世界航天及航天運(yùn)輸系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)

□張 菽 褚洪杰 關(guān) 嵩 張 濤

世界航天及航天運(yùn)輸系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)

□張 菽 褚洪杰 關(guān) 嵩 張 濤

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，世界航天活動(dòng)呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展的新態(tài)勢(shì)，主要航天國(guó)家和地區(qū)相繼制定或調(diào)整航天發(fā)展戰(zhàn)略、發(fā)展規(guī)劃和發(fā)展目標(biāo)，航天戰(zhàn)略在國(guó)家整體發(fā)展戰(zhàn)略中的作用日益突出，航天活動(dòng)對(duì)人類文明和社會(huì)進(jìn)步的影響進(jìn)一步增強(qiáng)

1957年，前蘇聯(lián)發(fā)射了第一顆人造地球衛(wèi)星，拉開(kāi)了人類探索宇宙空間的序幕。隨著技術(shù)的進(jìn)步，航天事業(yè)在國(guó)家整體發(fā)展戰(zhàn)略中的作用日益突出，對(duì)人類文明和社會(huì)進(jìn)步的影響也進(jìn)一步增強(qiáng)，航天的作用已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，對(duì)國(guó)家政治、經(jīng)濟(jì)、軍事與社會(huì)生活都產(chǎn)生著廣泛而深遠(yuǎn)的影響。進(jìn)入二十一世紀(jì)以來(lái)，世界航天活動(dòng)呈蓬勃發(fā)展的新態(tài)勢(shì)，主要航天大國(guó)和地區(qū)均制定了宏偉的航天發(fā)展戰(zhàn)略，立足本國(guó)國(guó)情，發(fā)展并保持與市場(chǎng)要求相適應(yīng)的技術(shù)水平，實(shí)施更大規(guī)模的空間開(kāi)發(fā)活動(dòng)。

航天事業(yè)的發(fā)展需要航天戰(zhàn)略的指引。航天發(fā)展戰(zhàn)略是一個(gè)較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)航天事業(yè)發(fā)展的總目標(biāo)、總?cè)蝿?wù)、總策略，是國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分，也是編制發(fā)展規(guī)劃的重要前提和依據(jù)。在國(guó)家高度關(guān)注、技術(shù)飛速發(fā)展的今天，研究世界主要國(guó)家的航天發(fā)展戰(zhàn)略，則顯得尤為重要。

世界航天發(fā)展戰(zhàn)略一覽

美國(guó)

作為世界超級(jí)航天強(qiáng)國(guó)，美國(guó)航天技術(shù)保持著世界先進(jìn)性和前瞻性，其發(fā)展戰(zhàn)略可概括為：保持航天強(qiáng)國(guó)的長(zhǎng)期成功和絕對(duì)領(lǐng)導(dǎo)，維護(hù)空間霸權(quán)主義。在該戰(zhàn)略指引下，美國(guó)制定了切實(shí)可行的發(fā)展路線：以航天技術(shù)“永保領(lǐng)先，與時(shí)俱進(jìn)”為宗旨，致力于航天活動(dòng)商業(yè)化，實(shí)施以技術(shù)探索和驗(yàn)證為目的的樣機(jī)戰(zhàn)略，使美國(guó)航天工業(yè)更具競(jìng)爭(zhēng)力；設(shè)立長(zhǎng)遠(yuǎn)深空探測(cè)與載人航天目標(biāo)，開(kāi)展有限的國(guó)際合作，推動(dòng)國(guó)家工業(yè)技術(shù)的發(fā)展。

俄羅斯

作為老牌世界航天強(qiáng)國(guó)，俄羅斯技術(shù)基礎(chǔ)雄厚，雖然發(fā)展過(guò)程中受經(jīng)濟(jì)制約，但還是力爭(zhēng)與美國(guó)抗衡。俄羅斯航天發(fā)展戰(zhàn)略可概括為：立足國(guó)情，實(shí)現(xiàn)單個(gè)領(lǐng)域突破，保持航天強(qiáng)國(guó)優(yōu)勢(shì)，兼顧提高經(jīng)濟(jì)效益。近年來(lái)，俄羅斯不斷擴(kuò)大航天國(guó)際市場(chǎng)份額的占有量，在國(guó)際商業(yè)發(fā)射市場(chǎng)所占的份額遙遙領(lǐng)先，保持著載人航天世界領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，積極尋求在深空探測(cè)領(lǐng)域的國(guó)際合作，確保獨(dú)立進(jìn)入空間的能力。為了滿足全球化競(jìng)爭(zhēng)的需求，俄羅斯將進(jìn)一步整合航天工業(yè)綜合體的資源，優(yōu)化生產(chǎn)能力，提高生產(chǎn)效率，形成合理高效的集約化組織結(jié)構(gòu)。

