2017年日本航天開發預算狀況分析

● 文 |北京空間科技信息研究所 王存恩

2017年日本航天開發預算狀況分析

● 文 |北京空間科技信息研究所 王存恩

2017年初，日本內閣府航天開發戰略推進事務局公布了2017年日本國家航天開發預算，總額度為3303億日元，包括內閣官房、內閣府、警察廳、總務省、外務省、文部科學省、農林水產省、經濟產業省、國土交通省、環境省和防衛省等11個省廳。較2016年初的預算額度（2899億日元）增加了404億日元，增加幅度為13.9%。其中，以推進優先課題申請了754億日元，占整個預算的22.83%。

▲ 2017年日本各省廳航天開發預算情況

一、各省廳開發預算及其主要研發項目

按日本內閣府要求，各省廳按國家下達的研發任務向內閣府申報了航天開發預算，經航天政策委員會審核，航天開發戰略本部和內閣總理大臣批準，確定了國家和各省廳的航天開發預算。

1.文部科學省

預算額度為1794億日元（不含與航空有關的預算），其中2017年預算1514.27億日元，2016年追加預算279.54億日元，較上一財年（1793億日元）僅增加約1億日元，增加了0.05%。主要用于13個項目，包括為安全保障、防災/產業振興做貢獻8項，開拓空間科學新領域5項。

（1）為安全保障、防災/產業振興做貢獻

安全保障、防災/產業振興做貢獻的預算額度為744.22億日元，較 2017年增加了152.54億日元，增幅為25.78%。主要用于提高集多種高、精、尖技術于一體的航天產品的研發水平；強化獨立開展航天活動能力；提升航天在國家安全保障、防災、救災領域的應用水平；加速具有廣闊應用前景的高新技術的發展，帶動國家產業振興，主要包括以下項目：

1）新型骨干火箭H－3。2017年預算額度為257.83億日元，較上一財年增加32.83億日元，增幅為14.59%。重點用于提高技術水平和發射能力，加快研制進程，確保2019年和2021年完成H－3－1和H－3－2的發射與性能驗證，確保獨自發射航天器的能力，提高運載火箭國際市場競爭力。

2）“艾普斯龍”火箭。2017年預算額度為13.30億日元，較上一財年減少12.50億日元，降幅為48.45%。原因是2016年12月20日已用其改進型火箭成功地發射了“地球空間能量和輻射探測衛星”（ERG），改進工作基本完成。2017年將完成兩項任務：①擴大整流罩的包絡面，提高發射能力（一箭多星發射）；②完成火箭通用性改造：使其助推器不僅能用于現役H－2A/2B火箭（SRB－A），還能作為新型骨干火箭H3的助推器（SRB－3），以及“艾普斯龍”火箭助推器。

3）下一代新型技術試驗衛星。它指技術試驗衛星－9（ETS－9），預算額度為11.98億日元，較2016年增加7.35億日元，增幅為158.87%。ETS－9是顆大容量、多通道的新型通信廣播技術試驗衛星：采用全電推進；配置雙翼、十字結構的輕型、可2次展開的大功率太陽電池翼，供電能力達24kw；搭載可展開式散熱器，大幅度地提高了排熱和散熱能力，可確保星載儀器和部件在太空苛刻環境下穩定工作，衛星發射質量僅為采用DS2000平臺研制的通信廣播衛星的1/2；但有效載荷比卻倍增，發射成本大幅度下降。ETS－9將于2021年用H3－2火箭發射，若順利發射并按計劃完美使用，將大幅度提高日本通信廣播衛星的國際市場競爭力。

4）先進的雷達衛星。2017年預算額度為13.74億日元，與2016年預算基本持平。有效載荷采用在陸地觀測技術衛星2號（ALOS－2）基礎上培育起來、經濟產業省支持研發的小型、輕型、廣域觀測、高分辨率的合成孔徑雷達，可迅速掌握超廣域受災地區的災情，精密檢測地震和火山爆發等所致的地殼變動等信息。先進的雷達衛星計劃于2020年用H3－1 火箭發射。

5）先進的光學衛星。2017年預算額度為23.82億日元。在軌道高度為670km的準太陽同步回歸軌道上運行，星上配備三反離軸光學相機，可覆蓋包括遠離本土的周邊島嶼在內的日本本土，執行廣域、高分辨率的光學觀測，能提供全色和多光譜兩種圖像：全色分辨率優于0.8m；多光譜分辨率優于 3.2m。星上還計劃搭載兩種驗證有效載荷：①激光中繼試驗終端，與稍早發射的激光數據中繼衛星進行激光數傳試驗；②日本電氣（NEC）公司為防衛省研制、預警衛星用核心部件雙頻段紅外遙感器。該衛星計劃于2020年發射。

