扶桑の太空雄心(下)

2016-07-14 16:31:15 航空世界 2016年4期

蒿旭

日本航天能力的强与弱

日本的航天能力非常强,有些方面强于中国,甚至美、俄等航天强国,有些方面则要弱许多。举几个例子,第一,预计2016年下半年进行首次发射的长征五号运载火箭将成为中国运载能力最强的火箭,但是日本类似于这种体量的火箭比中国早了将近10年时间。第二,氢氧发动机,长征系列火箭的最大推力是50吨,日本达到110吨,而且在很多领域上比美国和俄罗斯都强,甚至在氢氧发动机里面采用了循环增压技术,其他国家基本都不敢用,只有日本用了。这种技术能够让氢氧化发动机效率成倍地提高,但是危险系数非常大,只有在加工技术非常强的情况下才能做到。

日本现在已经向金星发射了探测器,使其成为亚洲国家里唯一向金星发射探测器的国家,获取了大量的原始数据。另外,日本也是全球唯一一个向小行星发射无人登陆飞船的国家,他们在小行星上降落并取样,然后返回到地球,把岩石样本拿回来,由此可见日本在航天技术领域发展得非常快。

日本航天计划在JAXA的组织执行下,近年来取得了令人瞩目的成果。JAXA已经使用H-IIA火箭进行了十余次成功发射,将许多卫星和其他航天器送入天空,包括:地球观测卫星(ALOS)、温室气体观测卫星(GOSAT)、月球探测器“月亮女神”(SELENE)和金星气象探测器(PLANET-C)。2009年,日本实验舱Kibo(JEM)完成了作为国际空间站(ISS)的一部分。

三菱重工为H-II火箭开发了世界上第三种大推力氢氧发动机LE-7,配合H-I的LE-5发展研制出来LE-5A氢氧膨胀循环发动机,组成了技术上炫目无比的H-II火箭。但是开发的道路并不顺利,低温氢氧发动机本来就是高技术的领域,分级燃烧的发动机更是难上加难,开发中遇到过密封问题导致氢气泄漏,还发生过发动机爆炸工程师牺牲的事故,至于各种子部分延迟更是家常便饭。原定1992年LE-7投入使用,但是实际上1994年H-II才首次发射。不过这种代价是值得的,第一级和第二级全氢氧发动机的豪华配置,使H-II对比同时代的火箭,运载系数提高了几乎一倍,换句话说,可以用同样的起飞重量将两倍于竞争火箭的载荷送入轨道。

高技术往往同时伴随着高风险。H-II火箭的可靠性并不好,7次发射2次失败,而且是1998年和1999年连续发射失败。同时,尽管日本人在费用控制上还算不错,但祸不单行,同期日元升值几乎一倍,让H-II彻底失去进军国际发射市场的机会。同期日本的“希望”号航天飞机只是进行了缩比模型飞行的试飞,航天飞机在技术上跨度太大,同时耗费高昂,NASDA的技术冒进以失败告终,只好转回飞船路线,1997年开始HTV的开发。此时中国的长征3乙火箭在近地轨道轨道(LEO)和同步转移轨道(GTO)的运载能力都凌驾于H-II之上,1999年,“神舟”1号飞船成功发射返回。外人对日本火箭的高技术但非常不可靠的印象并存。但是这只是西方最后的残阳而已,将近二十年来对火箭发动机几乎没投资的后果,此后日益显现。HTV设计技术上远远领先于神舟系列的事实,也被有意无意中忽视了,更不要说同样正在开发中的国际空间站最大舱段“希望”号。

除了高风险,H-II火箭成本也十分高昂。早在连续失败前,为了提高日本火箭的竞争力,NASDA于1995年启动了H-IIA火箭开发计划。尽管只有一字母之差,但是发动机已经更新为LE-7A和LE-5B。H-IIA火箭的LE-7A发动机,尽管降低了性能指标,但是作为性能关键的比冲指标,仍然高达442秒,同时造价和可靠性都还算满意。至于LE-5B发动机,尽管比冲有所下降,只有447秒,但是膨胀循环发动机固有的高可靠性,易于多次起动等特性,配合低造价,这是一款很不错的上面级发动机。新火箭H-IIA整个设计对比H-II改变很大,只有很少部分和H-II通用,设计上力求降低成本,提高可靠性,工程上完全可以看做是一个新型号。

