扶桑の太空雄心(下)

蒿旭

日本航天能力的強與弱

日本的航天能力非常強，有些方面強于中國，甚至美、俄等航天強國，有些方面則要弱許多。舉幾個例子，第一，預(yù)計2016年下半年進行首次發(fā)射的長征五號運載火箭將成為中國運載能力最強的火箭，但是日本類似于這種體量的火箭比中國早了將近10年時間。第二，氫氧發(fā)動機，長征系列火箭的最大推力是50噸，日本達到110噸，而且在很多領(lǐng)域上比美國和俄羅斯都強，甚至在氫氧發(fā)動機里面采用了循環(huán)增壓技術(shù)，其他國家基本都不敢用，只有日本用了。這種技術(shù)能夠讓氫氧化發(fā)動機效率成倍地提高，但是危險系數(shù)非常大，只有在加工技術(shù)非常強的情況下才能做到。

日本現(xiàn)在已經(jīng)向金星發(fā)射了探測器，使其成為亞洲國家里唯一向金星發(fā)射探測器的國家，獲取了大量的原始數(shù)據(jù)。另外，日本也是全球唯一一個向小行星發(fā)射無人登陸飛船的國家，他們在小行星上降落并取樣，然后返回到地球，把巖石樣本拿回來，由此可見日本在航天技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展得非常快。

日本航天計劃在JAXA的組織執(zhí)行下，近年來取得了令人矚目的成果。JAXA已經(jīng)使用H-IIA火箭進行了十余次成功發(fā)射，將許多衛(wèi)星和其他航天器送入天空，包括：地球觀測衛(wèi)星（ALOS）、溫室氣體觀測衛(wèi)星（GOSAT）、月球探測器“月亮女神”（SELENE）和金星氣象探測器（PLANET-C）。2009年，日本實驗艙Kibo（JEM）完成了作為國際空間站（ISS）的一部分。

三菱重工為H-II火箭開發(fā)了世界上第三種大推力氫氧發(fā)動機LE-7，配合H-I的LE-5發(fā)展研制出來LE-5A氫氧膨脹循環(huán)發(fā)動機，組成了技術(shù)上炫目無比的H-II火箭。但是開發(fā)的道路并不順利，低溫氫氧發(fā)動機本來就是高技術(shù)的領(lǐng)域，分級燃燒的發(fā)動機更是難上加難，開發(fā)中遇到過密封問題導(dǎo)致氫氣泄漏，還發(fā)生過發(fā)動機爆炸工程師犧牲的事故，至于各種子部分延遲更是家常便飯。原定1992年LE-7投入使用，但是實際上1994年H-II才首次發(fā)射。不過這種代價是值得的，第一級和第二級全氫氧發(fā)動機的豪華配置，使H-II對比同時代的火箭，運載系數(shù)提高了幾乎一倍，換句話說，可以用同樣的起飛重量將兩倍于競爭火箭的載荷送入軌道。

高技術(shù)往往同時伴隨著高風(fēng)險。H-II火箭的可靠性并不好，7次發(fā)射2次失敗，而且是1998年和1999年連續(xù)發(fā)射失敗。同時，盡管日本人在費用控制上還算不錯，但禍不單行，同期日元升值幾乎一倍，讓H-II徹底失去進軍國際發(fā)射市場的機會。同期日本的“希望”號航天飛機只是進行了縮比模型飛行的試飛，航天飛機在技術(shù)上跨度太大，同時耗費高昂，NASDA的技術(shù)冒進以失敗告終，只好轉(zhuǎn)回飛船路線，1997年開始HTV的開發(fā)。此時中國的長征3乙火箭在近地軌道軌道（LEO）和同步轉(zhuǎn)移軌道（GTO）的運載能力都凌駕于H-II之上，1999年，“神舟”1號飛船成功發(fā)射返回。外人對日本火箭的高技術(shù)但非常不可靠的印象并存。但是這只是西方最后的殘陽而已，將近二十年來對火箭發(fā)動機幾乎沒投資的后果，此后日益顯現(xiàn)。HTV設(shè)計技術(shù)上遠遠領(lǐng)先于神舟系列的事實，也被有意無意中忽視了，更不要說同樣正在開發(fā)中的國際空間站最大艙段“希望”號。