▲ 先進的光學衛星外觀圖

6）激光數據中繼衛星。2017年預算額度為26.52億日元。作為日本采用DS2000平臺開發的首顆激光數據中繼衛星，從部件到系統全部采用國際標準設計，并致力于各種組成部件微小型化，低功耗、高可靠性、低成本和功能軟件化設計；且致力于星載通信儀器微小型、輕型、大容量、高可靠性和低成本，可使衛星通信速度大幅度提高，最快可達1.8Gbit/s。該衛星計劃于2019年發射，設計壽命為15年3個月。

▲ 激光數據中繼衛星在軌運行示意圖

7）就搭載發射下一代微波輻射計開展可行性研究。2017年預算額度為0.5億日元，是用于研究在發射其他衛星用的火箭上搭載發射水循環變化觀測衛星（GCOM－W）后繼星上所搭載的高性能微波輻射計（AMSR－2）性能和功能可行性的專項資金。

8）太空態勢感知（SSA）系統。2017年預算額度為18.75億日元，較上一財年增加8.69億日元，增幅為86.38%。防衛省與相關省廳合作計劃于2018年上半年完成構建太空態勢感知系統，通過日美合作強化日本的太空態勢感知能力。

（2）開拓空間科學新領域

開拓空間科學新領域的預算額度較2016年的548.73億日元增加3.67億日元，增加到552.40億日元，增幅為0.67%。主要用于開拓太空新領域，為人類進行太空探索積累知識財富，尋找揭開太空探索活動奧秘的途徑，擴大航天開發應用領域，保持日本太空科學探索開發與應用先進國家的地位。預算主要用于以下項目：

1）研制X射線天文衛星天文－H（ASTRO－H）的替代星。2016年2月發射的天文－H因控制系統故障致使太陽電池翼和伸展式光學平臺受損，已無法執行飛行任務。為盡快發射天文－H的替代星，政府批準的預算經費為23.18億日元，以日本宇宙航空研究開發機構（JAXA）為主研制，2020年發射。

2）小型月球著陸實驗器。2017年預算額度為60億日元，較上一財年增加10.37億日元，增幅為47.67%。小型月球著陸器（SLIM）貯箱采用一體化設計，不僅用于貯存推進劑，還作為小型月球著陸器的主結構體桁架用。貯箱內不僅配備大型、高強度的聚四氟乙烯（PTFE）隔板，具備氣液平衡功能；還配備加壓系統氣液隔膜，可有效折中質量增減所致的重力損耗等。小型月球著陸器的著陸誤差小于100m，達到當前國際領先水平，計劃于2019財年用改進型“艾普斯龍”火箭發射。

▲ 小型月球著陸實驗器

3）新型空間站運輸飛行器。2016年啟動的改進型“H－2轉移飛行器”（HTV－X）的預算額度為19.58億日元，2017年增至36.94億日元，增幅為88.66%。計劃2020年開始服役。HTV－X在保留原有優勢的同時，在技術上做了重大改進，其電氣和推進模塊均采用一體化設計；服務模塊的飛行控制功能實現集約化，系統結構精細化，發射場作業簡潔化，雖然舍棄了裸露平臺，但其搭載的物資都能置于本體結構內，可增加增壓補給品的攜帶量，大幅度降低運輸成本，發射場的作業時間由22周壓縮為11周。HTV－X不僅能提供在軌服務，還可執行空間探測任務，2019年還計劃啟動與H－2火箭接口通用化設計與開發，2020年投入使用。

4）日本希望號空間實驗艙的應用等。預算額度為116.70億日元，與上一財年的117.10億日元基本持平。日本希望通過希望號實驗艙的應用實驗，提高空間環境應用水平，創造更多產學研相結合研究成果，豐富載人知識，使其載人技術居于國際領先水平。

5）HTV轉移飛行器的研發。預算額度為217.55億日元，與上一財年基本持平。完成2017年發射的HTV－7開發并執行向國際空間站（ISS）和希望號實驗艙運送補給物資以及新的或需替換的儀器和設備，基本完成HTV－8和HTV－9正樣的研發。

2.內閣官房

2017年，預算總額度為794億日元，較上一財年增加了10.58%。主要完成兩項任務：一是下一代情報收集衛星系統，由4顆高分辨率的光學星、4顆雷達星和2顆激光數據中繼星組成，2017年3月17日已發射1顆高分辨率的雷達星，還計劃發射1顆光學星；二是完善承擔信息融合與處理任務的地理空間信息（GEOINT）用基礎設施，開展提高信息采集和處理能力等關鍵技術的研發，強化應對大規模自然災害與危機管理等的情報搜集功能。

