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人類歷史上發射了約九千航天器,中國只約佔3%,這個國家佔一半

中國航天技術起步略晚於世界一流大國,並且也在歷史上很長一段時間裡處於相對落後的狀態。不過鑒於中國自身的工業基礎並不能與美國、蘇聯、歐洲和日本相比,因此中國航天事業的發展也並不算太過滯後。

長征5號重型火箭

當然,相比於冷戰時期巨量投入的美國和蘇聯航天工業,包括中國在內的世界其他國家和地區都要相形見絀。從1957年第一顆人造衛星升空,截止2017年,全世界共發射了8593件各類航天器,平均每年143件。其中具體分布如下:

蘇聯/俄羅斯,共發射3743件,佔比43.6%,年均發射62件;

美國,共發射2022件航天器,佔比23.5%,年均34件;

歐洲、日本、中國、印度、加拿大等國共累計發射1300件,佔比15.1%;

商業發射累計1162件,佔比13.5%;

非專業航天器累計發射366件,佔比4.3%;

民用航天器累計發射4519件,佔比52.6%;

軍用航天器累計發射4074件,佔比47.4%;

軍用發射,紅色為蘇聯/俄羅斯,藍色為美國

民用發射,藍色為美國,橙色為蘇聯俄羅斯,綠色為商業發射

美俄兩國佔據了大部分航天器

當然,蘇聯時期為了維持相對於美國為數不多的優勢領域,其對宇航工業的投資是巨量的,因此也誕生了很多著名的型號,比如「東方」系列載人航天器、「月球」系列探月衛星、「火星」系列火星探測器、「上升」系列載人航天器、「宇宙」系列衛星、「禮炮」系列空間站、「和平」號軌道空間站等等。時至今日,「聯盟」號飛船仍然是世界上最為重要的貨運和載人飛船。

人類第一個降落火星的探測器「火星」3號

蘇聯的航天工程不僅次數較多,而且整體可靠性也取得了相當的水準。截止2017年蘇聯運載火箭的發射過3279次,失敗206次,成功率為93.72%。美國發射失敗過157次,成功率為90.62%;歐洲失敗過17次,成功率為93.43%;中國失敗過19次,成功率為92.86%;日本失敗過15次,成功率為86.36%;印度失敗過11次,成功率為81.15%。可以說,蘇聯的航天事業規模龐大,歷史上也取得了極高的成就。

和平號軌道空間站

但是,蘇聯的航天工程的制度效率不高,事實上很多巨量的投入是60年代石油大發現和70年代油價飆升後導致蘇聯財政狀況改善的結果。由於沒有市場,蘇聯龐大的航天工程無法實現對商業和民用資源配置的提高,與軍工集團一樣成為了巨量資源的黑洞。進入80年代後,蘇聯的航天工程開始走下坡路,蘇聯解體後的俄羅斯則不得不放緩航天技術的開發工作,通過承擔商業發射工作來維持一定的航天能力,許多項目則胎死腹中。而到了今天,俄羅斯已經缺乏研發新一代航天器的能力,對比美國,乃至歐洲、日本、中國,俄羅斯缺乏大型的項目牽引,都只能是吃老本為主,所幸老本豐厚,目前還沒有掉隊。俄羅斯近年推出的安佳拉(Angara)系列運載火箭性能不錯,但缺乏發射機會。

現在吃灰其實是當年過早消費的結果

美國雖然規模沒有蘇聯那麼大,但是其強大可能是有目共睹的。關鍵是美國不僅在多個諸如發動機、材料等領域裡技術領先,同時也有制度支持其以更高的效率配置資源。不僅僅是美國國家航空航天局,還有大量私營企業在參與宇航工業的發展。現在美國的阿特拉斯-V型、德爾塔-IV型等運載火箭都大量參與商業發射,而新概念的SpaceX公司主打的「獵鷹」9系列火箭則實現了推進段的大部分回收工作,這類新技術很可能會大幅度降低運載火箭的成本。美國航天工程的能力強大而且可以持續,這種優勢是蘇聯不具備的。

獵鷹9的箭體回收能力

雖然歐洲人很低調,但歐空局的「阿里亞娜」系列運載火箭取得了不錯的成績,近年來的「阿里亞娜」5系列重型運載火箭發射成功率很高。類似的還有日本,日本目前的主力運載火箭H-IIA型火箭近年來也成功率頗高。不過歐洲和日本基本上沒有更多的項目牽引,其發展預計會更多尋求美國的合作。

阿里亞娜-5型火箭

日本H-IIA型火箭

中國航天目前來說面臨的大問題是火箭發動機性能不足,與美俄差距較大,如在煤油液氧發動機方面依靠引進的RD-120系列發動機才發展出YF-100系列發動機,實現了較大突破。當然,由於火箭發動機屬於一次性用品,這些差距相對而言還比航空發動機追上。另一方面則是可靠性上新一代產品還有待提高,多次出現的故障會是個大問題。

珠海航展上的YF-100K液氧火箭發動機

不過中國應該超過俄羅斯是時間問題,倒不是因為中國有多好的技術基礎,而是俄羅斯未來宇航工業發展會由於財政能力等等問題發展趨於緩慢。但是中國應該要注意來自歐空局、日本的競爭,相對而言他們不會像美國那麼優勢顯著,但也會非常穩健。當然,現在中國航天的項目較多,近2年來可以說是快速發展,今年3月10日已經完成了長征系列火箭打第300次發射,而在2010年之前這一數字僅為132次。換言之,2011-2019年來年均發射數超過了累計發射次數的一半,年均發射數超過15次,是非常可觀的發射規模。中國現在的航天競爭能力可能會比過去任何時候都強,未來的重型運載火箭、探月工程、衛星導航系統、火星探測工程、深空探測器可能將會有更大的突破。

玉兔二號比一號穩定


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