【雪狼突击支队】正视中日航天领域的差距 奋发努力

卫星和探月,有意无意的。

日本总是早中国一点,值得我们警醒和奋发努力。


1.第一颗人造卫星


日本

卫星名称 大隅号

发射日期 1970.2.11

卫星质量/千克 9.4

轨道高度/千米 339/5138

轨道倾角/度 31.07

运行周期/分钟 144.2

运载火箭 兰达-4S-5 Lambda-S-5

发射目的 试验火箭级间分离和第4级入轨性能


中国


卫星名称 东方红一号

发射日期 1970.4.24

卫星质量/千克 173

轨道高度/千米 441/2368

轨道倾角/度 68.44

运行周期/分钟 144.2

运载火箭 长征一号 LM-1

发射目的 探测空间环境,轨道测控,播送东方红乐曲


2.发射卫星数


日本:自1970年至2000年底,共发射各种卫星约70颗,数量仅居美、俄之后

中国:至今已成功研制并发射60多颗人造地球卫星


3.火箭发射成功率

中国89.9%;日本的76.9%



4.运载火箭


日本:H系列火箭

中国:长征系列火箭


日本月球探测卫星的运载火箭选用“H2A”.“H2A”使用液氢和液氧做燃料的两级火箭,并有两枚使用固体燃料的助推器及4枚小型助推火箭,全长57米,有效载荷为4.6吨.


“H2A”六次发射除了第一次发射失败其他都成功,发射成功率达到83%


中国月球探测卫星的运载火箭选用长征3号甲.长征三号甲运载火箭是三级液体捆绑式运载,火箭的GTO运载能力为2.65吨,全长52.5米,燃料是偏二甲肼、四氧化二氮。

长征三号甲运载火箭的所有六次发射完全成功,发射成功率达到100%

(参考资料:肼类有毒,有些有剧毒,还容易爆炸。或燃烧产物有毒。对肝脏毒性很大。

主要好处是都非低温燃料,相遇自燃,自燃时间短。对容器没有腐蚀。比冲在液体组合中比较高。

目前,我国现有的长征系列运载火箭是在战略武器的基础上演变延用而来的,其推进剂(偏二甲肼/四氧化二氮)毒性大、污染严重、价格高、性能低,其不足是很明显的。美国、法国、前苏联等航天大国对于推进剂的毒性和污染问题高度重视。美国从1970年就禁止在本土上生产偏二甲肼,法国阿里安火箭所用的偏二甲肼一直从苏联购买,而且不在本土上发射(在法属圭亚那库鲁航天发射中心发射);原苏联解体之前曾下令禁止使用偏二甲肼。随着全世界对环境保护的日益重视,很可能在不久的将来全世界禁止生产使用偏二甲肼作为火箭推进剂。因为偏二甲肼毒性较大,损害人体的肝脏。尤其是四氧化二氮/偏二甲肼的燃烧产物,对人体损害更大,并较为严重地污染环境。从事使用该种推进剂发动机试验的工作人员中60%有不同程度的肝病,普遍转氨酶高。由于组织火箭发射时, 由于N2O4泄漏已引起几次伤亡事故,后果比较严重。长征运载火箭是当今世界可靠性、技术稳定性最好的运载火箭之一,但是近几年来,长征火箭发射时有失利,并造成了不同程度的人员伤亡,其推进剂毒性大和污染严重问题已引起了我国各级领导的高度重视,也增加了参试人员的恐惧感。虽然发射失利未引起十分严重的后果,但参试人员“死里逃生”、“后怕”的感觉仍然十分强烈。这给组织发射带来了一定的困难。同时,由于推进剂价格偏高增加发射成本,进而使得长征火箭在国际发射市场中价格竞争力不甚明显,也是一个比较突出的问题。如何提高运载火箭可靠性,降低发射成本,增强竞争力,是加速我国运载火箭产业化进程的关键所在。


[本次沙龙,我们请到中国资深运载火箭专家龙乐豪、茹家欣以及运载火箭研究院的高朝晖工程师,一起谈谈运载火箭的话题。]

记:"长征"3号的第三级采用低温高能液氢液氧发动机,有何好处?