3.防衛省

2009年，防衛航天正式列入國家航天預算。安倍內閣提出：要確保國家安全，就必須加大防衛航天投入，加快航天在防衛領域的應用，盡快構建“一體化機動防衛能力”。表面上看，2017年的防衛航天預算只有387.21億日元，主要用于兩個方面：一是衛星通信和商用衛星圖像利用等，用于支付商用通信衛星鏈路等，獲取商用遙感衛星圖像、氣象衛星等各種情報信息；二是調研利用太空強化指揮、控制、通信、計算機、情報監視和偵察功能。

4.內閣府

2017年預算額度為206.00億日元，較上一財年增加了1.8%，用于四個項目：①完善中央防災無線網絡系統及其維護管理，確保傳遞災情信息（電話、傳真、影像等）網絡暢通無阻；②開發并完善“準天頂衛星系統”（QZSS）并推進其應用，研制QZSS－4并強化其定位功能，提高定位精度和衛星在軌運行可靠性；③就擴大航天應用領域開展調查研究；④以高精度QZSS為預算重點支持對象，推進“戰略革新計劃”（SIP）執行。

5.總務省

2017年預算額度為66億日元，占國家整個預算的1.93%，較上一財年增加了31.24%。包括三項內容：①與下一代衛星通信技術相關的海洋資源調查技術研發，開發高速衛星通信地球站和船載小型地球站，采用遙操作等方法尋找海底礦物資源和能源等；②高效利用頻率技術等研發，與實力雄厚的民營企業合作，就如何利用Ka頻段廣域數字波束成形技術開展研究并盡快開發出產品；③與推進“戰略革新計劃”創造國際最高水準的信息通信技術等有關的研發。目前已明確前兩項的預算額度。

6.環境省

2017年預算額度為58億日元，占國家整個預算的1.70%，較上一財年增加了2.02%。主要用于兩方面：①地球環境觀測事業，推進使用溫室氣體觀測技術衛星進行地球環境觀測等；②利用衛星進行大氣環境觀測，與日本幽州航空研究開發機構等合作，及時向用戶以及環保科研工作者提供“呼吸”（GOAST）衛星等獲取的與溫室氣體濃度分布等相關的各種數據。

7.國土交通省

2017年預算額度為51億日元，占國家整個預算的1.49%，較上一財年約減少了50%。主要用于四個方面：①人造衛星技術在測量領域的應用，拓展衛星技術在測量和定位領域的應用，旨在為老齡人與不熟悉當地情況的來訪者，以及為2020年東京奧林匹克運動會參賽者和觀眾提供人性化的無應力環境；②研究如何促進G空間情報流通，在G空間數據中心基礎上研究進一步完善系統，靈活、有效地應用這一系統提供的數據信息解決社會問題；③靜止氣象衛星業務等，提高對地球環境的監測能力，縮短災情預報時間；④增強“準天頂衛星系統”搭載的航空導航定位系統（SBAS）的定位能力，提高導航精度等研究，確保航空飛行安全。

▲ 高光譜遙感器的應用實例

8.經濟產業省

2017年預算額度為50億日元，較上一財年的30億日元增加了63.33%。主要用于四個方面：①超高分辨率合成孔徑雷達小型化技術研發，確保其能搭載在計劃于2017年發射的雷達觀測衛星ASNARO－2上完成飛行驗證；②航天產業技術情報基礎研發，即“空間環境可靠性驗證系統”（SERVIS）計劃；③高光譜遙感器等的研發，提高遙感器使用壽命和分辨率，搭載在希望號實驗艙上驗證，并加快產業化進程；④太陽能發電及其高效無線傳送和接收系統的研發。

9.警察廳

2017年預算額度為8.11億日元，較上一財年減少了29.91%。主要用于高分辨率遙感衛星圖像的分析與應用，通信衛星應用，以及警察廳與內閣府情報中心間的圖像信息傳送、接收、判讀與分析，以支持各種警事活動，防災、救災和危機管理等。

10.農林水產省

2017年預算額度為3.10億日元，較上一財年增加了63.16%。這其中不包括尚未最后確定、用于推進航天在農林水產領域的戰略創新（SIP）應用預算額度。主要包括兩個方面：一是遙感技術在農林水產領域的應用；二是利用船舶監視系統監視違反禁捕令等違法行為，以減少直至杜絕違法捕撈，促進漁業生產發展。

