扶桑の太空雄心(下)

蒿旭

日本航天能力的強(qiáng)與弱

日本的航天能力非常強(qiáng)，有些方面強(qiáng)于中國(guó)，甚至美、俄等航天強(qiáng)國(guó)，有些方面則要弱許多。舉幾個(gè)例子，第一，預(yù)計(jì)2016年下半年進(jìn)行首次發(fā)射的長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭將成為中國(guó)運(yùn)載能力最強(qiáng)的火箭，但是日本類(lèi)似于這種體量的火箭比中國(guó)早了將近10年時(shí)間。第二，氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)，長(zhǎng)征系列火箭的最大推力是50噸，日本達(dá)到110噸，而且在很多領(lǐng)域上比美國(guó)和俄羅斯都強(qiáng)，甚至在氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)里面采用了循環(huán)增壓技術(shù)，其他國(guó)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(dòng)機(jī)效率成倍地提高，但是危險(xiǎn)系數(shù)非常大，只有在加工技術(shù)非常強(qiáng)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(cè)器，使其成為亞洲國(guó)家里唯一向金星發(fā)射探測(cè)器的國(guó)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(gè)向小行星發(fā)射無(wú)人登陸飛船的國(guó)家，他們?cè)谛⌒行巧辖德洳⑷樱缓蠓祷氐降厍颍褞r石樣本拿回來(lái)，由此可見(jiàn)日本在航天技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展得非常快。

日本航天計(jì)劃在JAXA的組織執(zhí)行下，近年來(lái)取得了令人矚目的成果。JAXA已經(jīng)使用H-IIA火箭進(jìn)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(cè)衛(wèi)星（ALOS）、溫室氣體觀測(cè)衛(wèi)星（GOSAT）、月球探測(cè)器“月亮女神”（SELENE）和金星氣象探測(cè)器（PLANET-C）。2009年，日本實(shí)驗(yàn)艙Kibo（JEM）完成了作為國(guó)際空間站（ISS）的一部分。

三菱重工為H-II火箭開(kāi)發(fā)了世界上第三種大推力氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)LE-7，配合H-I的LE-5發(fā)展研制出來(lái)LE-5A氫氧膨脹循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)，組成了技術(shù)上炫目無(wú)比的H-II火箭。但是開(kāi)發(fā)的道路并不順利，低溫氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)本來(lái)就是高技術(shù)的領(lǐng)域，分級(jí)燃燒的發(fā)動(dòng)機(jī)更是難上加難，開(kāi)發(fā)中遇到過(guò)密封問(wèn)題導(dǎo)致氫氣泄漏，還發(fā)生過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)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(shí)際上1994年H-II才首次發(fā)射。不過(guò)這種代價(jià)是值得的，第一級(jí)和第二級(jí)全氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)的豪華配置，使H-II對(duì)比同時(shí)代的火箭，運(yùn)載系數(shù)提高了幾乎一倍，換句話(huà)說(shuō)，可以用同樣的起飛重量將兩倍于競(jìng)爭(zhēng)火箭的載荷送入軌道。

高技術(shù)往往同時(shí)伴隨著高風(fēng)險(xiǎn)。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(shí)，盡管日本人在費(fèi)用控制上還算不錯(cuò)，但禍不單行，同期日元升值幾乎一倍，讓H-II徹底失去進(jìn)軍國(guó)際發(fā)射市場(chǎng)的機(jī)會(huì)。同期日本的“希望”號(hào)航天飛機(jī)只是進(jìn)行了縮比模型飛行的試飛，航天飛機(jī)在技術(shù)上跨度太大，同時(shí)耗費(fèi)高昂，NASDA的技術(shù)冒進(jìn)以失敗告終，只好轉(zhuǎn)回飛船路線(xiàn)，1997年開(kāi)始HTV的開(kāi)發(fā)。此時(shí)中國(guó)的長(zhǎng)征3乙火箭在近地軌道軌道（LEO）和同步轉(zhuǎn)移軌道（GTO）的運(yùn)載能力都凌駕于H-II之上，1999年，“神舟”1號(hào)飛船成功發(fā)射返回。外人對(duì)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(yáng)而已，將近二十年來(lái)對(duì)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)幾乎沒(méi)投資的后果，此后日益顯現(xiàn)。HTV設(shè)計(jì)技術(shù)上遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于神舟系列的事實(shí)，也被有意無(wú)意中忽視了，更不要說(shuō)同樣正在開(kāi)發(fā)中的國(guó)際空間站最大艙段“希望”號(hào)。