自2001年首发射以来,H-IIA火箭15次发射14次成功。2003年第6次发射失败后,JAXA根据事故调查的结果,把可靠性提到首位,对整个火箭系统重新进行评估,在此后更加重视可靠性的工作。H-IIA的发射费用也降低到9000万美元左右,高可靠性和低使用费用满足了开发要求,更扭转了H-II连续发射失利使日本航天面临的尴尬局面。与此同时,进入21世纪后,中国航天终于得到越来越多的经费,也开始正式开发新一代的液氧煤油发动机YF-100和液氧液氢发动机YF-77,但是过去二十年技术上的原地踏步,不是一朝一夕能补上的,比之1984年开始开发的分级燃烧的LE-7,YF-77最后采用的是技术上差一些的燃气发生器循环方式,推力也小得多。

回首过去三十年的历史,日本航天在持续稳定的预算支持下,把中国航天彻底赶超过去。不过好在近几年来,中国航天的预算已经凌驾于日本之上,日本用了20年在运载工具超越中国,或许我们也需要同样多甚至更长的时间赶超过去。此次H-IIB的发射成功,对于沉浸在中国火箭领先中的人来说,不吝于一记响亮的耳光,肯定很多人接受不了。而HTV的技术先进性,在中国10年前就发射神舟飞船的影响下,对纠结于中日航天技术的看客而言或许无所谓,但是有一天货运的HTV转型为客运的时候,大家还会无所谓吗?新一代飞船的开发,是到了提速的时候了。

2014年夏天,在位于日本东京郊外府中市一带,NEC新建了一处用于制造卫星的庞大地堡式工厂,这使得公司的卫星制造能力翻了一番。退出智能手机和半导体业务后,NEC公司希望自己能够在全球航天工业领域有更大作为。其他的日本科技公司也有类似愿望,但就目前而言,它们必须找到客户。

在日本每年将近30亿美元的国内航天工业销售收入中,作为它们的最大客户,来自日本政府的订单占到9成以上。然而近来,日本政府却将更多的卫星订单分包给国外厂商。但日本政府同时也在扶持其国内航天事业发展。在NEC兴建府中市新工厂时,日本政府为其提供了大约2000万美元资金援助,目的是帮助NEC建立一个在模拟航天条件下,抵御强大地震的实验室项目。与此同时,日本政府还放松了一些军事承包项目出口限制,其中包括一些航天项目。

根据某研究公司提供的数据,从2004年到2013年,日本公司从事卫星制造活动产生的销售收入为54亿美元,相比之下,美国企业相关收入为750亿美元,而俄罗斯及西欧等国相关公司从卫星制造活动中获取的收入约为260亿美元。

高成本或许是阻碍日本航天工业的最大羁绊,其中包括来自卫星制造商的开发成本,以及在种子岛航天中心的发射成本。三菱重工的H-IIA运载火箭在种子岛航天中心的发射成本超过了1亿美元。相比之下,由特斯拉CEO伊隆·马斯克成立的SpaceX航天探险科技公司,其在美国的单次标准发射成本仅为6000万美元。

当然,日本公司正在设法使其航空工业更具竞争力。三菱重工官员表示,他们正在努力降低发射成本。该公司正在开发一种新型火箭,据称发射成本会至少降低三分之一。而NEC则希望通过扩大产能,使其卫星业务更具成本竞争力。NEC航天系统分部总经理Masaki Adachi表示,“我们希望巩固我们在整个卫星系统组件生产上的优势,并已经开始了新一轮攻势。”他称,公司打算在2020年,使公司航空系统分部的销售实现翻番。

中日航天科技对比

2012年6月16日,中国发射神舟九号载人飞船,并于当月18日成功进行了首次载人对接以及于24日成功完成了手动对接。巧合的是,日本也是在同年7月发射了HTV-3货运飞船前往国际空间站,并在当月27日与国际空间站“和谐”号节点舱成功对接。中日作为亚洲航天实力最强大的两个国家,在航天活动上呈现你追我赶的架势,中日航天实力的对比,也成为人们关心的问题。