歐洲

由于各方面難以與美俄抗衡，歐洲國(guó)家在航天事業(yè)伊始就選擇了一條合作發(fā)展之路。這是條多元一體的道路，體現(xiàn)了歐洲國(guó)家之間優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、團(tuán)結(jié)協(xié)作的合力。歐洲航天發(fā)展戰(zhàn)略可概括為：擁有獨(dú)立、強(qiáng)健的航天工業(yè)，確保歐洲世界航天科技的前沿地位。歐洲秉承務(wù)實(shí)的設(shè)計(jì)理念，不盲目追求技術(shù)先進(jìn)性，充分考慮滿足發(fā)射需求，著眼于發(fā)射系統(tǒng)的低成本和高可靠性。近期歐洲主要通過(guò)國(guó)際空間站的合作建設(shè)利用，為未來(lái)深空探測(cè)積累技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，體現(xiàn)出歐洲將重點(diǎn)發(fā)展面向地球的航天技術(shù)，重視給大眾帶來(lái)切實(shí)利益，尋求在技術(shù)獨(dú)立自主與國(guó)際合作之間的最佳平衡。

日本

盡管一直在強(qiáng)調(diào)自主開(kāi)發(fā)，但由于政治上依附于美國(guó)，日本的航天政策與美國(guó)息息相關(guān)。目前隨著國(guó)內(nèi)政治的日益右傾化，航天發(fā)展也日益軍事化。日本總的航天發(fā)展戰(zhàn)略可概括為：發(fā)展航天技術(shù)，增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力和擴(kuò)大國(guó)際影響。日本在獲取美國(guó)支援的同時(shí)，正積極謀求獨(dú)立的航天能力。自2008年通過(guò)《宇宙基本法》后，日本積極發(fā)展太空能力以確保國(guó)家安全。大力發(fā)展軍用成像、偵查衛(wèi)星技術(shù)，開(kāi)展固體運(yùn)載火箭研制，帶動(dòng)軍事航天技術(shù)水平和能力的提升。

印度

印度基于“大國(guó)理念”，一直不遺余力發(fā)展航天事業(yè)。經(jīng)過(guò)幾十年的不懈努力，印度航天技術(shù)總體水平發(fā)展迅速，航天實(shí)力突飛猛進(jìn)。印度總的航天發(fā)展戰(zhàn)略可概括為：借助外部力量實(shí)現(xiàn)自主發(fā)展，實(shí)現(xiàn)有限目標(biāo)和重點(diǎn)發(fā)展。印度航天的一個(gè)顯著特征是走國(guó)際化研發(fā)之路，積極參與國(guó)際研發(fā)合作，引進(jìn)外資、技術(shù)和產(chǎn)品，再吸收、自造和創(chuàng)新，逐步形成自己的航天工業(yè)研發(fā)體系。在十多年國(guó)際市場(chǎng)開(kāi)拓中，印度已在國(guó)際商業(yè)發(fā)射服務(wù)市場(chǎng)占據(jù)了一席之地，先后為德國(guó)、韓國(guó)、印尼、阿根廷和加拿大等國(guó)發(fā)射衛(wèi)星，并且成功實(shí)現(xiàn)了亞洲首次火星探測(cè)任務(wù)，有力彰顯了印度航天大國(guó)的實(shí)力和地位。

航天運(yùn)輸系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)

航天運(yùn)輸系統(tǒng)是執(zhí)行往返于地球表面和空間軌道之間，空間軌道之間，以及地外天體著陸和返回運(yùn)輸任務(wù)的運(yùn)輸工具的總稱。它包括載人（載貨）飛船、運(yùn)載火箭、航天飛機(jī)、空天飛機(jī)、應(yīng)急救生飛行器和各種輔助系統(tǒng)等。

航天運(yùn)輸系統(tǒng)的組成單元較為豐富，按照應(yīng)用的任務(wù)范圍，航天運(yùn)輸系統(tǒng)可以分為三類，分別是進(jìn)入空間的一次性運(yùn)載火箭、服務(wù)于在軌有效載荷和空間運(yùn)輸?shù)暮教爝\(yùn)載器、實(shí)現(xiàn)天地往返運(yùn)輸?shù)目芍貜?fù)使用運(yùn)載器。

航天運(yùn)輸系統(tǒng)是一個(gè)國(guó)家進(jìn)出空間的基礎(chǔ)。在世界航天運(yùn)輸系統(tǒng)60余年的發(fā)展歷程中，截止到目前，已完成各類航天發(fā)射5300多次。美，俄，歐，中等國(guó)已陸續(xù)建立了完備的航天運(yùn)輸系統(tǒng)的工業(yè)體系。

