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日本的太空开发事业迎来转折点

科学 技术

日本宇航员油井龟美也在国际空间站(ISS)开始了为期约5个月的太空生活。8月,日本的“白鹳号”补给飞船驶向了国际空间站。本文对日本的太空开发事业现状进行了梳理归纳。

算上油井,已有10名日本宇航员实现了太空飞行

宇宙航空研究会开发机构(JAXA)的宇航员油井龟美也(45岁)于2015年7月23日搭乘“联盟号”宇宙飞船前往国际空间站(ISS),开始了长期的太空生活。他成为了第十位飞向太空的日本宇航员。

1990年,TBS电视台员工秋山丰宽进入前苏联“和平号”空间站,作为日本人首次实现了太空之旅,距今已过去25年。另外,毛利卫在宇宙开发事业团(现在的JAXA)工作时被选为首位候补宇航员,距今已有30年(毛利卫于1992年搭乘美国“奋进号”航天飞机飞向太空)。

另一方面,JAXA在7月8日公布了预定于2020年首次发射的“H3”新型国产火箭的开发计划。开发费用约为1900亿日元,按照计划将大幅削减单次发射成本和作业天数,做到每年发射六次。

中国太空开发进展惊人,日本也确定了“太空基本计划”

全球太空开发领域依然竞争激烈。中国尤为活跃,除了要在本世纪二十年代内建造大型空间站外,还打算在同一时期与俄罗斯合作实现“载人探月”。中国在2003年成功开展了载人航天活动,2013年发射的无人探测器也成功登陆了月球。

另一方面,日本政府在2015年1月9日召开的宇宙开发战略本部会议上敲定了新“太空基本计划”,该计划规定了2024年以前的太空政策方针。安倍晋三首相在会上强调:“我们在充分考虑新安保政策的基础上,制定了长远而具体的计划。这将成为一个历史性的转折点。”

具体而言,就是要建立相关体制,促使利用人造卫星监视船只和收集信息的太空系统可以直接用于安保目的。同时提出,未来十年内发射最多达45颗的人造卫星,相关费用由政府和民间共同筹集,合计将达到5万亿日元规模。

尤其是在太空探索和研究方面,未来十年计划通过“H2A”大型火箭发射三颗中型卫星,通过“艾普斯龙(Epsilon)”小型火箭发射五颗小型卫星。对于载人航天探测工作,会议也提出“将展开审慎而全面的研究讨论”。

2016年确定是否参与ISS延长使用计划

然而,日本并未掌握独立将宇航员送入太空和接回地球的技术。因此,日本人只能借助外国的宇宙飞船实现太空飞行,在2025年之前都不得不搭乘美国和俄罗斯等国的宇宙飞船。

另外,油井龟美也此次进入了“国际空间站”(ISS),对于日本是否今后将延长关于这一空间站的合作计划这一问题,政府表示将在2016年末前给出结论。ISS是由美国、俄罗斯、日本、加拿大和欧洲航天局(ESA)合作运营的。在轨组装工作始于1999年,2011年7月完工。空间站在距离地面约400公里的高空以大约27700公里的时速飞行,每天环绕地球约16周。起初预定服役至2016年,但目前美国正在讨论将使用期限延至2024年左右的方案。

问题在于运营费用,截至2010年,美国为ISS计划投入了64400亿日元,日本投入了7100亿日元,欧洲投入了4600亿日元,加拿大投入了1400亿日元。另外,2011~2015的5年间,预计美国需要支出18900亿日元,日本、欧洲和加拿大分别需要支出2000亿、500亿和250亿日元。有人批评用于太空探索和研究的费用过于庞大。2016年以后采用何种形式继续维持运营?情况不容乐观。

还有一个问题是目前完全依赖于俄罗斯的“联盟号”宇宙飞船运送宇航员。吞并克里米亚等问题导致欧美和俄罗斯之间对立加剧,很可能产生引起双方在空间站运营问题上相互扯皮之类的现象。

日本宇航员逗留时间仅次于美俄,存在感不断提升

日本宇航员从事航天活动是为了在太空环境下开展各种实验,最初借助的是美国的航天飞机,2008年以后使用了国际空间站。在空间站上,日本完成了“希望号”太空实验舱的安装和组装等工作。2009年以后,日本开始借助俄罗斯的“联盟号”宇宙飞船往返于地球和空间站之间,自古川聪返回地球的2011年11月以来,日本宇航员在太空逗留的累计时长已跃居全球第三,仅次于美国和俄罗斯。

第一个飞上太空的日本人是TBS电视台员工秋山丰宽。那是在1990年12月,他搭乘“联盟号”飞抵“和平号”空间站待了六天。日本首位宇航员是毛利卫,他在1992年搭乘美国的航天飞机飞向太空,并于2000年再次遨游了太空。

1994年,向井千秋作为日本乃至亚洲首位女性宇航员实现了太空飞行,很快便于1998年再度执行了航天任务。向井的第二次太空之旅早于毛利卫,她成为了首位实现多次太空飞行的日本宇航员。

此次执行航天任务的油井龟美也毕业于防卫大学,曾是一名航空自卫官和战斗机飞行员。2011年被认定为JAXA宇航员,此次将在国际空间站生活五个月。人们对今年45岁的油井龟美也寄予厚望,称其为“中年之星”,他要通过操作机械臂来完成日本“白鹳号”无人补给飞船的对接工作,还要向太空投放千叶工大开发的“S-CUBE”超小型流星观测卫星。

宇航员 太空飞行年份
秋山丰宽 1990年 第一个进入太空的日本人
毛利卫 1992年、2000年 第一个乘坐美国航天飞机飞上太空的日本人
向井千秋 1994年、1998年 日本乃至亚洲的第一位女性宇航员
土井隆雄 1997年、2008年 首次在国际空间站长期生活
若田光一 1996年、2000年、2009年、2013~2014年 航天次数最多(4次)
野口聪一 2005年、2009~2010年 首次实现舱外活动
星出彰彦 2008年、2012年
山崎直子 2010年
古川聪 2011年
油井龟美也 2015年
大西卓哉 预定2016年
金井宣茂 未定

“H3”新型火箭:力争将发射成本降低一半

另一方面,JAXA公布的“H3”新型国产火箭开发计划将基于现有“H2A”和“H2B”国产大型火箭的第二级火箭开发升级版引擎用作“H3”的一级引擎。通过简化引擎系统,将单次发射成本降至“H2A”的大约一半左右,也就是50亿日元左右,并将发射相关作业天数缩减一半,力争做到一年发射六次。

此外,尽管尚未最终确定,但日本计划要在三年后发射首个无人月面探测器“SLIM”。“SLIM”将采用“艾普斯龙”小型火箭5号机发射升空,开发和发射费用预计为100~150亿日元。日本的“隼鸟号”小行星探测器一直受到全球关注,而我们今后将在无人探月领域充分利用这方面积累的技术。

撰文:原野城治(Nippon Communications Foundation代表理事)

标题图片:身处国际空间站(ISS)穹顶舱的油井龟美也,窗外能看到蓝色的地球。2015年7月24日(摘自油井龟美也的推特)(图片提供:时事通讯社)

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