航天工业可以划分为运载火箭和航天器的研制制造两大块,也可按用途分为军用航天和民用航天两个部分,还可以按轨道将航天器细分为地球轨道航天器和深空探测航天器。地球轨道上最有商业和军事价值的两个部分是地球同步轨道和太阳同步轨道,分别主要用于容纳通信卫星和遥感卫星。

运载火箭对比

1970年2月11日,日本成功发射第一颗人造卫星,比1970年4月24日中国“东方红”1号卫星的成功发射早2个月,但日本发射第一颗卫星所用的L-4S固体多级火箭在性能尤其是运载能力上要远逊于中国发射第一颗卫星的长征-1号火箭。当时日本学者认为日本独立追赶与中国火箭的技术差距,至少需要5年时间。

不过,早在1969年日美就签订了宇宙开发协议,美国向日本输出了雷神-德尔塔火箭技术,使日本液体运载火箭水平快速赶上中国。由于得到美国技术援助的优势,日本还抢先发射了静止轨道卫星并得以更早开展新一代运载火箭的研制,在与中国的较量中在技术上占据先机。目前,日本运载火箭在技术、运力上都超过了中国运载火箭,不过缺点是发射成功率略低,而且运载火箭最重要的影响因素价格上严重缺乏国际竞争力。

JAXA拥有H-IIA和H-IIB系列大型运载火箭,并积极开展H-IIA/B系列火箭的升级,还在研制Epsilon大型固体运载火箭,并计划研制新一代的H-X/H-III运载火箭。中国航天目前的运载火箭则由长征-2/3/4系列火箭组成,在改进现有火箭的同时还在研制长征-5/6/7火箭,并计划研制长征-11号大型固体火箭。

中国火箭性能:

中国目前的主力起飞级液体火箭发动机是YF-20,使用偏二甲肼/四氧化二氮常温推进剂,单级推力只有735千牛,真空比冲只有298秒。中国YF-75上面级氢氧发动机1994年才交付使用,而日本比冲类似推力更大的LE-5发动机早在1986年就服役了。

在火箭的制导导航和控制系统等其他分系统上,长征火箭也逊色于日本H-IIA系列火箭。火箭分系统尤其是发动机性能的落后,直接导致长征火箭运力的落后,中国近地轨道(LEO)运力最大的长征二号捆绑式火箭(CZ-2E)也只有9.2吨的运力,尚低于H-IIA系列运力最小的H-IIA 。即使使用发射同步转移轨道(GEO)的CZ-3B火箭发射近地轨道(LEO)载荷也只有12吨运力,仍远逊于H-IIB的19吨。但中国火箭更成熟,成功率很高。日本运载火箭的发射数量偏低,近11年来发射次数仅有24次,而长征系列火箭同期已经达到了100次,从发射规模上说长征火箭遥遥领先。

如果单看2012年发射情况,日本仅有H-IIA和H-IIB火箭发射各一次,而中国长征火箭已经成功发射了11次,尤其是4月30日到5月29日一月间内密集发射5枚火箭,这样的运载火箭工业化生产和发射能力,是今天的日本航天工业力所不及的。长征火箭在运力设计和价格上则占据优势,现有长征系列火箭覆盖了近地轨道(LEO)3吨到9.2吨,静止轨道(GTO)2.6到5.5吨的运力,同时价格极具竞争力。以发射同步转移轨道(GEO)的长征三号乙(CZ-3B)火箭为例,尽管运力达到了5.5吨但它的发射费用只有约7000万美元,而类似运力的日本H-IIA 204报价几乎是它的两倍。

长征五号运载火箭是中国正在研制的新一代运载火箭,目前已经转入型号的初样研制阶段,火箭发动机已试车成功。长征五号在技术上是全新的火箭,相比以往的中国火箭的运载能力有成倍的提高。它研制成功后将改变目前中国火箭大幅度落后于世界运载火箭先进水平的局面。按照设计,新一代的长征五号火箭在芯级上使用的是YF-77氢氧发动机,而助推器则使用的是YF-100液氧煤油发动机,这两款发动机都是属于全新研制的火箭发动机。

