長征5号B（CZ-5B）
Long March 5B - China’s Space Station Module Launcher
1 概要
長征5号B（CZ-5B, Long March 5B）は、中国宇宙ステーションモジュール打上げ専用ロケットであり、CZ-5の派生型として LEO大型ペイロード に特化している (1)。1.5段式（コア+ブースター、第2段なし） の独特な構成で、中国宇宙ステーション建設を支えた戦略的ロケットである。
1.1 基本諸元
| 項目 | 仕様 |
|---|---|
| 全高 | 53.66m |
| コア直径 | 5.0m（中国最大） |
| ブースター直径 | 3.35m |
| 全幅（ブースター含む） | 10.4m |
| 打上げ時質量 | 849ton |
| 段数 | 1.5段（コア + 4ブースター、第2段なし） |
| 初打上げ | 2020年5月5日 |
| 打上げ回数 | 4回（2025年時点） |
| 成功率 | 100%（4回連続成功） |
| 運用状況 | 運用中（宇宙ステーション完成後は運用減少） |
1.2 ペイロード能力
| 軌道 | ペイロード質量 |
|---|---|
| LEO（340-420km） | 25,000kg |
| 宇宙ステーション軌道（400km） | 23,000kg |
1.3 推進システム
1.3.1 コアステージ（唯一の段）
- エンジン: YF-77（LOX/LH₂）× 2基
- 推進剤: 液体酸素/液体水素（極低温）
- 真空推力: 1,400kN（合計）
- 燃焼時間: 約480秒
YF-77の特徴: - 液体水素温度: -253°C - 液体酸素温度: -183°C - 高比推力: ~442秒（真空） - クリーン燃焼: 燃焼生成物は水蒸気のみ
1.3.2 ブースター（4基）
- エンジン: YF-100（LOX/Kerosene）× 2基/ブースター
- 推進剤: 液体酸素/ケロシン（RP-1）
- 海面推力: 2,400kN/ブースター
- 総推力: 9,600kN（4基合計）
- 燃焼時間: 約173秒
2 技術的特徴
2.1 1. 1.5段式 - 第2段省略設計
長征5号Bは 第2段を持たない1.5段式ロケット である (1)：
2.1.1 CZ-5との比較
| 項目 | CZ-5（標準型） | CZ-5B（宇宙ステーション型） |
|---|---|---|
| 段構成 | 2段 + 4ブースター | 1.5段（コアのみ）+ 4ブースター |
| 第2段 | YF-75D（LOX/LH₂）× 2基 | なし |
| LEO能力 | 25ton | 25ton（同等） |
| GTO能力 | 14ton | 不可（LEO専用） |
| 用途 | 深宇宙・GTO | LEO大型ペイロード専用 |
1.5段式の利点: - 質量削減: 第2段の構造質量（約3.5ton）削減 - ペイロード最大化: LEO投入に特化、最大ペイロード実現 - シンプル化: 段分離1回のみ（ブースター+コア分離のみ）
欠点: - GTO不可: 第2段なしでは高軌道投入不可能 - コア軌道到達: コアステージ自体が軌道に到達（後述の問題）
2.2 2. 大型フェアリング - 5.2m直径
長征5号Bは 直径5.2m、長さ20.5mの大型フェアリング を装備する (1)：
2.2.1 フェアリング仕様
サイズ: - 直径: 5.2m - 全長: 20.5m - 容積: 約270m³
収容能力: - 宇宙ステーションモジュール: 天和・問天・夢天（各23ton級） - 大型衛星: 直径4.5m級の衛星対応
2.2.2 世界のロケットフェアリング比較
| ロケット | フェアリング直径 | 長さ | 容積 | 主要用途 |
|---|---|---|---|---|
| CZ-5B | 5.2m | 20.5m | ~270m³ | 宇宙ステーション |
| Falcon Heavy | 5.2m | 13.1m | ~145m³ | 大型衛星 |
| Ariane 5 | 5.4m | 17m | ~200m³ | 大型衛星（退役） |
| Starship | 9m | 18m | ~1,000m³ | 超大型（開発中） |
2.3 3. 中国宇宙ステーション建設専用
長征5号Bは 中国宇宙ステーション（天宮）建設専用 に開発された (1)：
2.3.1 打上げミッション（全4回）
| 打上げ日 | ミッション | ペイロード | 質量 | 結果 |
|---|---|---|---|---|
| 2020-05-05 | 初打上げ | 新一代載人宇宙船試験機 | 8.8ton | 成功 |
| 2021-04-29 | 天和コアモジュール | 天和（Tianhe） | 22.5ton | 成功 |
| 2022-07-24 | 問天実験モジュール | 問天（Wentian） | 23ton | 成功 |
| 2022-10-31 | 夢天実験モジュール | 夢天（Mengtian） | 23ton | 成功 |
達成: - 2020年: 初打上げ成功、宇宙船試験機実証 - 2021-2022年: 天宮ステーション3モジュール全て打上げ完了 - 2022年11月: 中国宇宙ステーション完成
2.4 4. 文昌LC-101専用
長征5号Bは 文昌LC-101 を専用射点とする (1)：
2.4.1 文昌LC-101の特徴
垂直組立棟（VAB-501）: - 高さ: 99.4m、15階建 - 機能: ロケット・ペイロード組立
移動発射台（MLP）: - 質量: 750ton - スイングアーム: 6本
音響抑制システム: - 水噴射方式: 中国初 - 目的: 大型ロケットの音響エネルギー吸収