除了高風(fēng)險，H-II火箭成本也十分高昂。早在連續(xù)失敗前，為了提高日本火箭的競爭力，NASDA于1995年啟動了H-IIA火箭開發(fā)計劃。盡管只有一字母之差，但是發(fā)動機已經(jīng)更新為LE-7A和LE-5B。H-IIA火箭的LE-7A發(fā)動機，盡管降低了性能指標，但是作為性能關(guān)鍵的比沖指標，仍然高達442秒，同時造價和可靠性都還算滿意。至于LE-5B發(fā)動機，盡管比沖有所下降，只有447秒，但是膨脹循環(huán)發(fā)動機固有的高可靠性，易于多次起動等特性，配合低造價，這是一款很不錯的上面級發(fā)動機。新火箭H-IIA整個設(shè)計對比H-II改變很大，只有很少部分和H-II通用，設(shè)計上力求降低成本，提高可靠性，工程上完全可以看做是一個新型號。

自2001年首發(fā)射以來，H-IIA火箭15次發(fā)射14次成功。2003年第6次發(fā)射失敗后，JAXA根據(jù)事故調(diào)查的結(jié)果，把可靠性提到首位，對整個火箭系統(tǒng)重新進行評估，在此后更加重視可靠性的工作。H-IIA的發(fā)射費用也降低到9000萬美元左右，高可靠性和低使用費用滿足了開發(fā)要求，更扭轉(zhuǎn)了H-II連續(xù)發(fā)射失利使日本航天面臨的尷尬局面。與此同時，進入21世紀后，中國航天終于得到越來越多的經(jīng)費，也開始正式開發(fā)新一代的液氧煤油發(fā)動機YF-100和液氧液氫發(fā)動機YF-77，但是過去二十年技術(shù)上的原地踏步，不是一朝一夕能補上的，比之1984年開始開發(fā)的分級燃燒的LE-7，YF-77最后采用的是技術(shù)上差一些的燃氣發(fā)生器循環(huán)方式，推力也小得多。

回首過去三十年的歷史，日本航天在持續(xù)穩(wěn)定的預(yù)算支持下，把中國航天徹底趕超過去。不過好在近幾年來，中國航天的預(yù)算已經(jīng)凌駕于日本之上，日本用了20年在運載工具超越中國，或許我們也需要同樣多甚至更長的時間趕超過去。此次H-IIB的發(fā)射成功，對于沉浸在中國火箭領(lǐng)先中的人來說，不吝于一記響亮的耳光，肯定很多人接受不了。而HTV的技術(shù)先進性，在中國10年前就發(fā)射神舟飛船的影響下，對糾結(jié)于中日航天技術(shù)的看客而言或許無所謂，但是有一天貨運的HTV轉(zhuǎn)型為客運的時候，大家還會無所謂嗎？新一代飛船的開發(fā)，是到了提速的時候了。

2014年夏天，在位于日本東京郊外府中市一帶，NEC新建了一處用于制造衛(wèi)星的龐大地堡式工廠，這使得公司的衛(wèi)星制造能力翻了一番。退出智能手機和半導(dǎo)體業(yè)務(wù)后，NEC公司希望自己能夠在全球航天工業(yè)領(lǐng)域有更大作為。其他的日本科技公司也有類似愿望，但就目前而言，它們必須找到客戶。

在日本每年將近30億美元的國內(nèi)航天工業(yè)銷售收入中，作為它們的最大客戶，來自日本政府的訂單占到9成以上。然而近來，日本政府卻將更多的衛(wèi)星訂單分包給國外廠商。但日本政府同時也在扶持其國內(nèi)航天事業(yè)發(fā)展。在NEC興建府中市新工廠時，日本政府為其提供了大約2000萬美元資金援助，目的是幫助NEC建立一個在模擬航天條件下，抵御強大地震的實驗室項目。與此同時，日本政府還放松了一些軍事承包項目出口限制，其中包括一些航天項目。

根據(jù)某研究公司提供的數(shù)據(jù)，從2004年到2013年，日本公司從事衛(wèi)星制造活動產(chǎn)生的銷售收入為54億美元，相比之下，美國企業(yè)相關(guān)收入為750億美元，而俄羅斯及西歐等國相關(guān)公司從衛(wèi)星制造活動中獲取的收入約為260億美元。

高成本或許是阻礙日本航天工業(yè)的最大羈絆，其中包括來自衛(wèi)星制造商的開發(fā)成本，以及在種子島航天中心的發(fā)射成本。三菱重工的H-IIA運載火箭在種子島航天中心的發(fā)射成本超過了1億美元。相比之下，由特斯拉CEO伊隆·馬斯克成立的SpaceX航天探險科技公司，其在美國的單次標準發(fā)射成本僅為6000萬美元。

