中国宇宙开发:进步迅速 成果惊人

中国宇宙开发:进步迅速 成果惊人

日本《军事研究》2月号刊登了日本军事评论家野木惠一的一篇题为《中国的宇宙军事开发》的文章,文章称,一直通过自力更生开发运载火箭的中国,现在已经是仅次于美国和俄罗斯的世界第三大宇宙开发国。中国对所有与宇宙相关的领域都很重视,但重点却是自己的卫星定位系统和海洋监视卫星,由此也可以看出其对抗美国之心。

神舟飞船

神舟飞船
  • 中国是通过自己的力量在推进载人飞船的开发。在这点上,其与美俄立场一致,而与日本和欧洲航天局(ESA)不同。 日本和ESA此前也培养了多名宇航员,并且送上了太空,但至今仍不具备自主向太空输送人员的手段。这些宇航员都是乘坐美国的航天飞机或者俄罗斯的联盟号飞船步入太空的。不客气地说,他们都是“客人”,而非自己开拓宇宙的先驱者。

  • 众所周知,美国的航天飞机于2011年退役,现在就连美国也没有了自己的载人飞行手段。NASA(美国航空航天局)鼓励民间技术和资本进行载人飞船开发,目前已经有2种新型飞船进入试验阶段,但在前者实用化之前,眼下只能依赖俄罗斯的联盟号。

  • 关于载人飞船的意义,存在各种观点。如果是单纯的科学实验和观测,反倒是不载人飞船更方便。即便是军事任务,也未必非要通过人来实施。然而,载人飞船能吸引全世界的目光,有利于提高国家地位。 中国的神舟载人飞船是以联盟号为模本,但却并非“山寨”,是而中国花钱买来技术后在中国制造的。图为中国神舟10号飞船示意图。

  • 搭载3人的神舟飞船实际上比联盟号飞船直径还要大12%,感觉像是大一圈的联盟号。这完全是中国自己重新设计的。最重要的返回舱空气力学数据和机内配置也借鉴了联盟号,但搭载器械 都被替换成了国产产品。从着陆后的表面状态来看,返回时的热防护也使用了与联盟号不同的材料。

  • 神舟一号于1999年11月在甘肃省酒泉发射中心不载人地通过长征2号F火箭发射升空,次日在内蒙古自治区着陆。神舟二号、神舟三号、神舟四号分别于2001年、2002年、2002年发射升空,均为不载人飞行。

  • 神舟五号于2003年10月15日搭载着38岁的杨利伟空军中校发射升空,在飞行21小时后着陆。中国从发射第一艘不载人飞船到第一艘载人飞船中间隔了4年,前后发射了5次。如果从美苏冷战时期的载 人飞船开发速度来看,中国的进程并不快,可以说是在谨慎地控制着进程。但这也可以看出,在中国的整个宇宙开发事业中,载人计划的优先度可能并不是特别高。图为中国首位航天员杨利伟在神舟五号返回舱成功着陆后,自主出舱。

  • 尽管如此,中国的载人飞船事业仍稳步前进。2005年10月,神舟六号搭载2名航天员飞行了5天。2008年9月神舟七号搭载了3名航天员,其中一人出舱活动。 2011年9月,中国发射不载人的天宫一号实验性空间站,并与随后发射的不载人飞船神舟八号实现交会对接。2012年6月中旬,神舟九号也实现交会对接,包括1名女性在内的3名航天员进入天 宫一号,并在空间站内逗留至月末。2013年6月,同样搭载包括1名女性在内3名航天员的神舟十号飞船也实现交会对接,在太空逗留15天后返回地面。

  • 中国的载人飞船计划非常忠实地借鉴了过去美苏的计划,现在大概相当于前苏联1970年左右的水平。前苏联发射的联盟9号(搭载2名宇航员),独自在太空逗留了18天。

  • 中国如果今后也追赶前苏联脚步的话,应该会效仿联盟号发射更大型的空间站,安排2至3名航天员在太空逗留半年左右时间。如果按照现在的发射进度,中国还要花费数年才能达到上述阶段。图为神舟9号载人飞船与天宫一号空间实验室对接CG图。