除了高風(fēng)險(xiǎn)，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(jìng)爭(zhēng)力，NASDA于1995年啟動(dòng)了H-IIA火箭開(kāi)發(fā)計(jì)劃。盡管只有一字母之差，但是發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)更新為L(zhǎng)E-7A和LE-5B。H-IIA火箭的LE-7A發(fā)動(dòng)機(jī)，盡管降低了性能指標(biāo)，但是作為性能關(guān)鍵的比沖指標(biāo)，仍然高達(dá)442秒，同時(shí)造價(jià)和可靠性都還算滿(mǎn)意。至于LE-5B發(fā)動(dòng)機(jī)，盡管比沖有所下降，只有447秒，但是膨脹循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)固有的高可靠性，易于多次起動(dòng)等特性，配合低造價(jià)，這是一款很不錯(cuò)的上面級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)。新火箭H-IIA整個(gè)設(shè)計(jì)對(duì)比H-II改變很大，只有很少部分和H-II通用，設(shè)計(jì)上力求降低成本，提高可靠性，工程上完全可以看做是一個(gè)新型號(hào)。

自2001年首發(fā)射以來(lái)，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(duì)整個(gè)火箭系統(tǒng)重新進(jìn)行評(píng)估，在此后更加重視可靠性的工作。H-IIA的發(fā)射費(fèi)用也降低到9000萬(wàn)美元左右，高可靠性和低使用費(fèi)用滿(mǎn)足了開(kāi)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(shí)，進(jìn)入21世紀(jì)后，中國(guó)航天終于得到越來(lái)越多的經(jīng)費(fèi)，也開(kāi)始正式開(kāi)發(fā)新一代的液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)YF-100和液氧液氫發(fā)動(dòng)機(jī)YF-77，但是過(guò)去二十年技術(shù)上的原地踏步，不是一朝一夕能補(bǔ)上的，比之1984年開(kāi)始開(kāi)發(fā)的分級(jí)燃燒的LE-7，YF-77最后采用的是技術(shù)上差一些的燃?xì)獍l(fā)生器循環(huán)方式，推力也小得多。

回首過(guò)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(guó)航天徹底趕超過(guò)去。不過(guò)好在近幾年來(lái)，中國(guó)航天的預(yù)算已經(jīng)凌駕于日本之上，日本用了20年在運(yùn)載工具超越中國(guó)，或許我們也需要同樣多甚至更長(zhǎng)的時(shí)間趕超過(guò)去。此次H-IIB的發(fā)射成功，對(duì)于沉浸在中國(guó)火箭領(lǐng)先中的人來(lái)說(shuō)，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(jìn)性，在中國(guó)10年前就發(fā)射神舟飛船的影響下，對(duì)糾結(jié)于中日航天技術(shù)的看客而言或許無(wú)所謂，但是有一天貨運(yùn)的HTV轉(zhuǎn)型為客運(yùn)的時(shí)候，大家還會(huì)無(wú)所謂嗎？新一代飛船的開(kāi)發(fā)，是到了提速的時(shí)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(jī)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(lèi)似愿望，但就目前而言，它們必須找到客戶(hù)。

在日本每年將近30億美元的國(guó)內(nèi)航天工業(yè)銷(xiāo)售收入中，作為它們的最大客戶(hù)，來(lái)自日本政府的訂單占到9成以上。然而近來(lái)，日本政府卻將更多的衛(wèi)星訂單分包給國(guó)外廠商。但日本政府同時(shí)也在扶持其國(guó)內(nèi)航天事業(yè)發(fā)展。在NEC興建府中市新工廠時(shí)，日本政府為其提供了大約2000萬(wàn)美元資金援助，目的是幫助NEC建立一個(gè)在模擬航天條件下，抵御強(qiáng)大地震的實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目。與此同時(shí)，日本政府還放松了一些軍事承包項(xiàng)目出口限制，其中包括一些航天項(xiàng)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(dòng)產(chǎn)生的銷(xiāo)售收入為54億美元，相比之下，美國(guó)企業(yè)相關(guān)收入為750億美元，而俄羅斯及西歐等國(guó)相關(guān)公司從衛(wèi)星制造活動(dòng)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(lái)自衛(wèi)星制造商的開(kāi)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(yùn)載火箭在種子島航天中心的發(fā)射成本超過(guò)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(xiǎn)科技公司，其在美國(guó)的單次標(biāo)準(zhǔn)發(fā)射成本僅為6000萬(wàn)美元。