當然，日本公司正在設(shè)法使其航空工業(yè)更具競爭力。三菱重工官員表示，他們正在努力降低發(fā)射成本。該公司正在開發(fā)一種新型火箭，據(jù)稱發(fā)射成本會至少降低三分之一。而NEC則希望通過擴大產(chǎn)能，使其衛(wèi)星業(yè)務(wù)更具成本競爭力。NEC航天系統(tǒng)分部總經(jīng)理Masaki Adachi表示，“我們希望鞏固我們在整個衛(wèi)星系統(tǒng)組件生產(chǎn)上的優(yōu)勢，并已經(jīng)開始了新一輪攻勢。”他稱，公司打算在2020年，使公司航空系統(tǒng)分部的銷售實現(xiàn)翻番。

中日航天科技對比

2012年6月16日，中國發(fā)射神舟九號載人飛船，并于當月18日成功進行了首次載人對接以及于24日成功完成了手動對接。巧合的是，日本也是在同年7月發(fā)射了HTV-3貨運飛船前往國際空間站，并在當月27日與國際空間站“和諧”號節(jié)點艙成功對接。中日作為亞洲航天實力最強大的兩個國家，在航天活動上呈現(xiàn)你追我趕的架勢，中日航天實力的對比，也成為人們關(guān)心的問題。

航天工業(yè)可以劃分為運載火箭和航天器的研制制造兩大塊，也可按用途分為軍用航天和民用航天兩個部分，還可以按軌道將航天器細分為地球軌道航天器和深空探測航天器。地球軌道上最有商業(yè)和軍事價值的兩個部分是地球同步軌道和太陽同步軌道，分別主要用于容納通信衛(wèi)星和遙感衛(wèi)星。

運載火箭對比

1970年2月11日，日本成功發(fā)射第一顆人造衛(wèi)星，比1970年4月24日中國“東方紅”1號衛(wèi)星的成功發(fā)射早2個月，但日本發(fā)射第一顆衛(wèi)星所用的L-4S固體多級火箭在性能尤其是運載能力上要遠遜于中國發(fā)射第一顆衛(wèi)星的長征-1號火箭。當時日本學(xué)者認為日本獨立追趕與中國火箭的技術(shù)差距，至少需要5年時間。

不過，早在1969年日美就簽訂了宇宙開發(fā)協(xié)議，美國向日本輸出了雷神-德爾塔火箭技術(shù)，使日本液體運載火箭水平快速趕上中國。由于得到美國技術(shù)援助的優(yōu)勢，日本還搶先發(fā)射了靜止軌道衛(wèi)星并得以更早開展新一代運載火箭的研制，在與中國的較量中在技術(shù)上占據(jù)先機。目前，日本運載火箭在技術(shù)、運力上都超過了中國運載火箭，不過缺點是發(fā)射成功率略低，而且運載火箭最重要的影響因素價格上嚴重缺乏國際競爭力。

JAXA擁有H-IIA和H-IIB系列大型運載火箭，并積極開展H-IIA/B系列火箭的升級，還在研制Epsilon大型固體運載火箭，并計劃研制新一代的H-X/H-III運載火箭。中國航天目前的運載火箭則由長征-2/3/4系列火箭組成，在改進現(xiàn)有火箭的同時還在研制長征-5/6/7火箭，并計劃研制長征-11號大型固體火箭。

中國火箭性能：

中國目前的主力起飛級液體火箭發(fā)動機是YF-20，使用偏二甲肼/四氧化二氮常溫推進劑，單級推力只有735千牛，真空比沖只有298秒。中國YF-75上面級氫氧發(fā)動機1994年才交付使用，而日本比沖類似推力更大的LE-5發(fā)動機早在1986年就服役了。

在火箭的制導(dǎo)導(dǎo)航和控制系統(tǒng)等其他分系統(tǒng)上，長征火箭也遜色于日本H-IIA系列火箭?；鸺窒到y(tǒng)尤其是發(fā)動機性能的落后，直接導(dǎo)致長征火箭運力的落后，中國近地軌道（LEO）運力最大的長征二號捆綁式火箭（CZ-2E）也只有9.2噸的運力，尚低于H-IIA系列運力最小的H-IIA 。即使使用發(fā)射同步轉(zhuǎn)移軌道（GEO）的CZ-3B火箭發(fā)射近地軌道（LEO）載荷也只有12噸運力，仍遠遜于H-IIB的19噸。但中國火箭更成熟，成功率很高。日本運載火箭的發(fā)射數(shù)量偏低，近11年來發(fā)射次數(shù)僅有24次，而長征系列火箭同期已經(jīng)達到了100次，從發(fā)射規(guī)模上說長征火箭遙遙領(lǐng)先。

