2025年〜2030年代に順次打上げ - 次世代高分: より高解像度、AI搭載
5.2 遥感30号の完全展開
目標: - 30組(90機): 全球リアルタイム電波監視網 - 2025年完成: 完全運用開始
5.3 技術改良
改良計画: - 第3段改良: さらなる軌道投入精度向上 - アビオニクス更新: AI搭載自律制御 - フェアリング大型化: 5m級フェアリング
5.4 再使用技術の研究
開発状況: 研究段階
目標: - 第1段回収: パラシュート + ロケット減速 - 再使用: 第1段の整備・再使用 - コスト削減: 打上げコスト30%削減
6 比較: 世界の高解像度観測衛星ロケット
| ロケット | SSO 900km | 推進剤 | 初打上げ | 成功率 | 代表衛星 |
|---|---|---|---|---|---|
| CZ-4C | 3.0ton | UDMH/N₂O₄ | 2006 | 98% | 高分1/2/3/7号 |
| Atlas V | 4.0ton | LOX/Kerosene | 2002 | 100% | WorldView-3(0.31m) |
| Falcon 9 | 5.5ton | LOX/Kerosene | 2010 | 99% | WorldView-Legion |
| Soyuz-2.1b | 2.8ton | LOX/Kerosene | 2006 | 98% | Pléiades(0.5m) |
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-4C.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-4C.yaml
関連発射施設: 太原衛星発射センター