推進剤供給: - LOX/LH₂: コアステージ用 - LOX/Kerosene: ブースター用
2.5 5. 制御不能再突入問題
長征5号Bは コアステージ制御不能再突入 で国際的批判を受けている (1)：
2.5.1 問題の背景
コアステージ軌道到達: - 1.5段式: コアステージ自体が軌道速度に到達 - 質量: 約21ton（空荷重） - 軌道: LEO 350-400km
制御不能再突入: - デオービット機能なし: 軌道離脱用エンジンなし - 自然落下: 大気抵抗で徐々に軌道降下、数日〜数週間後に再突入 - 落下位置予測困難: 再突入直前まで正確な落下位置不明
2.5.2 国際的批判
問題点: - 人口密集地リスク: 赤道付近の人口密集地に落下可能性 - 大型デブリ: 21ton（制御された衛星除去の典型例は数ton） - 透明性不足: 中国当局の情報公開不足
各回の再突入: | 打上げ日 | 再突入日 | 落下位置 | 被害 | |———|———|———|——| | 2020-05-05 | 2020-05-11 | 大西洋上 | なし | | 2021-04-29 | 2021-05-09 | インド洋（モルディブ付近） | なし | | 2022-07-24 | 2022-07-30 | スールー海（フィリピン沖） | なし | | 2022-10-31 | 2022-11-04 | 太平洋上 | なし |
国際的反応: - NASA批判: “無責任な行動”（NASA長官声明） - ESA懸念: 欧州宇宙機関も懸念表明 - 国連宇宙条約: 宇宙物体の安全な除去を求める
2.5.3 技術的対策（未実施）
可能な対策: - デオービットエンジン: 軌道離脱用推進系の追加 - 制御再突入: 南太平洋「宇宙機の墓場」への誘導 - 2段式復帰: CZ-5標準型の使用（ペイロード減少）
中国の立場: - 安全主張: “大部分は大気圏で燃え尽きる” - リスク低減: “人口密集地への落下確率は極めて低い”
3 主要ミッション
3.1 天和コアモジュール（2021年4月29日）
モジュール仕様: - 質量: 22.5ton - 全長: 16.6m - 最大直径: 4.2m - 居住容積: 50m³
機能: - 生活区: 3名の宇宙飛行士居住 - ドッキングポート: 前方・後方・側方の5ポート - 電力: 太陽電池パネル - 推進: 軌道維持用エンジン
意義: - 中国初: 独自宇宙ステーションのコア - 独立運用: 国際宇宙ステーション（ISS）に依存しない
3.2 問天実験モジュール（2022年7月24日）
モジュール仕様: - 質量: 23ton - 全長: 17.9m - 最大直径: 4.2m
機能: - 実験ラック: 科学実験装置搭載 - 小型エアロック: 実験機器の軌道上展開 - ロボットアーム: 船外作業支援 - バックアップ: 天和の生命維持系バックアップ
3.3 夢天実験モジュール（2022年10月31日）
モジュール仕様: - 質量: 23ton - 全長: 17.9m - 最大直径: 4.2m
機能: - 貨物エアロック: 大型実験装置の軌道上展開 - 実験プラットフォーム: 船外実験装置搭載 - 補給ポート: 天舟貨物船ドッキング
完成: - 2022年11月: 3モジュール構成完成 - T字配置: 天和コア + 問天・夢天（側方ポート）
4 将来展望
4.1 宇宙ステーション拡張計画
計画: - 2024-2030年: 3モジュール体制で運用 - 2030年代: 追加モジュール打上げ（6モジュール体制へ）
追加モジュール候補: - 実験モジュール: 追加の科学実験モジュール - 有人モジュール: 乗員増加用居住モジュール - 宇宙望遠鏡: 巡天宇宙望遠鏡（共軌道飛行）
CZ-5Bの役割: - 追加モジュール打上げ: 必要に応じて再使用 - 運用頻度: 低頻度（数年に1回）
4.2 制御再突入技術の開発
必要性: - 国際圧力: 制御不能再突入への批判 - 安全性: 人口密集地落下リスク低減
技術開発: - デオービットエンジン: 軌道離脱用推進系 - 制御再突入: 南太平洋への誘導落下 - 実装時期: 次回打上げ時（未定）
4.3 CZ-5派生型の開発
CZ-5C（仮称）: - 構成: 2段式（CZ-5標準型） - フェアリング: 5.2m大型フェアリング - 用途: 大型衛星・月探査機
5 比較: 世界の大型LEOロケット
| ロケット | LEO能力 | 段数 | 推進剤 | 初打上げ | 主要用途 |
|---|---|---|---|---|---|
| CZ-5B | 25ton | 1.5段 | LOX/LH₂ + LOX/Kerosene | 2020 | 宇宙ステーション |
| Falcon Heavy | 63.8ton | 2段（3コア） | LOX/Kerosene | 2018 | 大型衛星 |
| Ariane 5 | 21ton | 2段 | Solid + LOX/LH₂ | 1996 | 大型衛星（退役） |
| Space Shuttle | 24.4ton | 1.5段 | LOX/LH₂ + Solid | 1981 | 宇宙ステーション（退役） |
| Energia | 100ton | 1.5段 | LOX/LH₂ + LOX/Kerosene | 1987 | ブラン（退役） |
6 参照文献
ファイルパス: C:\Users\xprin\github\tech-research-portfolio\projects\rockets_facilities\docs\rockets\china\CZ-5B.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-5B.yaml
関連発射施設: 文昌航天発射場