當(dāng)然，日本公司正在設(shè)法使其航空工業(yè)更具競(jìng)爭(zhēng)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(kāi)發(fā)一種新型火箭，據(jù)稱(chēng)發(fā)射成本會(huì)至少降低三分之一。而NEC則希望通過(guò)擴(kuò)大產(chǎn)能，使其衛(wèi)星業(yè)務(wù)更具成本競(jìng)爭(zhēng)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?cè)谡麄€(gè)衛(wèi)星系統(tǒng)組件生產(chǎn)上的優(yōu)勢(shì)，并已經(jīng)開(kāi)始了新一輪攻勢(shì)。”他稱(chēng)，公司打算在2020年，使公司航空系統(tǒng)分部的銷(xiāo)售實(shí)現(xiàn)翻番。

中日航天科技對(duì)比

2012年6月16日，中國(guó)發(fā)射神舟九號(hào)載人飛船，并于當(dāng)月18日成功進(jìn)行了首次載人對(duì)接以及于24日成功完成了手動(dòng)對(duì)接。巧合的是，日本也是在同年7月發(fā)射了HTV-3貨運(yùn)飛船前往國(guó)際空間站，并在當(dāng)月27日與國(guó)際空間站“和諧”號(hào)節(jié)點(diǎn)艙成功對(duì)接。中日作為亞洲航天實(shí)力最強(qiáng)大的兩個(gè)國(guó)家，在航天活動(dòng)上呈現(xiàn)你追我趕的架勢(shì)，中日航天實(shí)力的對(duì)比，也成為人們關(guān)心的問(wèn)題。

航天工業(yè)可以劃分為運(yùn)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(gè)部分，還可以按軌道將航天器細(xì)分為地球軌道航天器和深空探測(cè)航天器。地球軌道上最有商業(yè)和軍事價(jià)值的兩個(gè)部分是地球同步軌道和太陽(yáng)同步軌道，分別主要用于容納通信衛(wèi)星和遙感衛(wèi)星。

運(yùn)載火箭對(duì)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(guó)“東方紅”1號(hào)衛(wèi)星的成功發(fā)射早2個(gè)月，但日本發(fā)射第一顆衛(wèi)星所用的L-4S固體多級(jí)火箭在性能尤其是運(yùn)載能力上要遠(yuǎn)遜于中國(guó)發(fā)射第一顆衛(wèi)星的長(zhǎng)征-1號(hào)火箭。當(dāng)時(shí)日本學(xué)者認(rèn)為日本獨(dú)立追趕與中國(guó)火箭的技術(shù)差距，至少需要5年時(shí)間。

不過(guò)，早在1969年日美就簽訂了宇宙開(kāi)發(fā)協(xié)議，美國(guó)向日本輸出了雷神-德?tīng)査鸺夹g(shù)，使日本液體運(yùn)載火箭水平快速趕上中國(guó)。由于得到美國(guó)技術(shù)援助的優(yōu)勢(shì)，日本還搶先發(fā)射了靜止軌道衛(wèi)星并得以更早開(kāi)展新一代運(yùn)載火箭的研制，在與中國(guó)的較量中在技術(shù)上占據(jù)先機(jī)。目前，日本運(yùn)載火箭在技術(shù)、運(yùn)力上都超過(guò)了中國(guó)運(yùn)載火箭，不過(guò)缺點(diǎn)是發(fā)射成功率略低，而且運(yùn)載火箭最重要的影響因素價(jià)格上嚴(yán)重缺乏國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。

JAXA擁有H-IIA和H-IIB系列大型運(yùn)載火箭，并積極開(kāi)展H-IIA/B系列火箭的升級(jí)，還在研制Epsilon大型固體運(yùn)載火箭，并計(jì)劃研制新一代的H-X/H-III運(yùn)載火箭。中國(guó)航天目前的運(yùn)載火箭則由長(zhǎng)征-2/3/4系列火箭組成，在改進(jìn)現(xiàn)有火箭的同時(shí)還在研制長(zhǎng)征-5/6/7火箭，并計(jì)劃研制長(zhǎng)征-11號(hào)大型固體火箭。