涉足航天的國(guó)家數(shù)量及資金投入不斷增多

各傳統(tǒng)航天大國(guó)均根據(jù)自身特點(diǎn)制定航天運(yùn)輸系統(tǒng)型譜發(fā)展規(guī)劃，開(kāi)展新一代運(yùn)載火箭和重型運(yùn)載火箭的研制，向著更遙遠(yuǎn)的深空邁進(jìn)。以印度為代表的新興航天國(guó)家突出重點(diǎn)發(fā)展，逐步形成本國(guó)完備的航天運(yùn)輸系統(tǒng)，努力建設(shè)獨(dú)立自主的進(jìn)入空間能力并積極開(kāi)拓國(guó)際航天發(fā)射市場(chǎng)。韓國(guó)、朝鮮、巴西等國(guó)家逐步具備研制運(yùn)載火箭的能力。

世界航天產(chǎn)業(yè)持續(xù)高額投入，全球航天項(xiàng)目的政府預(yù)算在2012年和2013年都保持在720億美元左右。其中俄羅斯公共航天投入在過(guò)去5年平均以32%的速度遞增。航天項(xiàng)目投入在1000萬(wàn)美元到1億美元之間的國(guó)家，由2003年的10個(gè)增加到了2013年的30個(gè)。

深空探測(cè)成熱點(diǎn)國(guó)際合作出現(xiàn)新模式

美國(guó)、俄羅斯、印度及中國(guó)相繼公布了深空探測(cè)計(jì)劃。進(jìn)入21世紀(jì)，美國(guó)制訂了多項(xiàng)包含月球以遠(yuǎn)深空探測(cè)任務(wù)計(jì)劃，并發(fā)展新一代重型運(yùn)載火箭航天發(fā)射系統(tǒng)（Space Launch System，SLS）用以滿足“月球以遠(yuǎn)”深空探測(cè)的任務(wù)需求。俄羅斯也明確提出未來(lái)幾年的火星、金星和木星探測(cè)計(jì)劃。印度在2020空間科學(xué)項(xiàng)目路線圖中，規(guī)劃了未來(lái)開(kāi)展小天體等的探測(cè)，并成功發(fā)射首顆火星探測(cè)衛(wèi)星“曼加里安”，2014年9月24日進(jìn)入火星軌道，成為亞洲第一個(gè)自主研發(fā)開(kāi)展火星探測(cè)的國(guó)家。我國(guó)在深空探測(cè)方面，選擇有限目標(biāo)，分步開(kāi)展深空探測(cè)活動(dòng)，按照“繞、落、回”三步走發(fā)展思路推進(jìn)月球探測(cè)工程建設(shè)，開(kāi)展深空探測(cè)專項(xiàng)論證，推進(jìn)開(kāi)展對(duì)太陽(yáng)系行星、小行星和太陽(yáng)的探測(cè)活動(dòng)。

深空探測(cè)發(fā)展更加注重國(guó)際合作。2013年8月，國(guó)際空間探測(cè)協(xié)調(diào)組織（ISECG）對(duì)外發(fā)布了新版《全球探索路線圖》，通過(guò)路線圖的實(shí)施，相關(guān)各國(guó)將發(fā)揮各自航天技術(shù)優(yōu)勢(shì)，逐步形成空間開(kāi)發(fā)同盟，共同開(kāi)展高起點(diǎn)、高水平和大規(guī)模的長(zhǎng)遠(yuǎn)空間開(kāi)發(fā)活動(dòng)。

型譜體系完善 新產(chǎn)品形成能力

一次性運(yùn)載火箭仍將占據(jù)航天運(yùn)輸系統(tǒng)的絕對(duì)主導(dǎo)地位，運(yùn)載火箭型譜化、系列化、模塊化和組合化仍是當(dāng)前一次性運(yùn)載火箭發(fā)展的重要方向，重型運(yùn)載火箭和空間組裝技術(shù)得到重視和發(fā)展。未來(lái)五年SLS，安加拉，阿里安6等火箭將形成能力，實(shí)現(xiàn)火箭的跨代發(fā)展。快速發(fā)射的小型運(yùn)載火箭成為快速響應(yīng)空間，實(shí)現(xiàn)空間系統(tǒng)快速部署的主要運(yùn)載工具。以上面級(jí)技術(shù)為基礎(chǔ)的軌道運(yùn)輸及服務(wù)飛行器，對(duì)利用空間和控制空間能力的提升和拓展具有重要作用，不僅可機(jī)動(dòng)部署衛(wèi)星，未來(lái)還能提供在軌維修和服務(wù)，從而顯著提高空間資源的靈活性和作戰(zhàn)能力。