YF-77氢氧发动机的立项,1994年2月3日日本H-II火箭首次发射成功,标志着LE-7大推力氢氧发动机开始投入使用。为了追赶世界先进水平,20世纪90年代中国开始大推力氢氧发动机的研制工作,中国大推力氢氧发动机于2001年正式立项,代号YF-77,地面推力49千牛,最终采用燃气发生器循环设计。

YF-75D上面级发动机,长征五号火箭发射近地轨道(LEO)载荷时,使用一级半的结构,GTO轨道则使用二级半结构,在原有的YF-77发动机芯级之上增加了使用YF-75D发动机的上面级。YF-75D氢氧发动机是中国新一代上面级发动机,采用膨胀燃烧循环,以现有资料判断水平和欧空局的Vinci发动机相当,但推力只有Vinci的一半。从技术上说,YF-75D比日本现有的LE-5B和印度新开发的国产低温上面级发动机CE-7.5/CUS要强得多。

通过捆绑类型不同的助推模块,长征五号各种构型覆盖了静止轨道(GTO)6~14吨,近地轨道(LEO)10~25吨的运力范围。在火箭综合指标上说,长征五号的近地轨道(LEO)轨道运载能力不仅超过了欧空局的阿里安-5和日本H-IIA/B,也超过美国的“宇宙神”5火箭和俄罗斯的“安加拉”火箭,尤其是由于文昌发射场纬度较低外加高性能氢氧发动机的优势,在静止轨道(GTO)运载能力上以14吨对7.5吨的优势远远超过安加拉火箭。虽然运载能力只是火箭水平的一部分,但能后来居上也不易,至少比印度研制全新的GSLV MKIII火箭,近地轨道(LEO)只有10吨运力,静止轨道(GTO)不到4.5吨要好得多。

日本火箭性能:

H-IIA系列火箭是日本航天绝当之无愧的主力型号,它以LE-7A大推力分级燃烧氢氧发动机为第一级,第二级使用LE-5B膨胀循环发动机,助推器为SRB-A大型固体发动机。LE-7A发动机真空推力约1078千牛真空比冲达到了442秒,是目前唯一一种大推力分级燃烧循环氢氧发动机。LE-5B发动机真空推力约137千牛,是目前推力最大的膨胀循环氢氧发动机。

日本的H-IIB火箭技术上和H-IIA火箭一脉相承,不过箭体直径从4米增加到5.2米,第一级使用两台LE-7A氢氧发动机,捆绑4台SRB-A固体发动机做助推器。H-IIB火箭是日本参与国际空间站项目,为了发射HTV货运飞船而专门设计的型号,其HTV飞船轨道运力为16.5吨,同步转移轨道运力为8吨。

尽管单项技术相当不错,整体性能也可圈可点,但H-IIA系列火箭设计上存在运力偏大和价格过高的缺点。H-IIA 202、2022、2024和204各种型号中运力最小的H-IIA 202的近地轨道(LEO)运载能力也高达10吨,而多数任务不需要这么大的运力。日本曾尝试过一箭双星发射,但2003年H-IIA 2024火箭一箭双星发射情报获取卫星失败导致星箭俱毁,为减小可能的损失日本不得不继续一箭一星发射方式。虽然运力最小的H-IIA 202型号已经是发射次数最多的型号,但多数任务中仍造成了很大的运力浪费,考虑到H-IIA系列火箭发射价格超过1亿美元远高于其他商业运载火箭,运力的浪费进一步降低了它的商业竞争力。

◇ 载人航天对比

中国在载人航天领域要超过日本,中国已成功发射了多艘“神舟”系列载人飞船,并实现了宇航员的航天出舱和航天站对接。而日本虽然借助美国航天飞机令本国宇航员上过航天,自身也进行过宇航员的技术培训,但本国的载人发射能力仍是空白。

◇ 飞船

中国在飞船设计领域也超过日本,飞船不仅仅在于能够载人进行航天,也在于运输能力和返回能力。日本2009年曾成功发射HTV-1无人货运飞船,而且飞船运载能力也超过“神舟”,但无人飞船毕竟在返回能力、载人能力方面存在欠缺,不属于完整的航天飞船概念。

◇ 空间站

中国和日本在空间站技术方面都已经起步。日本的“希望”号实验舱虽然成功应用于国际空间站,但缺少独立性和自行发射的事实。中国首个航天实验室“天宫一号”已经发射,并且已在各项试验领域超过日本。