中國(guó)火箭性能：

中國(guó)目前的主力起飛級(jí)液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)是YF-20，使用偏二甲肼/四氧化二氮常溫推進(jìn)劑，單級(jí)推力只有735千牛，真空比沖只有298秒。中國(guó)YF-75上面級(jí)氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)1994年才交付使用，而日本比沖類(lèi)似推力更大的LE-5發(fā)動(dòng)機(jī)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(zhǎng)征火箭也遜色于日本H-IIA系列火箭。火箭分系統(tǒng)尤其是發(fā)動(dòng)機(jī)性能的落后，直接導(dǎo)致長(zhǎng)征火箭運(yùn)力的落后，中國(guó)近地軌道（LEO）運(yùn)力最大的長(zhǎng)征二號(hào)捆綁式火箭（CZ-2E）也只有9.2噸的運(yùn)力，尚低于H-IIA系列運(yùn)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(yùn)力，仍遠(yuǎn)遜于H-IIB的19噸。但中國(guó)火箭更成熟，成功率很高。日本運(yùn)載火箭的發(fā)射數(shù)量偏低，近11年來(lái)發(fā)射次數(shù)僅有24次，而長(zhǎng)征系列火箭同期已經(jīng)達(dá)到了100次，從發(fā)射規(guī)模上說(shuō)長(zhǎng)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(guó)長(zhǎng)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(yùn)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(zhǎng)征火箭在運(yùn)力設(shè)計(jì)和價(jià)格上則占據(jù)優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)有長(zhǎng)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(yùn)力，同時(shí)價(jià)格極具競(jìng)爭(zhēng)力。以發(fā)射同步轉(zhuǎn)移軌道（GEO）的長(zhǎng)征三號(hào)乙（CZ-3B）火箭為例，盡管運(yùn)力達(dá)到了5.5噸但它的發(fā)射費(fèi)用只有約7000萬(wàn)美元，而類(lèi)似運(yùn)力的日本H-IIA 204報(bào)價(jià)幾乎是它的兩倍。

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

YF-77氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)的立項(xiàng)，1994年2月3日日本H-II火箭首次發(fā)射成功，標(biāo)志著LE-7大推力氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)始投入使用。為了追趕世界先進(jìn)水平，20世紀(jì)90年代中國(guó)開(kāi)始大推力氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)的研制工作，中國(guó)大推力氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)于2001年正式立項(xiàng)，代號(hào)YF-77，地面推力49千牛，最終采用燃?xì)獍l(fā)生器循環(huán)設(shè)計(jì)。

YF-75D上面級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)，長(zhǎng)征五號(hào)火箭發(fā)射近地軌道（LEO）載荷時(shí)，使用一級(jí)半的結(jié)構(gòu)，GTO軌道則使用二級(jí)半結(jié)構(gòu)，在原有的YF-77發(fā)動(dòng)機(jī)芯級(jí)之上增加了使用YF-75D發(fā)動(dòng)機(jī)的上面級(jí)。YF-75D氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)是中國(guó)新一代上面級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)，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(dòng)機(jī)相當(dāng)，但推力只有Vinci的一半。從技術(shù)上說(shuō)，YF-75D比日本現(xiàn)有的LE-5B和印度新開(kāi)發(fā)的國(guó)產(chǎn)低溫上面級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)CE-7.5/CUS要強(qiáng)得多。

通過(guò)捆綁類(lèi)型不同的助推模塊，長(zhǎng)征五號(hào)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(yùn)力范圍。在火箭綜合指標(biāo)上說(shuō)，長(zhǎng)征五號(hào)的近地軌道（LEO）軌道運(yùn)載能力不僅超過(guò)了歐空局的阿里安-5和日本H-IIA/B，也超過(guò)美國(guó)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(chǎng)緯度較低外加高性能氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)勢(shì)，在靜止軌道（GTO）運(yùn)載能力上以14噸對(duì)7.5噸的優(yōu)勢(shì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)安加拉火箭。雖然運(yùn)載能力只是火箭水平的一部分，但能后來(lái)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(yùn)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(dāng)之無(wú)愧的主力型號(hào)，它以L(fǎng)E-7A大推力分級(jí)燃燒氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)為第一級(jí)，第二級(jí)使用LE-5B膨脹循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)，助推器為SRB-A大型固體發(fā)動(dòng)機(jī)。LE-7A發(fā)動(dòng)機(jī)真空推力約1078千牛真空比沖達(dá)到了442秒，是目前唯一一種大推力分級(jí)燃燒循環(huán)氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)。LE-5B發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)。