如果單看2012年發(fā)射情況，日本僅有H-IIA和H-IIB火箭發(fā)射各一次，而中國長征火箭已經(jīng)成功發(fā)射了11次，尤其是4月30日到5月29日一月間內(nèi)密集發(fā)射5枚火箭，這樣的運載火箭工業(yè)化生產(chǎn)和發(fā)射能力，是今天的日本航天工業(yè)力所不及的。長征火箭在運力設(shè)計和價格上則占據(jù)優(yōu)勢，現(xiàn)有長征系列火箭覆蓋了近地軌道（LEO）3噸到9.2噸，靜止軌道（GTO）2.6到5.5噸的運力，同時價格極具競爭力。以發(fā)射同步轉(zhuǎn)移軌道（GEO）的長征三號乙（CZ-3B）火箭為例，盡管運力達到了5.5噸但它的發(fā)射費用只有約7000萬美元，而類似運力的日本H-IIA 204報價幾乎是它的兩倍。

長征五號運載火箭是中國正在研制的新一代運載火箭，目前已經(jīng)轉(zhuǎn)入型號的初樣研制階段，火箭發(fā)動機已試車成功。長征五號在技術(shù)上是全新的火箭，相比以往的中國火箭的運載能力有成倍的提高。它研制成功后將改變目前中國火箭大幅度落后于世界運載火箭先進水平的局面。按照設(shè)計，新一代的長征五號火箭在芯級上使用的是YF-77氫氧發(fā)動機，而助推器則使用的是YF-100液氧煤油發(fā)動機，這兩款發(fā)動機都是屬于全新研制的火箭發(fā)動機。

YF-77氫氧發(fā)動機的立項，1994年2月3日日本H-II火箭首次發(fā)射成功，標志著LE-7大推力氫氧發(fā)動機開始投入使用。為了追趕世界先進水平，20世紀90年代中國開始大推力氫氧發(fā)動機的研制工作，中國大推力氫氧發(fā)動機于2001年正式立項，代號YF-77，地面推力49千牛，最終采用燃氣發(fā)生器循環(huán)設(shè)計。

YF-75D上面級發(fā)動機，長征五號火箭發(fā)射近地軌道（LEO）載荷時，使用一級半的結(jié)構(gòu)，GTO軌道則使用二級半結(jié)構(gòu)，在原有的YF-77發(fā)動機芯級之上增加了使用YF-75D發(fā)動機的上面級。YF-75D氫氧發(fā)動機是中國新一代上面級發(fā)動機，采用膨脹燃燒循環(huán)，以現(xiàn)有資料判斷水平和歐空局的Vinci發(fā)動機相當，但推力只有Vinci的一半。從技術(shù)上說，YF-75D比日本現(xiàn)有的LE-5B和印度新開發(fā)的國產(chǎn)低溫上面級發(fā)動機CE-7.5/CUS要強得多。

通過捆綁類型不同的助推模塊，長征五號各種構(gòu)型覆蓋了靜止軌道（GTO）6～14噸，近地軌道（LEO）10～25噸的運力范圍。在火箭綜合指標上說，長征五號的近地軌道（LEO）軌道運載能力不僅超過了歐空局的阿里安-5和日本H-IIA/B，也超過美國的“宇宙神”5火箭和俄羅斯的“安加拉”火箭，尤其是由于文昌發(fā)射場緯度較低外加高性能氫氧發(fā)動機的優(yōu)勢，在靜止軌道（GTO）運載能力上以14噸對7.5噸的優(yōu)勢遠遠超過安加拉火箭。雖然運載能力只是火箭水平的一部分，但能后來居上也不易，至少比印度研制全新的GSLV MKIII火箭，近地軌道（LEO）只有10噸運力，靜止軌道（GTO）不到4.5噸要好得多。

日本火箭性能：

H-IIA系列火箭是日本航天絕當之無愧的主力型號，它以LE-7A大推力分級燃燒氫氧發(fā)動機為第一級，第二級使用LE-5B膨脹循環(huán)發(fā)動機，助推器為SRB-A大型固體發(fā)動機。LE-7A發(fā)動機真空推力約1078千牛真空比沖達到了442秒，是目前唯一一種大推力分級燃燒循環(huán)氫氧發(fā)動機。LE-5B發(fā)動機真空推力約137千牛，是目前推力最大的膨脹循環(huán)氫氧發(fā)動機。

日本的H-IIB火箭技術(shù)上和H-IIA火箭一脈相承，不過箭體直徑從4米增加到5.2米，第一級使用兩臺LE-7A氫氧發(fā)動機，捆綁4臺SRB-A固體發(fā)動機做助推器。H-IIB火箭是日本參與國際空間站項目，為了發(fā)射HTV貨運飛船而專門設(shè)計的型號，其HTV飛船軌道運力為16.5噸，同步轉(zhuǎn)移軌道運力為8噸。

