扶桑の太空雄心(下)

日本航天能力的强与弱

日本的航天能力非常强，有些方面强于中国，甚至美、俄等航天强国，有些方面则要弱许多。举几个例子，第一，预计2016年下半年进行首次发射的长征五号运载火箭将成为中国运载能力最强的火箭，但是日本类似于这种体量的火箭比中国早了将近10年时间。第二，氢氧发动机，长征系列火箭的最大推力是50吨，日本达到110吨，而且在很多领域上比美国和俄罗斯都强，甚至在氢氧发动机里面采用了循环增压技术，其他国家基本都不敢用，只有日本用了。这种技术能够让氢氧化发动机效率成倍地提高，但是危险系数非常大，只有在加工技术非常强的情况下才能做到。

日本现在已经向金星发射了探测器，使其成为亚洲国家里唯一向金星发射探测器的国家，获取了大量的原始数据。另外，日本也是全球唯一一个向小行星发射无人登陆飞船的国家，他们在小行星上降落并取样，然后返回到地球，把岩石样本拿回来，由此可见日本在航天技术领域发展得非常快。

日本航天计划在JAXA的组织执行下，近年来取得了令人瞩目的成果。JAXA已经使用H-IIA火箭进行了十余次成功发射，将许多卫星和其他航天器送入天空，包括：地球观测卫星（ALOS）、温室气体观测卫星（GOSAT）、月球探测器“月亮女神”（SELENE）和金星气象探测器（PLANET-C）。2009年，日本实验舱Kibo（JEM）完成了作为国际空间站（ISS）的一部分。

三菱重工为H-II火箭开发了世界上第三种大推力氢氧发动机LE-7，配合H-I的LE-5发展研制出来LE-5A氢氧膨胀循环发动机，组成了技术上炫目无比的H-II火箭。但是开发的道路并不顺利，低温氢氧发动机本来就是高技术的领域，分级燃烧的发动机更是难上加难，开发中遇到过密封问题导致氢气泄漏，还发生过发动机爆炸工程师牺牲的事故，至于各种子部分延迟更是家常便饭。原定1992年LE-7投入使用，但是实际上1994年H-II才首次发射。不过这种代价是值得的，第一级和第二级全氢氧发动机的豪华配置，使H-II对比同时代的火箭，运载系数提高了几乎一倍，换句话说，可以用同样的起飞重量将两倍于竞争火箭的载荷送入轨道。

高技术往往同时伴随着高风险。H-II火箭的可靠性并不好，7次发射2次失败，而且是1998年和1999年连续发射失败。同时，尽管日本人在费用控制上还算不错，但祸不单行，同期日元升值几乎一倍，让H-II彻底失去进军国际发射市场的机会。同期日本的“希望”号航天飞机只是进行了缩比模型飞行的试飞，航天飞机在技术上跨度太大，同时耗费高昂，NASDA的技术冒进以失败告终，只好转回飞船路线，1997年开始HTV的开发。此时中国的长征3乙火箭在近地轨道轨道（LEO）和同步转移轨道（GTO）的运载能力都凌驾于H-II之上，1999年，“神舟”1号飞船成功发射返回。外人对日本火箭的高技术但非常不可靠的印象并存。但是这只是西方最后的残阳而已，将近二十年来对火箭发动机几乎没投资的后果，此后日益显现。HTV设计技术上远远领先于神舟系列的事实，也被有意无意中忽视了，更不要说同样正在开发中的国际空间站最大舱段“希望”号。

除了高风险，H-II火箭成本也十分高昂。早在连续失败前，为了提高日本火箭的竞争力，NASDA于1995年启动了H-IIA火箭开发计划。尽管只有一字母之差，但是发动机已经更新为LE-7A和LE-5B。H-IIA火箭的LE-7A发动机，尽管降低了性能指标，但是作为性能关键的比冲指标，仍然高达442秒，同时造价和可靠性都还算满意。至于LE-5B发动机，尽管比冲有所下降，只有447秒，但是膨胀循环发动机固有的高可靠性，易于多次起动等特性，配合低造价，这是一款很不错的上面级发动机。新火箭H-IIA整个设计对比H-II改变很大，只有很少部分和H-II通用，设计上力求降低成本，提高可靠性，工程上完全可以看做是一个新型号。

自2001年首发射以来，H-IIA火箭15次发射14次成功。2003年第6次发射失败后，JAXA根据事故调查的结果，把可靠性提到首位，对整个火箭系统重新进行评估，在此后更加重视可靠性的工作。H-IIA的发射费用也降低到9000万美元左右，高可靠性和低使用费用满足了开发要求，更扭转了H-II连续发射失利使日本航天面临的尴尬局面。与此同时，进入21世纪后，中国航天终于得到越来越多的经费，也开始正式开发新一代的液氧煤油发动机YF-100和液氧液氢发动机YF-77，但是过去二十年技术上的原地踏步，不是一朝一夕能补上的，比之1984年开始开发的分级燃烧的LE-7，YF-77最后采用的是技术上差一些的燃气发生器循环方式，推力也小得多。

回首过去三十年的历史，日本航天在持续稳定的预算支持下，把中国航天彻底赶超过去。不过好在近几年来，中国航天的预算已经凌驾于日本之上，日本用了20年在运载工具超越中国，或许我们也需要同样多甚至更长的时间赶超过去。此次H-IIB的发射成功，对于沉浸在中国火箭领先中的人来说，不吝于一记响亮的耳光，肯定很多人接受不了。而HTV的技术先进性，在中国10年前就发射神舟飞船的影响下，对纠结于中日航天技术的看客而言或许无所谓，但是有一天货运的HTV转型为客运的时候，大家还会无所谓吗？新一代飞船的开发，是到了提速的时候了。

2014年夏天，在位于日本东京郊外府中市一带，NEC新建了一处用于制造卫星的庞大地堡式工厂，这使得公司的卫星制造能力翻了一番。退出智能手机和半导体业务后，NEC公司希望自己能够在全球航天工业领域有更大作为。其他的日本科技公司也有类似愿望，但就目前而言，它们必须找到客户。

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