高:低温是指推进剂液氢和液氧需在低温下保存,进入箭体贮箱的液氢温度要求小于-252.4℃,液氧温度要求小于-183℃。使用液氢液氧推进剂的主要作用是环保,两种推进剂燃烧后产生的是水,不会造成环境污染,而且这两种推进剂的比冲大,也就是单位秒流量的推进剂产生的推力比使用其它推进剂更高。但是它的缺点是使用成本高。

记:日本H-2火箭一二子级都采用高性能分级燃烧氢氧发动机,由于液氢易爆,中国的火箭芯级一级一般不采用氢氧发动机,为何日本就敢采用?

高:目前中国液氢液氧发动机的推力最大才50吨,液氢易爆,在三级更易爆,而中国的"长征"-3B火箭在三级就采用了氢氧发动机。

茹:我们的下一代火箭也是芯级一级都采用液氢液氧发动机,技术上基本过关。

记:氢氧发动机为什么不用在助推器上?

茹:助推器要求推力大。液氢液氧发动机的比推力高,但密度小,会导致助推器做得很大,因此不适合助推器。

龙:以前的火箭一级二级未用液氢液氧发动机,还有一个原因,就是火箭起飞后应尽快穿过大气层,使重力的影响小一些,所以用大推力发动机。从安全上讲,如一个屋子里氢气的含量超过一定值,挠一下头发才0.02毫焦的能量就会引发爆炸,液氢安全要求极高。

记:以前的液体发动机推进剂比起液氢液氧的缺点在哪?

龙:一是有毒,二是比冲低,使火箭吨位较大。我们的长-3乙有效载荷系数是1.22%,就是说100吨的起飞重量能把1.22吨的载荷送上去。当时列世界第三,比H-2和"宇宙神"低,H-2为1.52%,"宇宙神"2AS为1.49%。液氢液氧也有缺点,液氢极易挥发,它不能用于战略导弹。

记:总体而言,日本H-2比"长征"火箭的先进程度如何?

龙:H-2的水平总体看如果用一种火箭来比,它与长-3甲系列相当,综合性能还强些,如有效载荷系数等。但是它可靠性差,主要是太追求技术先进。

记:H-2后续型为降低成本,用了大量简化替代设计,既然这些设计效果也不差,那为何当初还用那些复杂技术?

龙:日本人当初可能就是想这么干来的,过程中发现这些技术存在种种问题。其实日本人很鬼,H-2A的助推器它完全能搞液体的,但它搞了固体的,为的是稍微改一下就是战略导弹。

茹:现在H-2A还是昂贵,没市场。)




5.航天发射中心


日本:鹿儿岛航天发射中心和种子岛航天发射中心


中国:酒泉航天发射中心、西昌航天发射中心、太原航天发射中心


6.卫星技术


日本在气象卫星和大型通信卫星的制造技术上领先

中国的优势在于返回式遥感卫星和地球资源卫星


7.载人飞船


中国6艘,并两次成功将人送入太空


日本0艘。不过日本利用与其它发达国家进行载人航天方面的国际合作,已将5人送入太空


8.太空探测器

1998年日本火星探测器 希望号 失败。

2009年中国火星探测器计划发射升空。


2005年日本小行星探测器 隼鸟 号 部份成功。

2006年中国专家表示在几年之内将正式开展小行星探测计划。


2007年09月14日日本“月亮女神”探月卫星发射升空

2007年10月24日中国“嫦娥一号”探月卫星发射升空


8.远景


日本:20年实现载人航天飞行,30年内开发的5马赫极超音速飞机投入飞行。到2025年日本建成可供人停留的国际月球基地.


中国:在突破载人航天的基础上,发射短期有人照料的空间实验室,建成完整配套的空间工程系统。建立永久性空间试验室,建成中国的空间工程系统,航天员和科学家可以来往于地球与空间站。


9.航天投入


中国航天目前年投入经费约二十亿元人民币


日本航天近15年投入经费约4667亿日元,折合人民币约280亿元,是中国的十多倍。


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