盡管單項技術(shù)相當不錯，整體性能也可圈可點，但H-IIA系列火箭設(shè)計上存在運力偏大和價格過高的缺點。H-IIA 202、2022、2024和204各種型號中運力最小的H-IIA 202的近地軌道（LEO）運載能力也高達10噸，而多數(shù)任務(wù)不需要這么大的運力。日本曾嘗試過一箭雙星發(fā)射，但2003年H-IIA 2024火箭一箭雙星發(fā)射情報獲取衛(wèi)星失敗導(dǎo)致星箭俱毀，為減小可能的損失日本不得不繼續(xù)一箭一星發(fā)射方式。雖然運力最小的H-IIA 202型號已經(jīng)是發(fā)射次數(shù)最多的型號，但多數(shù)任務(wù)中仍造成了很大的運力浪費，考慮到H-IIA系列火箭發(fā)射價格超過1億美元遠高于其他商業(yè)運載火箭，運力的浪費進一步降低了它的商業(yè)競爭力。

◇ 載人航天對比

中國在載人航天領(lǐng)域要超過日本，中國已成功發(fā)射了多艘“神舟”系列載人飛船，并實現(xiàn)了宇航員的航天出艙和航天站對接。而日本雖然借助美國航天飛機令本國宇航員上過航天，自身也進行過宇航員的技術(shù)培訓(xùn)，但本國的載人發(fā)射能力仍是空白。

◇ 飛船

中國在飛船設(shè)計領(lǐng)域也超過日本，飛船不僅僅在于能夠載人進行航天，也在于運輸能力和返回能力。日本2009年曾成功發(fā)射HTV-1無人貨運飛船，而且飛船運載能力也超過“神舟”，但無人飛船畢竟在返回能力、載人能力方面存在欠缺，不屬于完整的航天飛船概念。

◇ 空間站

中國和日本在空間站技術(shù)方面都已經(jīng)起步。日本的“希望”號實驗艙雖然成功應(yīng)用于國際空間站，但缺少獨立性和自行發(fā)射的事實。中國首個航天實驗室“天宮一號”已經(jīng)發(fā)射，并且已在各項試驗領(lǐng)域超過日本。

◇ 深空探測

中國：

中國深空探測開始于嫦娥探月工程，目前發(fā)射了嫦娥一號和嫦娥二號月球探測器。嫦娥一號探測器證明了中國具備月球探測的能力，這是發(fā)射工具長征三號丙的成功，是DFH-3衛(wèi)星平臺的成就，而科學(xué)載荷取得的成果乏善可陳，除了繪制120米月面圖外也沒有值得一提的科學(xué)發(fā)現(xiàn)。

嫦娥二號探測器屬于一號備份星，后來成為探月二期工程的先導(dǎo)星，驗證了直接進入奔月軌道的發(fā)射能力，繪制了7米分辨率月面全圖并對嫦娥三號預(yù)定的虹灣著陸區(qū)拍攝了1～2米的高分辨率照片，以供選擇著陸點之用。2011年6月到8月嫦娥二號還成功轉(zhuǎn)移到日地拉格朗日L2點，不久后2012年4月末又飛向更遠的深空，與4179號小行星交會飛掠對其進行探測。

嫦娥二號實現(xiàn)了很多技術(shù)的創(chuàng)新和突破，承上啟下地為嫦娥三號的軟著陸驗證技術(shù)積累經(jīng)驗。100千米高度7米分辨率超越日本“月亮女神-1”號，嫦娥二號的關(guān)鍵載荷包括100千米高度7米分辨率的高清晰度CCD相機，這個相機的分辨率已經(jīng)趕超了日本“月亮女神-1”號探測器的水平，這也是嫦娥二號在技術(shù)上的重大突破之一。數(shù)據(jù)傳輸速率增加一倍，仍不及日印，嫦娥二號大幅提高數(shù)據(jù)傳輸能力，從嫦娥一號的3兆/秒增加到6兆/秒，接近了當年印度“月船-1”號探測器8.4兆/秒和日本“月亮女神-1”號探測器10兆/秒的傳輸能力，嫦娥二號還將進行12兆/秒的傳播速率試驗。

100千米軌道測控達到日本2007年水平，嫦娥二號運行在100千米高度圓軌道上，這不僅有彌補嫦娥一號求穩(wěn)技術(shù)上落后于日本和印度的遺憾的需要，還有為嫦娥三號探測器進行技術(shù)驗證的考慮。嫦娥三號將進入100千米高度軌道，隨后變軌降低高度到15千米，最后進行軟著陸操作，嫦娥二號將為嫦娥三號驗證100千米×15千米軌道機動與快速測定軌技術(shù)，同時100千米和15千米高度拍攝的圖像將為嫦娥三號選擇著陸場積累數(shù)據(jù)。

