2020年5月8日,中国新一代载人飞船试验船返回舱成功返回,完成了多项空间科学实验和技术试验,验证了新一代载人飞船高速再入返回防热、控制、群伞回收及部分重复使用等关键技术。开启中国航天月球探测,空间站运营,深空探测的新时代。具有里程碑式的意义。
同日还有一件航天事件却没能引起大家的关注。
日本时事通信社5月8日报道称日本自卫队的首个太空部队"太空作战部队"将于18日正式成立。其主要任务为"是监视陨石、人造卫星和太空垃圾"。部队的初始规模约为20人,将来计划扩充到120人左右。
这是亚洲第一支公开宣布成立的太空作战部队。
消息后,大家关注点集中在了“宇宙作战队”这个看似中二的名字上。
但是,在国际航天领域里,日本一直都是一个低调的航天大国。今天我们一起了解下日本航天的真实实力。
日本航天起步基本和我国同步。总体来说,日本航天同样经历了起步,学习引进,自主发展几个阶段。
1955~1969年:日本航天的起步阶段
日本航天计划始于1955年。1964年,东京大学成立了日本宇宙与航空科学研究所(ISAS),1966年~1969年期间,ISAS先后四次尝试发射日本第一颗卫星,但是均以失败告终。
经过不懈的试射,在1970年2月11日,搭载了日本第一颗卫星“大隅”1号的L-4S-5火箭终于发射成功。火箭成功将9.4公斤的“大隅”号送入了预定轨道,成为了亚洲发射的第一颗卫星。
我国的东方红一号也在1970年4月24日将中国人的声音送上太空。
1970年代至1980年代:引进吸收,学习阶段
1970年代,日本开始从美国采购运载火箭技术。同时与美国组成团队,快速获得开发卫星通信系统的能力。这一时期美国公司为日本提供技术援助,发放产品许可证,甚至是直接提供运载火箭上的几乎所有硬件产品。
1975年9月,日本首次用N-1火箭发射卫星,其地球同步转移轨道的运载能力仅为260kg。这个N-1火箭就是N-德尔塔火箭的升级版。
1976年,NASDA(日本宇宙开发事业集团)开始研制N-2火箭,其地球同步转移轨道的运载能力也仅为715kg,此时其零部件仍主要来源于美国供应商。
此时日本发射的通信卫星中,日本零部件的占比都非常有限。其余均来自美国。
1978年发射的广播卫星(BS)中,仅有15%的日本零部件。
1980年代起:日本航天开始增强自主开发能力
1981年开始研制H-1火箭,1986年首次发射。H-1运载火箭可将1100kg重的卫星发送到地球同步转移轨道。H-1火箭的发射显示出日本航天工业的能力迈出了重要的一步。1986年日本开始研制H-2火箭(简称H-2)。它是日本完全依靠自己的技术独立研制的大型运载火箭,能把4000kg的卫星送入地球同步转移轨道。
1980年代,日本也提高了本国通信卫星的开发能力。1981年发射的工程试验卫星-Ⅳ(ETS-Ⅳ)是日本自主研制的第一颗通信卫星(comsat)。
1980年代日本研制和发射了第一颗遥感卫星——海洋观测卫星-1(MOS-1),并于1987年用N-2火箭发射,设计寿命2年,实际在轨运行9年。
1990~2003年,日本自主研制了H-2、H-2A火箭、“国际空间站”日本试验舱,且启动了日本侦察卫星计划。
在自主发展的过程中,日本航天的发展却屡屡出现问题。
1993年12月,日本地球资源卫星(JERS)上的短波红外(SWIR)遥感器由于致冷器故障导致其功能失灵。
1996年8月先进地球观测卫星-1(ADEOS-1)在发射入轨10个月后由于太阳电池阵故障而失去工作能力。
2002年12月发射的ADEOS-2卫星,也由于“未知的异常”原因,于2003年10月与地面失去联系。
1998年2月,H-2火箭未能把通信广播工程试验卫星(COMETS)送入地球同步转移轨道。
1999年11月H-2火箭再次发射失败,损失了一颗多功能运输卫星(MTSAT)。
2003年11月,H-2A火箭搭载第二对侦察卫星发射时,大约10分钟后火箭出现故障,星箭自毁。这次失败导致H-2A发射中止。
2003年12月,日本首次发射火星探测器“希望号”,在远程遥控修复作业仍告无效之后,ISAS决定放弃其进入火星轨道的尝试,此次火星探测计划以失败告终。
虽然日本航天发展虽然遇到不少的问题,但是日本航天依然创下了多项世界与亚洲纪录。
1977年,日本成为亚洲第一个发射地球同步卫星的国家。
1986年,日本又用H-1火箭将“紫阳花”号与“富士”2号卫星发射成功,实现了人类第一次火箭再点火
1984年日本开始研制的全新的H-2系列火箭是世界上第一枚两级发动机都是用液氢液氧燃料的火箭。全长50米、总重260吨、直径4米,静止轨道载荷4吨、同步转移轨道4吨。技术水平完全可以与欧洲“阿利亚纳”3、美国“大力神”3、俄罗斯“质子”M并列为世界上最先进的火箭。它的改进型-H-IIB火箭起飞重量更是达到了551吨,比发射了“天宫”1号的“长征”2FT1火箭还要大数十吨。
2003年日本使用M-5火箭将“隼鸟”号探测器送入太空了,开始了历时7年的小行星采样返回任务。2010年6月13号,“隼鸟”号成功返回地球轨道,并释放了保存标本的密封舱,舱内保存着1500个来自小行星的物质微粒。这是人类历史上唯一一次小行星采样并成功返回。
同时日本在载人设备上同样是世界一流。2003年5月30号,由日本建造的“希望”号实验舱组装完毕。
“希望”号重达24吨,比“天宫一号”和“天宫二号”加起来还要大。2009年,“希望”号由美国“奋进”号航天飞机全部发射,与国际空间站完成对接。是国际空间站最大舱组。至今已经服役快10年,仍在正常运行。
2010年5月21日,日本成功发射亚洲第一个金星探测器“拂晓”号。在经历5年的磨难与飞行之后,2015年12月7日,“晓”号进入金星轨道,为地球的姊妹星带去了亚洲的问候,并成为了目前唯一一颗在轨的金星探测器。
日本还发射了人类第一艘宇宙帆船“伊卡洛斯”号。太空帆船是利用太阳粒子的推力和“光帆”上的太阳电池提供动力。美国与俄罗斯也曾在2005年共同研发了宇宙帆船“宇宙1号”但却因为技术故障而失败。而“伊卡洛斯”号升空之后则一切顺利,并利用太阳光实现了变速。100年前诞生的宇宙帆船构想终于在日本人的手里实现。
因为历史原因,国际环境不同等多重因素的影响。中日两国在航天领域的发展思路与路线也并不相同。
相较于部分依赖美国技术的日本航天,我国航天事业是完全独立自主一步一步走出来的。虽然在大推力氢氧发动机,深空探测领域距离日本还有一定差距。但是在载人航天,北斗导航系统,墨子号量子科学实验卫星等领域,我国已经实现了对日本的完全超越。
而且随着长征5号、自主空间站、月球探测、火星探测以及未来的长征9号等关键技术的突破,我国航天也正在实现向世界航天第一梯队的跃进。未来实现从追赶到引领。
今天,日本依然会经常被塑造成为我们的一个直接竞争对手。但是我们大多数我们很多人对日本科技的关注,还停留下粗浅的军事装备层面,其实完美代表日本性格的日本航天也是不可忽视的一部分。