日本的H-IIB火箭技術(shù)上和H-IIA火箭一脈相承，不過(guò)箭體直徑從4米增加到5.2米，第一級(jí)使用兩臺(tái)LE-7A氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)，捆綁4臺(tái)SRB-A固體發(fā)動(dòng)機(jī)做助推器。H-IIB火箭是日本參與國(guó)際空間站項(xiàng)目，為了發(fā)射HTV貨運(yùn)飛船而專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的型號(hào)，其HTV飛船軌道運(yùn)力為16.5噸，同步轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)力為8噸。

盡管單項(xiàng)技術(shù)相當(dāng)不錯(cuò)，整體性能也可圈可點(diǎn)，但H-IIA系列火箭設(shè)計(jì)上存在運(yùn)力偏大和價(jià)格過(guò)高的缺點(diǎn)。H-IIA 202、2022、2024和204各種型號(hào)中運(yùn)力最小的H-IIA 202的近地軌道（LEO）運(yùn)載能力也高達(dá)10噸，而多數(shù)任務(wù)不需要這么大的運(yùn)力。日本曾嘗試過(guò)一箭雙星發(fā)射，但2003年H-IIA 2024火箭一箭雙星發(fā)射情報(bào)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(yùn)力最小的H-IIA 202型號(hào)已經(jīng)是發(fā)射次數(shù)最多的型號(hào)，但多數(shù)任務(wù)中仍造成了很大的運(yùn)力浪費(fèi)，考慮到H-IIA系列火箭發(fā)射價(jià)格超過(guò)1億美元遠(yuǎn)高于其他商業(yè)運(yùn)載火箭，運(yùn)力的浪費(fèi)進(jìn)一步降低了它的商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

◇ 載人航天對(duì)比

中國(guó)在載人航天領(lǐng)域要超過(guò)日本，中國(guó)已成功發(fā)射了多艘“神舟”系列載人飛船，并實(shí)現(xiàn)了宇航員的航天出艙和航天站對(duì)接。而日本雖然借助美國(guó)航天飛機(jī)令本國(guó)宇航員上過(guò)航天，自身也進(jìn)行過(guò)宇航員的技術(shù)培訓(xùn)，但本國(guó)的載人發(fā)射能力仍是空白。

◇ 飛船

中國(guó)在飛船設(shè)計(jì)領(lǐng)域也超過(guò)日本，飛船不僅僅在于能夠載人進(jìn)行航天，也在于運(yùn)輸能力和返回能力。日本2009年曾成功發(fā)射HTV-1無(wú)人貨運(yùn)飛船，而且飛船運(yùn)載能力也超過(guò)“神舟”，但無(wú)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(guó)和日本在空間站技術(shù)方面都已經(jīng)起步。日本的“希望”號(hào)實(shí)驗(yàn)艙雖然成功應(yīng)用于國(guó)際空間站，但缺少獨(dú)立性和自行發(fā)射的事實(shí)。中國(guó)首個(gè)航天實(shí)驗(yàn)室“天宮一號(hào)”已經(jīng)發(fā)射，并且已在各項(xiàng)試驗(yàn)領(lǐng)域超過(guò)日本。

◇ 深空探測(cè)

中國(guó)：

中國(guó)深空探測(cè)開(kāi)始于嫦娥探月工程，目前發(fā)射了嫦娥一號(hào)和嫦娥二號(hào)月球探測(cè)器。嫦娥一號(hào)探測(cè)器證明了中國(guó)具備月球探測(cè)的能力，這是發(fā)射工具長(zhǎng)征三號(hào)丙的成功，是DFH-3衛(wèi)星平臺(tái)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(méi)有值得一提的科學(xué)發(fā)現(xiàn)。

嫦娥二號(hào)探測(cè)器屬于一號(hào)備份星，后來(lái)成為探月二期工程的先導(dǎo)星，驗(yàn)證了直接進(jìn)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(duì)嫦娥三號(hào)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(diǎn)之用。2011年6月到8月嫦娥二號(hào)還成功轉(zhuǎn)移到日地拉格朗日L2點(diǎn)，不久后2012年4月末又飛向更遠(yuǎn)的深空，與4179號(hào)小行星交會(huì)飛掠對(duì)其進(jìn)行探測(cè)。