嫦娥二號近月捕獲技術(shù)將達到日本水平，嫦娥二號進入月球軌道的捕獲也在距離月面100千米高度處。印度的“月船-1”號的技術(shù)就要差得多，是距離月面500千米高度進行捕獲，隨后多次變軌才進入100千米高度軌道，不過，2007年日本的“月亮女神-1”號探測器就是100千米高度捕獲進入一個近月點101千米遠月點11741千米的大橢圓軌道，顯示了JAXA更高的深空測控技術(shù)水平。

嫦娥二號的近月捕獲除了對運載火箭的入軌精度提出了很高要求，深空測控能力也是關(guān)鍵。探月工程前我國沒有深空測控地面站，載人航天使用統(tǒng)一S頻段（USB）測控網(wǎng)絡(luò)，USB系統(tǒng)天線最大直徑只有12米，不能滿足探月測控需求，而美俄都有70米直徑天線，深空地面站的主力天線也高達直徑34米。歐空局和日本都擁有35米直徑天線，即使印度也有18米和32米直徑天線。

縱觀整個嫦娥二號項目，從相機分辨率，數(shù)據(jù)傳輸速率，近月軌道的測控和熱控水平來看，嫦娥二號達到或超越了07年與嫦娥一號同期發(fā)射的日本“月亮女神-1”號探月衛(wèi)星的水平。而直接奔月軌道設(shè)計、高入軌精度火箭、X波段深空測控技術(shù)，比起日印兩國都是一種全新的技術(shù)領(lǐng)先。

日本：

廣義上說深空探測器也可算為科研類航天器，但它們不屬于衛(wèi)星。日本在深空探測領(lǐng)域起步早，早在1985年日本就先后發(fā)射了“先驅(qū)者”號探測器和“彗星”號哈雷彗星探測器，取得深空探測的突破，“彗星”號與美蘇歐等國家共計6個探測器共同對哈雷慧星進行了可貴的探索。1990年，日本又發(fā)射了“飛天”號月球探測器，雖然由于速度低于預(yù)期無法正常飛向月球，在使用氣動減速和低能量轉(zhuǎn)移軌道等技術(shù)，最后“飛天”號還是進入月球軌道，但“飛天”號雖然沒有實際發(fā)現(xiàn)，但使日本成為第三個將探測器發(fā)射到月球軌道的國家。

1998年日本發(fā)射了“希望”號火星探測器，但發(fā)射后由于發(fā)動機閥門故障，推進劑消耗過多無法進入火星軌道，任務(wù)以失敗告終。日本深空探測成績最好的是“隼鳥”號小行星探測器。

2010年，“隼鳥”號返回艙成功在澳大利亞著陸，對它取回的樣品進行分析獲得了諸多發(fā)現(xiàn)，2011年美國著名的學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》為其發(fā)行了特刊以示重視。2007年日本發(fā)射了“月亮女神-1”號月球探測器，它獲得了月球表面的高分辨率圖像，而且通過主星和兩顆子衛(wèi)星的聯(lián)合測量得到了月球重力場最精細的第一手資料，此外還有很多其他發(fā)現(xiàn)，“月亮女神”項目以其任務(wù)的深度和廣度，被稱為“阿波羅計劃”之后最大的月球探測項目。日本于2010年還發(fā)射了“拂曉”號金星探測器和“伊卡洛斯”號試驗性太陽帆，其中前者由于發(fā)動機故障最后變軌進入金星軌道時失敗，目前只能等待幾年后待機嘗試是否能否極泰來，相比之下“伊卡洛斯”太陽帆的展開和試驗相當順利，目前已經(jīng)基本完成試驗，驗證了太陽帆的各方面技術(shù)，“伊卡洛斯”是日本也是全世界第一個投入實際使用的太陽帆，僅此就在人類深空探測的技術(shù)史上留下了光輝的一頁。

中日兩國月球探測器的探月行動都已經(jīng)獲得圓滿成功。日本雖然在探月經(jīng)驗上比中國更豐富，但兩國實際水平并沒有太大差距。此后，中日兩國后續(xù)的探月行動還將繼續(xù)展開。

◇ 軍用衛(wèi)星

中國：

早在20世紀70年代，中國就發(fā)展了返回式偵察衛(wèi)星和第一代資源衛(wèi)星，而今第一代的資源二號衛(wèi)星已退役。現(xiàn)中國已經(jīng)發(fā)射了15顆遙感系列衛(wèi)星，同樣包含光學(xué)星和雷達星，除遙感衛(wèi)星一號達到設(shè)計壽命后失效外，多數(shù)遙感衛(wèi)星仍正常運行，由于大功率星載電池技術(shù)的突破，中國衛(wèi)星壽命已由5年擴展到15年。中國還發(fā)射了一系列電子情報搜集衛(wèi)星，并發(fā)射了某個系列的極軌氣象衛(wèi)星。