◇ 深空探测

中国:

中国深空探测开始于嫦娥探月工程,目前发射了嫦娥一号和嫦娥二号月球探测器。嫦娥一号探测器证明了中国具备月球探测的能力,这是发射工具长征三号丙的成功,是DFH-3卫星平台的成就,而科学载荷取得的成果乏善可陈,除了绘制120米月面图外也没有值得一提的科学发现。

嫦娥二号探测器属于一号备份星,后来成为探月二期工程的先导星,验证了直接进入奔月轨道的发射能力,绘制了7米分辨率月面全图并对嫦娥三号预定的虹湾着陆区拍摄了1~2米的高分辨率照片,以供选择着陆点之用。2011年6月到8月嫦娥二号还成功转移到日地拉格朗日L2点,不久后2012年4月末又飞向更远的深空,与4179号小行星交会飞掠对其进行探测。

嫦娥二号实现了很多技术的创新和突破,承上启下地为嫦娥三号的软着陆验证技术积累经验。100千米高度7米分辨率超越日本“月亮女神-1”号,嫦娥二号的关键载荷包括100千米高度7米分辨率的高清晰度CCD相机,这个相机的分辨率已经赶超了日本“月亮女神-1”号探测器的水平,这也是嫦娥二号在技术上的重大突破之一。数据传输速率增加一倍,仍不及日印,嫦娥二号大幅提高数据传输能力,从嫦娥一号的3兆/秒增加到6兆/秒,接近了当年印度“月船-1”号探测器8.4兆/秒和日本“月亮女神-1”号探测器10兆/秒的传输能力,嫦娥二号还将进行12兆/秒的传播速率试验。

100千米轨道测控达到日本2007年水平,嫦娥二号运行在100千米高度圆轨道上,这不仅有弥补嫦娥一号求稳技术上落后于日本和印度的遗憾的需要,还有为嫦娥三号探测器进行技术验证的考虑。嫦娥三号将进入100千米高度轨道,随后变轨降低高度到15千米,最后进行软着陆操作,嫦娥二号将为嫦娥三号验证100千米×15千米轨道机动与快速测定轨技术,同时100千米和15千米高度拍摄的图像将为嫦娥三号选择着陆场积累数据。

嫦娥二号近月捕获技术将达到日本水平,嫦娥二号进入月球轨道的捕获也在距离月面100千米高度处。印度的“月船-1”号的技术就要差得多,是距离月面500千米高度进行捕获,随后多次变轨才进入100千米高度轨道,不过,2007年日本的“月亮女神-1”号探测器就是100千米高度捕获进入一个近月点101千米远月点11741千米的大椭圆轨道,显示了JAXA更高的深空测控技术水平。

嫦娥二号的近月捕获除了对运载火箭的入轨精度提出了很高要求,深空测控能力也是关键。探月工程前我国没有深空测控地面站,载人航天使用统一S频段(USB)测控网络,USB系统天线最大直径只有12米,不能满足探月测控需求,而美俄都有70米直径天线,深空地面站的主力天线也高达直径34米。欧空局和日本都拥有35米直径天线,即使印度也有18米和32米直径天线。

纵观整个嫦娥二号项目,从相机分辨率,数据传输速率,近月轨道的测控和热控水平来看,嫦娥二号达到或超越了07年与嫦娥一号同期发射的日本“月亮女神-1”号探月卫星的水平。而直接奔月轨道设计、高入轨精度火箭、X波段深空测控技术,比起日印两国都是一种全新的技术领先。

日本:

广义上说深空探测器也可算为科研类航天器,但它们不属于卫星。日本在深空探测领域起步早,早在1985年日本就先后发射了“先驱者”号探测器和“彗星”号哈雷彗星探测器,取得深空探测的突破,“彗星”号与美苏欧等国家共计6个探测器共同对哈雷慧星进行了可贵的探索。1990年,日本又发射了“飞天”号月球探测器,虽然由于速度低于预期无法正常飞向月球,在使用气动减速和低能量转移轨道等技术,最后“飞天”号还是进入月球轨道,但“飞天”号虽然没有实际发现,但使日本成为第三个将探测器发射到月球轨道的国家。