嫦娥二號(hào)實(shí)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(hào)的軟著陸驗(yàn)證技術(shù)積累經(jīng)驗(yàn)。100千米高度7米分辨率超越日本“月亮女神-1”號(hào)，嫦娥二號(hào)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(jī)，這個(gè)相機(jī)的分辨率已經(jīng)趕超了日本“月亮女神-1”號(hào)探測(cè)器的水平，這也是嫦娥二號(hào)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(hào)大幅提高數(shù)據(jù)傳輸能力，從嫦娥一號(hào)的3兆/秒增加到6兆/秒，接近了當(dāng)年印度“月船-1”號(hào)探測(cè)器8.4兆/秒和日本“月亮女神-1”號(hào)探測(cè)器10兆/秒的傳輸能力，嫦娥二號(hào)還將進(jìn)行12兆/秒的傳播速率試驗(yàn)。

100千米軌道測(cè)控達(dá)到日本2007年水平，嫦娥二號(hào)運(yùn)行在100千米高度圓軌道上，這不僅有彌補(bǔ)嫦娥一號(hào)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(hào)探測(cè)器進(jìn)行技術(shù)驗(yàn)證的考慮。嫦娥三號(hào)將進(jìn)入100千米高度軌道，隨后變軌降低高度到15千米，最后進(jìn)行軟著陸操作，嫦娥二號(hào)將為嫦娥三號(hào)驗(yàn)證100千米×15千米軌道機(jī)動(dòng)與快速測(cè)定軌技術(shù)，同時(shí)100千米和15千米高度拍攝的圖像將為嫦娥三號(hào)選擇著陸場(chǎng)積累數(shù)據(jù)。

嫦娥二號(hào)近月捕獲技術(shù)將達(dá)到日本水平，嫦娥二號(hào)進(jìn)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(hào)的技術(shù)就要差得多，是距離月面500千米高度進(jìn)行捕獲，隨后多次變軌才進(jìn)入100千米高度軌道，不過(guò)，2007年日本的“月亮女神-1”號(hào)探測(cè)器就是100千米高度捕獲進(jìn)入一個(gè)近月點(diǎn)101千米遠(yuǎn)月點(diǎn)11741千米的大橢圓軌道，顯示了JAXA更高的深空測(cè)控技術(shù)水平。

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

縱觀整個(gè)嫦娥二號(hào)項(xiàng)目，從相機(jī)分辨率，數(shù)據(jù)傳輸速率，近月軌道的測(cè)控和熱控水平來(lái)看，嫦娥二號(hào)達(dá)到或超越了07年與嫦娥一號(hào)同期發(fā)射的日本“月亮女神-1”號(hào)探月衛(wèi)星的水平。而直接奔月軌道設(shè)計(jì)、高入軌精度火箭、X波段深空測(cè)控技術(shù)，比起日印兩國(guó)都是一種全新的技術(shù)領(lǐng)先。

日本：

廣義上說(shuō)深空探測(cè)器也可算為科研類(lèi)航天器，但它們不屬于衛(wèi)星。日本在深空探測(cè)領(lǐng)域起步早，早在1985年日本就先后發(fā)射了“先驅(qū)者”號(hào)探測(cè)器和“彗星”號(hào)哈雷彗星探測(cè)器，取得深空探測(cè)的突破，“彗星”號(hào)與美蘇歐等國(guó)家共計(jì)6個(gè)探測(cè)器共同對(duì)哈雷慧星進(jìn)行了可貴的探索。1990年，日本又發(fā)射了“飛天”號(hào)月球探測(cè)器，雖然由于速度低于預(yù)期無(wú)法正常飛向月球，在使用氣動(dòng)減速和低能量轉(zhuǎn)移軌道等技術(shù)，最后“飛天”號(hào)還是進(jìn)入月球軌道，但“飛天”號(hào)雖然沒(méi)有實(shí)際發(fā)現(xiàn)，但使日本成為第三個(gè)將探測(cè)器發(fā)射到月球軌道的國(guó)家。

1998年日本發(fā)射了“希望”號(hào)火星探測(cè)器，但發(fā)射后由于發(fā)動(dòng)機(jī)閥門(mén)故障，推進(jìn)劑消耗過(guò)多無(wú)法進(jìn)入火星軌道，任務(wù)以失敗告終。日本深空探測(cè)成績(jī)最好的是“隼鳥(niǎo)”號(hào)小行星探測(cè)器。