11.外務省

2017年預算額度為3.14億日元，較上一財年增加了21.24%。主要用于兩方面：一是支持衛星圖像判讀與分析，收集對國家外交、安全保障和對大規模災害等進行危機管理的信息，以及購置尖端設備、器材等；二是推進落實航天外交戰略，包括制定并落實與空間環境安全有關的國家戰略與規范，支付參加和平利用外層空間委員會活動、向國外派遣專家，以及與相關國家就空間安全等對話的費用。

二、為避開“超過GDP 0.05%”束縛采取的措施

頒布首部航天基本法不久，日本國會就通過了“航天開發預算不得超過GDP 0.05%”的決議案。2008年修改了航天基本法，但這項決議案依然是必須遵守的國家法規。為擺脫其束縛，加大對航天，特別是防衛航天投入，加快航天在防衛（軍事）領域應用，安倍內閣分別于2013年和2015年采取了兩項措施。

1.用國庫債務資金支付、構建和完善，X頻段防衛衛星通信系統所需巨資

為保持政權穩定，“推進航天開發應用，通過其產業化帶動國家產業振興”，菅直人內閣修改了“通過民間企業參與等促進公共設施建設法”（簡稱PFI法）。該法案尚未來得及施行，民主黨就被自民黨取代，安倍重新執政后立即就根據修改后的PFI法批準成立民營股份制企業——DSN公司，不用國家航天開發預算，而是利用民間資金和技術能力，完成X頻段防衛衛星（DSN）通信網絡系統及其公用設施等的建設、維護和運營管理。最后按財政年度用國庫債務資金分期支付給DSN公司。

防衛省于2013年1月和2015年1月先后與DSN公司簽訂和補簽了兩份總額度超過1820億日元、用于DSN通信網絡系統的合同，DSN公司依據合同開發的DSN－2已于2017年1月發射入軌，DSN－1和3也將分別于2018年初和2021年發射。

2.與國家/防衛省航天開發預算徹底剝離的，BMD計劃中與航天有關部分的預算

修改航天基本法后，防衛省航天預算就正式列入國家航天開發預算，而“彈道導彈防御（BMD）計劃中與航天有關部分”也一直屬于防衛省和國家航天預算的一部分。伴隨東北亞局勢日趨緊張，日本以國家安全受到嚴重威脅為借口，加快引進或以日美合作方式開發和部署BMD系統的步伐，計劃中與航天有關部分的預算額度不斷增加，整個航天預算已超過國會“不得超過GDP 0.05%”的規定，仍無法滿足安倍內閣的要求，因此安倍內閣采取了第二個措施，即自2015年起，BMD計劃中與航天有關部分的預算與防衛省/國家航天開發預算徹底剝離。

實際上，在2017年防衛省《我國的防衛和預算》中“BMD計劃中與航天有關部分”的預算已高達1289億日元，主要用于與太空監視有關的研究等，開展太空態勢監視系統基礎設施設計和完善太空態勢感知相關設施；通信衛星系統的應用準備；利用商用衛星圖像、氣象衛星情報信息；利用太空強化C4ISR（指揮、控制、通信、計算機、情報監視和偵察）功能的調研和專門用于開展紅外觀測圖像分析方法的研究；研修專用預算，按計劃派遣赴美空軍司令部研修航天業務。

三、結束語

表面上看，日本2017年國家航天開發預算僅2898億日元，較上一財年預算僅增加97億日元，增幅為2.9%；防衛航天預算僅387億日元，較上一財年預算僅增加47億日元，增幅為13.2%。實際上，若將構建和完善X頻段防衛衛星通信系統的費用與2014年之前原本就屬于防衛省航天預算、2015年才被剝離的“BMD計劃中與航天有關部分的預算”計算在內，這一數據將發生變化。

2017年，日本國家航天開發預算應該是：3240億日元（國家航天開發預算）+1289億日元（被剝離的“BMD計劃中與航天有關部分的預算”的預算）+300億日元（國庫債務資金支付給DSN公司的開發DSN衛星系統的費用），合計已達4912億日元，早已超過“GDP的0.05%”。內閣府認為，國家航天開發預算沒明顯超標，不會被國會追究“違法越權”。

實際上，日本防衛航天投入是已公布預算的5倍多，即387億日元（防衛省的航天開發預算）+1289億日元（被剝離的“BMD計劃中與航天有關部分的預算”的預算）+300億日元（國庫債務資金支付給DSN公司的開發DSN衛星系統的費用），合計已達1976億日元。

安倍政府采用的兩大措施，幫助安倍政權達到了目的——加快航天在防衛領域應用，為實現“構建一體化機動防衛能力”愿望奠定了基礎。