1998年日本发射了“希望”号火星探测器,但发射后由于发动机阀门故障,推进剂消耗过多无法进入火星轨道,任务以失败告终。日本深空探测成绩最好的是“隼鸟”号小行星探测器。

2010年,“隼鸟”号返回舱成功在澳大利亚着陆,对它取回的样品进行分析获得了诸多发现,2011年美国著名的学术期刊《科学》为其发行了特刊以示重视。2007年日本发射了“月亮女神-1”号月球探测器,它获得了月球表面的高分辨率图像,而且通过主星和两颗子卫星的联合测量得到了月球重力场最精细的第一手资料,此外还有很多其他发现,“月亮女神”项目以其任务的深度和广度,被称为“阿波罗计划”之后最大的月球探测项目。日本于2010年还发射了“拂晓”号金星探测器和“伊卡洛斯”号试验性太阳帆,其中前者由于发动机故障最后变轨进入金星轨道时失败,目前只能等待几年后待机尝试是否能否极泰来,相比之下“伊卡洛斯”太阳帆的展开和试验相当顺利,目前已经基本完成试验,验证了太阳帆的各方面技术,“伊卡洛斯”是日本也是全世界第一个投入实际使用的太阳帆,仅此就在人类深空探测的技术史上留下了光辉的一页。

中日两国月球探测器的探月行动都已经获得圆满成功。日本虽然在探月经验上比中国更丰富,但两国实际水平并没有太大差距。此后,中日两国后续的探月行动还将继续展开。

◇ 军用卫星

中国:

早在20世纪70年代,中国就发展了返回式侦察卫星和第一代资源卫星,而今第一代的资源二号卫星已退役。现中国已经发射了15颗遥感系列卫星,同样包含光学星和雷达星,除遥感卫星一号达到设计寿命后失效外,多数遥感卫星仍正常运行,由于大功率星载电池技术的突破,中国卫星寿命已由5年扩展到15年。中国还发射了一系列电子情报搜集卫星,并发射了某个系列的极轨气象卫星。

为了向解放军提供高效可靠的通信保障,中国还研制并发射了“神通”和“烽火”系列军用通信卫星,其中烽火一号卫星还为东方红-3卫星平台创造了卫星寿命纪录,“神通”和“烽火”系列卫星都已经发展到第二代,使用更先进的东方红-4卫星平台,提供了更强大的通信能力。导航卫星最早是为核潜艇提供定位而研制的,不过今天在民用领域也得到了广泛应用。

日本:

日本虽然在情报获取系统名义下发射了7颗军用卫星,但目前只有“光学-3”号、“光学-4”号和“雷达-3”号三颗卫星还在正常工作,更早的“光学-1”号和“光学-2”号卫星已经退役,“雷达-1”号和“雷达-2”号卫星在设计寿命内就先后故障失效。“光学-3”号和“光学-4”号卫星全色分辨率0.6米,“雷达-3”号卫星分辨率约1米,在世界军用侦察卫星中性能并不出色,仅仅与饱受高科技部件禁运的中国侦察卫星平分秋色。

◇ 导航卫星

2000年中国就发射了北斗试验导航卫星,北斗导航卫星自2007年以来已经发射了15颗,除M1和G2星失效外还有11颗卫星正常工作,初步建成区域卫星导航定位系统,向中国及其周边的亚太地区提供10米精度的定位服务。已完成亚太组网,未来几年将完成全球组网。

日本2010年已经发射了一颗导航增强卫星,还设想将3颗卫星组成的准天顶导航增强系统建设成一个独立的卫星导航系统,但已大大落后于中国。

◇ 通信与气象卫星

在通信卫星的发展上,日本广泛参与国际合作,其早期的广播卫星(BS)和通信卫星(CS)系列日本生产的零部件仅有10%~20%,这固然加大了对外界尤其是美国的依赖性,但是更早建成了广播通信卫星系统,推动了卫星电视的使用。1977年日本就购买美国德尔塔火箭发射了樱花一号试验通信卫星,20世纪80年代开始日本使用自行研制的N-II和H-I火箭发射了数颗樱花和百合花系列广播通信卫星,为国内提供通信和卫星电视服务,但后来的BS-2等卫星上,日本制造的比例仍然徘徊在30%左右,仍缺乏独立研制先进通信卫星的能力。1989年日本政府开放国内通信卫星市场,对日本航天工业自行研制商业通信卫星的雄心无异于当头一棒,此后日本通信卫星市场基本落入美国厂商之手,直到2008年日本三菱电器集团研制制造的“超鸟C2”卫星投入使用,日本才拥有第一颗日本制造的商业通信卫星。超鸟系列卫星基本由美国劳拉公司制造,“超鸟C2”终于成为近年来日本拥有的第一颗日本制造的商业通信卫星。