2010年，“隼鳥(niǎo)”號(hào)返回艙成功在澳大利亞著陸，對(duì)它取回的樣品進(jìn)行分析獲得了諸多發(fā)現(xiàn)，2011年美國(guó)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(hào)月球探測(cè)器，它獲得了月球表面的高分辨率圖像，而且通過(guò)主星和兩顆子衛(wèi)星的聯(lián)合測(cè)量得到了月球重力場(chǎng)最精細(xì)的第一手資料，此外還有很多其他發(fā)現(xiàn)，“月亮女神”項(xiàng)目以其任務(wù)的深度和廣度，被稱(chēng)為“阿波羅計(jì)劃”之后最大的月球探測(cè)項(xiàng)目。日本于2010年還發(fā)射了“拂曉”號(hào)金星探測(cè)器和“伊卡洛斯”號(hào)試驗(yàn)性太陽(yáng)帆，其中前者由于發(fā)動(dòng)機(jī)故障最后變軌進(jìn)入金星軌道時(shí)失敗，目前只能等待幾年后待機(jī)嘗試是否能否極泰來(lái)，相比之下“伊卡洛斯”太陽(yáng)帆的展開(kāi)和試驗(yàn)相當(dāng)順利，目前已經(jīng)基本完成試驗(yàn)，驗(yàn)證了太陽(yáng)帆的各方面技術(shù)，“伊卡洛斯”是日本也是全世界第一個(gè)投入實(shí)際使用的太陽(yáng)帆，僅此就在人類(lèi)深空探測(cè)的技術(shù)史上留下了光輝的一頁(yè)。

中日兩國(guó)月球探測(cè)器的探月行動(dòng)都已經(jīng)獲得圓滿(mǎn)成功。日本雖然在探月經(jīng)驗(yàn)上比中國(guó)更豐富，但兩國(guó)實(shí)際水平并沒(méi)有太大差距。此后，中日兩國(guó)后續(xù)的探月行動(dòng)還將繼續(xù)展開(kāi)。

◇ 軍用衛(wèi)星

中國(guó)：

早在20世紀(jì)70年代，中國(guó)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(hào)衛(wèi)星已退役。現(xiàn)中國(guó)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(dá)星，除遙感衛(wèi)星一號(hào)達(dá)到設(shè)計(jì)壽命后失效外，多數(shù)遙感衛(wèi)星仍正常運(yùn)行，由于大功率星載電池技術(shù)的突破，中國(guó)衛(wèi)星壽命已由5年擴(kuò)展到15年。中國(guó)還發(fā)射了一系列電子情報(bào)搜集衛(wèi)星，并發(fā)射了某個(gè)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(guó)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(hào)衛(wèi)星還為東方紅-3衛(wèi)星平臺(tái)創(chuàng)造了衛(wèi)星壽命紀(jì)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(jìn)的東方紅-4衛(wèi)星平臺(tái)，提供了更強(qiáng)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(guò)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(bào)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(hào)、“光學(xué)-4”號(hào)和“雷達(dá)-3”號(hào)三顆衛(wèi)星還在正常工作，更早的“光學(xué)-1”號(hào)和“光學(xué)-2”號(hào)衛(wèi)星已經(jīng)退役，“雷達(dá)-1”號(hào)和“雷達(dá)-2”號(hào)衛(wèi)星在設(shè)計(jì)壽命內(nèi)就先后故障失效。“光學(xué)-3”號(hào)和“光學(xué)-4”號(hào)衛(wèi)星全色分辨率0.6米，“雷達(dá)-3”號(hào)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(yùn)的中國(guó)偵察衛(wèi)星平分秋色。

◇ 導(dǎo)航衛(wèi)星

2000年中國(guó)就發(fā)射了北斗試驗(yàn)導(dǎo)航衛(wèi)星，北斗導(dǎo)航衛(wèi)星自2007年以來(lái)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(guó)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(lái)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(qiáng)衛(wèi)星，還設(shè)想將3顆衛(wèi)星組成的準(zhǔn)天頂導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)建設(shè)成一個(gè)獨(dú)立的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，但已大大落后于中國(guó)。

◇ 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(guó)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(duì)外界尤其是美國(guó)的依賴(lài)性，但是更早建成了廣播通信衛(wèi)星系統(tǒng)，推動(dòng)了衛(wèi)星電視的使用。1977年日本就購(gòu)買(mǎi)美國(guó)德?tīng)査鸺l(fā)射了櫻花一號(hào)試驗(yàn)通信衛(wèi)星，20世紀(jì)80年代開(kāi)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(guó)內(nèi)提供通信和衛(wèi)星電視服務(wù)，但后來(lái)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(dú)立研制先進(jìn)通信衛(wèi)星的能力。1989年日本政府開(kāi)放國(guó)內(nèi)通信衛(wèi)星市場(chǎng)，對(duì)日本航天工業(yè)自行研制商業(yè)通信衛(wèi)星的雄心無(wú)異于當(dāng)頭一棒，此后日本通信衛(wèi)星市場(chǎng)基本落入美國(guó)廠商之手，直到2008年日本三菱電器集團(tuán)研制制造的“超鳥(niǎo)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(niǎo)系列衛(wèi)星基本由美國(guó)勞拉公司制造，“超鳥(niǎo)C2”終于成為近年來(lái)日本擁有的第一顆日本制造的商業(yè)通信衛(wèi)星。