重復(fù)使用技術(shù)是航天運(yùn)輸未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，是降低發(fā)射成本的一條重要途徑。重復(fù)使用天地往返技術(shù)是航空和航天融合的一個(gè)典型代表，同時(shí)也是航天運(yùn)輸技術(shù)中最具有前瞻性、前沿性和戰(zhàn)略性的高新技術(shù)。美國(guó)XS-1，歐洲IXV等重復(fù)使用運(yùn)載器將陸續(xù)完成演示驗(yàn)證，逐步向工程應(yīng)用方面發(fā)展。

產(chǎn)業(yè)模式多樣商業(yè)化運(yùn)作加強(qiáng)

各傳統(tǒng)航天強(qiáng)國(guó)的管理模式逐步呈多樣化發(fā)展，發(fā)展形式和實(shí)施途徑開(kāi)始強(qiáng)調(diào)靈活性和創(chuàng)新性。美國(guó)采用軍民分離模式，國(guó)防部負(fù)責(zé)軍用航天戰(zhàn)略和軍用航天活動(dòng)的組織實(shí)施，航空航天局負(fù)責(zé)民用航天戰(zhàn)略的組織實(shí)施和開(kāi)展民用航天活動(dòng)。俄羅斯由軍民統(tǒng)一到軍民分治再到軍民統(tǒng)一，其改革經(jīng)歷了一個(gè)螺旋式變化過(guò)程。目前私營(yíng)企業(yè)介入航天領(lǐng)域，廣泛采用扁平化管理模式，有力挑戰(zhàn)傳統(tǒng)模式，航天商業(yè)市場(chǎng)氛圍濃厚。美、俄、歐的運(yùn)載火箭，都有專門(mén)的合資公司開(kāi)展商業(yè)化運(yùn)營(yíng)，商業(yè)發(fā)射將成為未來(lái)進(jìn)入空間的主要方式。

航天大國(guó)均制定長(zhǎng)期國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略

世界主要航天國(guó)家十分注重航天發(fā)展的政策導(dǎo)引作用，超前部署發(fā)展進(jìn)入空間和利用空間的能力。美國(guó)公布了《國(guó)家航天政策》，俄羅斯政府公布了《2030年前及未來(lái)俄羅斯航天發(fā)展戰(zhàn)略》、歐空局公布了《歐洲航天政策》，日本公布了《宇宙基本法》。我國(guó)應(yīng)統(tǒng)籌軍民兩個(gè)領(lǐng)域，從國(guó)家層面制定統(tǒng)一的航天活動(dòng)基本法和發(fā)展路線圖，規(guī)劃未來(lái)較長(zhǎng)一段時(shí)期的宇宙開(kāi)發(fā)和空間探索活動(dòng)。

國(guó)家應(yīng)給航天運(yùn)輸系統(tǒng)更多經(jīng)費(fèi)和政策支持

進(jìn)入新世紀(jì)，美、俄、歐、日、印紛紛出臺(tái)雄心勃勃的太空開(kāi)發(fā)計(jì)劃，并給予足夠的經(jīng)費(fèi)支持。而我國(guó)在航天上的投入尚不及美國(guó)的十分之一。因此建議國(guó)家給予發(fā)展航天運(yùn)輸系統(tǒng)更多的經(jīng)費(fèi)支持，持續(xù)提升進(jìn)入空間的能力，為利用和控制空間奠定基礎(chǔ)。另外，建議國(guó)家在航天商業(yè)化、民營(yíng)資本進(jìn)入、火箭產(chǎn)品及技術(shù)出口等方面給予更多的政策支持。

轉(zhuǎn)變觀念以靈活運(yùn)營(yíng)模式應(yīng)對(duì)新興市場(chǎng)

航天工業(yè)部門(mén)應(yīng)當(dāng)以更加開(kāi)闊的視角、更加開(kāi)放的心態(tài)、更加新穎的理念推動(dòng)我國(guó)航天運(yùn)輸系統(tǒng)發(fā)展。進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)國(guó)家政策的研究和把握，在國(guó)家“一帶一路”建設(shè)中發(fā)揮“亮點(diǎn)”作用，以“互聯(lián)網(wǎng)+”的思維推動(dòng)火箭商業(yè)化運(yùn)作和工業(yè)化進(jìn)程；積極面對(duì)日益洶涌的航天商業(yè)化浪潮，主動(dòng)出擊，做好運(yùn)載火箭商業(yè)化運(yùn)作的研究和方案；進(jìn)行與民營(yíng)資本合作開(kāi)展商業(yè)化運(yùn)營(yíng)模式的試點(diǎn)工作，實(shí)行競(jìng)爭(zhēng)性采購(gòu)，專注于低成本、高可靠和高效率，努力打造具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的商業(yè)火箭。■

（作者單位：中國(guó)航天科技集團(tuán)公司）