中國日本火箭技術誰更強?兩國現役火箭實力大比拼

2021-02-15 世界通史

中國和日本兩國同是位於東亞,是一衣帶水的友好近鄰居,也是重要的戰略競爭對手,幾百年來中日兩國在各方面都是既有合作,又有競爭。上個月日本使用其最強的運載的火箭H2B火箭往國際空間站發射了白鸛8號貨運飛船,我們以此出發點,全面的比較中日現役火箭的實力對比。

大中型運載火箭

運載火箭的運力,很大程度決定了有效載荷如通信衛星、空間站和飛船的重量和大小。火箭的運力是火箭的主要競爭力之一,體現國家科技實力特別是航天水平的重要部分,意義十分重要,因此也成為各國競爭的重要高地之一。

目前各國主要現役的大運力火箭對比

我國目前主要的大運力運載火箭包括:

長徵二號F,主要用於發射"神舟系列"載人飛船和天宮系列太空艙。

長徵三號B,是我國發射高軌道衛星的主力運載火箭,主要用於北鬥導航衛星、同步軌道通信衛星以及嫦娥月球探測任務等。

長徵五號,長徵五號是我國自主研製的新一代大型運載火箭,採用全新綠色環保的燃料和氧化劑,煤油、液氫和液氧。長徵五號因為其巨大的體型,而被廣大網友和民眾親切地稱為"胖五"火箭。將主要用於空間站建設、深空探測等。

長徵七號,中國研製的新一代中型液體燃料運載火箭,長徵二號F的升級版,按照載人火箭標準設計的,控制系統和增壓系統實現了冗餘。長徵七號將成為中國未來的主力火箭,承擔80%左右的發射任務,將用於發射天舟號貨運飛船、空間站的補給和未來的載人航天等任務。

日本大運力火箭:

日本主要包括H2A和H2B兩個型號火箭。H2A和H2B火箭均為三菱重工集團開發的大運力液氧液氫火箭,是目前現役的主要運載火箭,主要用於地球同步衛星軌道的商業發射,也用於發射月球軌道探測器、行星間飛行的太空探測器或是軍事情報衛星等。

中日兩國主要大型運載火箭參數對比

從圖中的對比,我國的新一代火箭中長徵七號的運載能力達到H2A基本相當的水平,長徵五號無論是起飛重量、LEO/GTO運載能力都比日本的最先進的H2B高很多。

小型運載火箭

小型運載火箭(Small-lift launch vehicle)一般是指2,000公斤以下近地軌道酬載能力的運載火箭。近年來隨著衛星製造技術的提高,原本很多需要大噸位衛星才能完成的任務,很多都可以用小衛星甚至是微型衛星來完成。小微衛星也是近年衛星發射中的佔了很大的比例,也是近年的航天中的熱點之一,因此具有發射成本低、反應速度快、適應能力強等特點小型運載火箭也成為航天發射的"明星"。

中日兩國都開發相應的快速反應的小型火箭。中國的小型火箭全面開花,主要包括長徵六號(液體)、長徵十一號(固體)、快舟系列火箭(固體)和中航天科技公司的捷龍一號(固體);日本對應的只有一款:艾普斯龍運載火箭(固體)。

中日兩國主要小火箭主要參數比較:

從圖中可以看出,日本的艾普斯龍運載火箭運力比長徵六號略低,但是高於同為固體火箭的長徵十一號和快舟一號甲。但是小型火箭運載能力不是要主要考量,主要考慮是快速反應和發射成本等。JAXA的目標是把艾普斯龍火箭的發射成本壓低至30億日元(約合1.94億人民幣)、遠期目標是10億日元(0.65億人民幣)。在成本方面,我國的火箭雖然沒有公開的成本數據,但根據以往經驗,我們應該具有很大優勢。

總結

綜合來看,中日兩國在火箭技術各有所長。

中國在大火箭的運力上完勝;小型火箭中,中國全面開花,有多種不同型號以滿足不同的發射需求,而且成本上有較大優勢。此外除了上述的火箭之外,中國還有長徵四號系列的中型火箭。而日本沒有相應級別的火箭。此外中國近年來的發射數量和頻率遠超日本,日本的H2A和H2B由於發射成本高昂,因此發射次數也較少。

日本的優勢目前主要是在火箭的發動機的方面。但是這方面我們正在取得快速的進步,相信不遠的將來,我們的火箭實力將遠遠超過日本,未來主要的競爭對手還是瞄準美國和俄羅斯。

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