“超鳥(niǎo)C2”衛(wèi)星使用DS-2000衛(wèi)星平臺(tái)，這也是準(zhǔn)天頂導(dǎo)航衛(wèi)星所使用的平臺(tái)。相比日本的窘境，雖然中國(guó)航天在通信衛(wèi)星上起步晚水平低，而且為了及時(shí)建成衛(wèi)星電視網(wǎng)絡(luò)購(gòu)買(mǎi)了一批美歐通信衛(wèi)星，但長(zhǎng)期以來(lái)堅(jiān)持通信衛(wèi)星的獨(dú)立研制和使用，從東方紅-2通信衛(wèi)星開(kāi)始一路發(fā)展到東方紅-4系列通信衛(wèi)星，不僅初步滿(mǎn)足了國(guó)內(nèi)需求，而且開(kāi)始整星出口到亞非拉等諸多國(guó)家，并積極向歐洲市場(chǎng)進(jìn)軍。

日本的MTSAT衛(wèi)星同樣基于DS-2000平臺(tái)，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(jìng)爭(zhēng)的商業(yè)市場(chǎng)不同，氣象衛(wèi)星的氣象信息公開(kāi)免費(fèi)發(fā)放，更類(lèi)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(lái)，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(diǎn)后質(zhì)量為300多千克，設(shè)計(jì)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(tái)。日本靜止軌道氣象衛(wèi)星的水平長(zhǎng)期以來(lái)比中國(guó)風(fēng)云-2系列靜止軌道氣象衛(wèi)星強(qiáng)得多，但以MTSAT-1R為例其關(guān)鍵的光學(xué)載荷由美國(guó)雷錫恩公司提供。中國(guó)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(tái)，自1997年風(fēng)云-2A發(fā)射以來(lái)經(jīng)過(guò)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(kāi)始趕上日本MTSAT-1R衛(wèi)星的水平。中國(guó)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(tái)的性能將超過(guò)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(guó)目前在航天領(lǐng)域可以說(shuō)各有所長(zhǎng)。中國(guó)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(cè)等技術(shù)上領(lǐng)先，但中國(guó)已在火箭年發(fā)射量和在軌運(yùn)行航天器數(shù)量上大大超過(guò)了日本，在本世紀(jì)新啟動(dòng)的項(xiàng)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(guó)各有千秋，屬于僅次于美國(guó)的世界第二梯隊(duì)，但日本受美國(guó)控制制約，很多項(xiàng)目不能像中國(guó)那樣自由獨(dú)立地推進(jìn)，所以已漸落后于中國(guó)。

未來(lái)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(kāi)了宇宙開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略本部會(huì)議，確定了新的《宇宙基本計(jì)劃》。此計(jì)劃將作為當(dāng)前至2024年度日本宇宙政策的指導(dǎo)方針。新版《宇宙基本計(jì)劃》中提到，今后日本將直接利用航天系統(tǒng)維護(hù)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(jì)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(kuò)大至5萬(wàn)億日元規(guī)模的目標(biāo)。

新《計(jì)劃》指出，“不利用航天系統(tǒng)，就無(wú)法獲得現(xiàn)代化的安全保障”。考慮到日本周邊的安保環(huán)境正日趨嚴(yán)峻，《計(jì)劃》明確表示，“將完善用于測(cè)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(guó)外交、安保政策以及自衛(wèi)隊(duì)部署工作”。 具體來(lái)說(shuō)，將在2023年度之前，把“準(zhǔn)天頂衛(wèi)星”從目前的1顆增加至7顆，以便隨時(shí)從日本上空進(jìn)行測(cè)位，而平時(shí)將用于民間的定位服務(wù)。將擴(kuò)充和強(qiáng)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(duì)將自主構(gòu)建3顆衛(wèi)星的體制。將向2016年的例行國(guó)會(huì)提交兼顧擴(kuò)大安保領(lǐng)域利用和推進(jìn)民間事業(yè)的法案。