“超鸟C2”卫星使用DS-2000卫星平台,这也是准天顶导航卫星所使用的平台。相比日本的窘境,虽然中国航天在通信卫星上起步晚水平低,而且为了及时建成卫星电视网络购买了一批美欧通信卫星,但长期以来坚持通信卫星的独立研制和使用,从东方红-2通信卫星开始一路发展到东方红-4系列通信卫星,不仅初步满足了国内需求,而且开始整星出口到亚非拉等诸多国家,并积极向欧洲市场进军。

日本的MTSAT卫星同样基于DS-2000平台,属于静止轨道气象卫星,气象卫星与通信卫星是高度竞争的商业市场不同,气象卫星的气象信息公开免费发放,更类似研究型卫星,这是日本静止轨道通信卫星得以发展的根本原因。日本研制了多种气象卫星,自1977年发射GMS 1静止轨道气象卫星以来,到1995年先后发射了5颗GMS系列气象卫星,GMS卫星姿态控制采用自旋稳定方式,定点后质量为300多千克,设计寿命5年。

目前,日本服役的已经是新一代的MTSAT系列气象卫星,它是GMS的后续卫星,采用了大型高性能的DS-2000卫星平台。日本静止轨道气象卫星的水平长期以来比中国风云-2系列静止轨道气象卫星强得多,但以MTSAT-1R为例其关键的光学载荷由美国雷锡恩公司提供。中国风云-2系列静止轨道气象卫星本身基于落后的DFH-2自旋稳定平台,自1997年风云-2A发射以来经过十多年的发展后,风云-2E和风云-2F卫星的云图质量开始赶上日本MTSAT-1R卫星的水平。中国2015年以后将发射新一代的风云-4静止轨道气象卫星,卫星平台的性能将超过MTSAT,而载荷的性能也将与MTSAT-2气象卫星齐驱并驾。

中日两国目前在航天领域可以说各有所长。中国在载人航天,空间站及军用和导航卫星上领先。日本在火箭性能,民用应用卫星和深空探测等技术上领先,但中国已在火箭年发射量和在轨运行航天器数量上大大超过了日本,在本世纪新启动的项目如导航卫星、中继卫星和软着陆登月上领先于日本,总体上两国各有千秋,属于仅次于美国的世界第二梯队,但日本受美国控制制约,很多项目不能像中国那样自由独立地推进,所以已渐落后于中国。

未来发展向安全(军事)侧重

日本政府于2015年1月9日上午召开了宇宙开发战略本部会议,确定了新的《宇宙基本计划》。此计划将作为当前至2024年度日本宇宙政策的指导方针。新版《宇宙基本计划》中提到,今后日本将直接利用航天系统维护自身安全,例如利用人造卫星监视船舶、收集信息等,并计划在今后10年里,最多将发射45颗卫星等。此外,还提到应军民联手将航天相关产业扩大至5万亿日元规模的目标。

新《计划》指出,“不利用航天系统,就无法获得现代化的安全保障”。考虑到日本周边的安保环境正日趋严峻,《计划》明确表示,“将完善用于测位、通信和信息收集等的航天系统,使之可以直接应用于本国外交、安保政策以及自卫队部署工作”。 具体来说,将在2023年度之前,把“准天顶卫星”从目前的1颗增加至7颗,以便随时从日本上空进行测位,而平时将用于民间的定位服务。将扩充和强化用于监视海上船舶和地面设施的信息收集卫星的功能,并增加其数量。具有较好的隐匿性和防御能力的防卫卫星通信网目前利用的是民间网络,但今后自卫队将自主构建3颗卫星的体制。将向2016年的例行国会提交兼顾扩大安保领域利用和推进民间事业的法案。