為了向解放軍提供高效可靠的通信保障，中國還研制并發(fā)射了“神通”和“烽火”系列軍用通信衛(wèi)星，其中烽火一號衛(wèi)星還為東方紅-3衛(wèi)星平臺創(chuàng)造了衛(wèi)星壽命紀錄，“神通”和“烽火”系列衛(wèi)星都已經(jīng)發(fā)展到第二代，使用更先進的東方紅-4衛(wèi)星平臺，提供了更強大的通信能力。導(dǎo)航衛(wèi)星最早是為核潛艇提供定位而研制的，不過今天在民用領(lǐng)域也得到了廣泛應(yīng)用。

日本：

日本雖然在情報獲取系統(tǒng)名義下發(fā)射了7顆軍用衛(wèi)星，但目前只有“光學(xué)-3”號、“光學(xué)-4”號和“雷達-3”號三顆衛(wèi)星還在正常工作，更早的“光學(xué)-1”號和“光學(xué)-2”號衛(wèi)星已經(jīng)退役，“雷達-1”號和“雷達-2”號衛(wèi)星在設(shè)計壽命內(nèi)就先后故障失效?！肮鈱W(xué)-3”號和“光學(xué)-4”號衛(wèi)星全色分辨率0.6米，“雷達-3”號衛(wèi)星分辨率約1米，在世界軍用偵察衛(wèi)星中性能并不出色，僅僅與飽受高科技部件禁運的中國偵察衛(wèi)星平分秋色。

◇ 導(dǎo)航衛(wèi)星

2000年中國就發(fā)射了北斗試驗導(dǎo)航衛(wèi)星，北斗導(dǎo)航衛(wèi)星自2007年以來已經(jīng)發(fā)射了15顆，除M1和G2星失效外還有11顆衛(wèi)星正常工作，初步建成區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，向中國及其周邊的亞太地區(qū)提供10米精度的定位服務(wù)。已完成亞太組網(wǎng)，未來幾年將完成全球組網(wǎng)。

日本2010年已經(jīng)發(fā)射了一顆導(dǎo)航增強衛(wèi)星，還設(shè)想將3顆衛(wèi)星組成的準天頂導(dǎo)航增強系統(tǒng)建設(shè)成一個獨立的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，但已大大落后于中國。

◇ 通信與氣象衛(wèi)星

在通信衛(wèi)星的發(fā)展上，日本廣泛參與國際合作，其早期的廣播衛(wèi)星（BS）和通信衛(wèi)星（CS）系列日本生產(chǎn)的零部件僅有10%～20%，這固然加大了對外界尤其是美國的依賴性，但是更早建成了廣播通信衛(wèi)星系統(tǒng)，推動了衛(wèi)星電視的使用。1977年日本就購買美國德爾塔火箭發(fā)射了櫻花一號試驗通信衛(wèi)星，20世紀80年代開始日本使用自行研制的N-II和H-I火箭發(fā)射了數(shù)顆櫻花和百合花系列廣播通信衛(wèi)星，為國內(nèi)提供通信和衛(wèi)星電視服務(wù)，但后來的BS-2等衛(wèi)星上，日本制造的比例仍然徘徊在30%左右，仍缺乏獨立研制先進通信衛(wèi)星的能力。1989年日本政府開放國內(nèi)通信衛(wèi)星市場，對日本航天工業(yè)自行研制商業(yè)通信衛(wèi)星的雄心無異于當頭一棒，此后日本通信衛(wèi)星市場基本落入美國廠商之手，直到2008年日本三菱電器集團研制制造的“超鳥C2”衛(wèi)星投入使用，日本才擁有第一顆日本制造的商業(yè)通信衛(wèi)星。超鳥系列衛(wèi)星基本由美國勞拉公司制造，“超鳥C2”終于成為近年來日本擁有的第一顆日本制造的商業(yè)通信衛(wèi)星。

“超鳥C2”衛(wèi)星使用DS-2000衛(wèi)星平臺，這也是準天頂導(dǎo)航衛(wèi)星所使用的平臺。相比日本的窘境，雖然中國航天在通信衛(wèi)星上起步晚水平低，而且為了及時建成衛(wèi)星電視網(wǎng)絡(luò)購買了一批美歐通信衛(wèi)星，但長期以來堅持通信衛(wèi)星的獨立研制和使用，從東方紅-2通信衛(wèi)星開始一路發(fā)展到東方紅-4系列通信衛(wèi)星，不僅初步滿足了國內(nèi)需求，而且開始整星出口到亞非拉等諸多國家，并積極向歐洲市場進軍。

日本的MTSAT衛(wèi)星同樣基于DS-2000平臺，屬于靜止軌道氣象衛(wèi)星，氣象衛(wèi)星與通信衛(wèi)星是高度競爭的商業(yè)市場不同，氣象衛(wèi)星的氣象信息公開免費發(fā)放，更類似研究型衛(wèi)星，這是日本靜止軌道通信衛(wèi)星得以發(fā)展的根本原因。日本研制了多種氣象衛(wèi)星，自1977年發(fā)射GMS 1靜止軌道氣象衛(wèi)星以來，到1995年先后發(fā)射了5顆GMS系列氣象衛(wèi)星，GMS衛(wèi)星姿態(tài)控制采用自旋穩(wěn)定方式，定點后質(zhì)量為300多千克，設(shè)計壽命5年。

目前，日本服役的已經(jīng)是新一代的MTSAT系列氣象衛(wèi)星，它是GMS的后續(xù)衛(wèi)星，采用了大型高性能的DS-2000衛(wèi)星平臺。日本靜止軌道氣象衛(wèi)星的水平長期以來比中國風(fēng)云-2系列靜止軌道氣象衛(wèi)星強得多，但以MTSAT-1R為例其關(guān)鍵的光學(xué)載荷由美國雷錫恩公司提供。中國風(fēng)云-2系列靜止軌道氣象衛(wèi)星本身基于落后的DFH-2自旋穩(wěn)定平臺，自1997年風(fēng)云-2A發(fā)射以來經(jīng)過十多年的發(fā)展后，風(fēng)云-2E和風(fēng)云-2F衛(wèi)星的云圖質(zhì)量開始趕上日本MTSAT-1R衛(wèi)星的水平。中國2015年以后將發(fā)射新一代的風(fēng)云-4靜止軌道氣象衛(wèi)星，衛(wèi)星平臺的性能將超過MTSAT，而載荷的性能也將與MTSAT-2氣象衛(wèi)星齊驅(qū)并駕。

中日兩國目前在航天領(lǐng)域可以說各有所長。中國在載人航天，空間站及軍用和導(dǎo)航衛(wèi)星上領(lǐng)先。日本在火箭性能，民用應(yīng)用衛(wèi)星和深空探測等技術(shù)上領(lǐng)先，但中國已在火箭年發(fā)射量和在軌運行航天器數(shù)量上大大超過了日本，在本世紀新啟動的項目如導(dǎo)航衛(wèi)星、中繼衛(wèi)星和軟著陸登月上領(lǐng)先于日本，總體上兩國各有千秋，屬于僅次于美國的世界第二梯隊，但日本受美國控制制約，很多項目不能像中國那樣自由獨立地推進，所以已漸落后于中國。

未來發(fā)展向安全（軍事）側(cè)重

日本政府于2015年1月9日上午召開了宇宙開發(fā)戰(zhàn)略本部會議，確定了新的《宇宙基本計劃》。此計劃將作為當前至2024年度日本宇宙政策的指導(dǎo)方針。新版《宇宙基本計劃》中提到，今后日本將直接利用航天系統(tǒng)維護自身安全，例如利用人造衛(wèi)星監(jiān)視船舶、收集信息等，并計劃在今后10年里，最多將發(fā)射45顆衛(wèi)星等。此外，還提到應(yīng)軍民聯(lián)手將航天相關(guān)產(chǎn)業(yè)擴大至5萬億日元規(guī)模的目標。

新《計劃》指出，“不利用航天系統(tǒng)，就無法獲得現(xiàn)代化的安全保障”?？紤]到日本周邊的安保環(huán)境正日趨嚴峻，《計劃》明確表示，“將完善用于測位、通信和信息收集等的航天系統(tǒng)，使之可以直接應(yīng)用于本國外交、安保政策以及自衛(wèi)隊部署工作”。 具體來說，將在2023年度之前，把“準天頂衛(wèi)星”從目前的1顆增加至7顆，以便隨時從日本上空進行測位，而平時將用于民間的定位服務(wù)。將擴充和強化用于監(jiān)視海上船舶和地面設(shè)施的信息收集衛(wèi)星的功能，并增加其數(shù)量。具有較好的隱匿性和防御能力的防衛(wèi)衛(wèi)星通信網(wǎng)目前利用的是民間網(wǎng)絡(luò)，但今后自衛(wèi)隊將自主構(gòu)建3顆衛(wèi)星的體制。將向2016年的例行國會提交兼顧擴大安保領(lǐng)域利用和推進民間事業(yè)的法案。