运载火箭

运载火箭
  • 上世纪60年代初,中苏对立导致苏联中断了对华技术援助,此后中国在开发运载火箭上不得不走自力更生的道路。 中国的运载火箭都是以“长征”命名的。曾发射东方红1号卫星的长征一号是从中程弹道导弹东风-4发展而来,采用了3级火箭,推进剂燃料采用偏二甲肼(UDMH),氧化剂采用硝酸。

  • 1974年以后出现的长征二号至四号,均是从洲际弹道导弹东风-5发展而来,推进剂采用偏二甲肼和四氧化二氮(NTO)。像发射神舟飞船的长征二号F火箭就安装了固体推进器。长征三号系列 的一级火箭使用了液态氢和液态氧。长征五号及其之后的火箭目前还处于开发阶段。图为1970年4月24日,长征一号运载火箭整装待发,准备搭载东方红一号卫星升空。

  • 长征系列火箭的各个型号采用字母来区分,有的也会用甲乙丙丁来区分。长征系列火箭都是从以下3个发射场发射——酒泉卫星发射中心(甘肃省酒泉)、太原卫星发射中心(山西省太原)、 西昌卫星发射中心(四川省西昌)。 这也是中国火箭开始活动的顺序。东方红1号卫星就是从酒泉卫星发射中心发射的。神舟载人飞船和天宫一号也都是从这里发射的。虽然酒泉是甘肃的地名,但实际上该中心主体部分位于相邻 的内蒙古自治区境内。

  • 太原卫星发射中心主要用来发射极地轨道的地球观测卫星。位于山中的西昌卫星发射中心与美国肯尼迪宇航中心位于同一纬度,适合往赤道轨道发射卫星。中国的地球同步卫星都是从西昌中心发 射的。图为甘肃酒泉卫星发射中心航拍图。

  • 西昌发射场虽处于低纬度,但由于身处内陆,可以说并不适合发射火箭(一级火箭残骸会落在中国境内)。因此,中国在最南端的海南岛(海南省)的文昌,建设了专门发射赤道轨道卫星的文昌 卫星发射中心,2014年10月建成。中国将该发射场称为“海南航天发射场”或“海南文昌国际商业卫星发射中心”,预计中国从海外接到的商业通信卫星发射订单,都会从该发射场送入太空。

  • 该发射场位于北纬19度,距离赤道非常近,可以更好地将地球离心力附加在发射火箭的惯性速度上。另外,一级火箭残骸会落入海洋,不用像以前那么担心对地面造成的损害。图为长征五号运载火箭示意图。

侦察卫星

侦察卫星
  • 中国并没有针对军事卫星提出明确的军事计划。在这点上,其他国家也是如此。俄罗斯军事卫星仍是前苏联以来的宇宙号,被放在与科学卫星和技术卫星相同的框架内。宇宙系列卫星始于 1962年,已经发射了2500颗。 美国有多个系列名称的军事卫星(如DSP、DSCS等),但在发射侦察卫星时,却不特别赋予名字,只能了解到是NRO(美国国家侦察局)多少号卫星,如“大鸟”“ KH-11”等名称都只不过是 外界臆测,而非当局公开的名称。 日本在发射“情报搜集卫星”(IGS)时,会公开计划名称,但对其外观和性能等却进行保密,IGS搜集到的情报和图像也不会公开。

  • 美国国防部每年向国会提交的“中国军力报告”中,会在最新版的“参考文献”中,针对下面这些地球观测卫星,注明其可能是侦察卫星。 不过,2006年以来,中国已经发射了18颗遥感卫星。根据中国公布的数据,遥感卫星的用途是国土资源调查、估算农作物收成、预防自然灾害。 高分系列卫星。2013年4月,中国发射第一颗高分卫星,计划在2020年之前发射14颗。卫星上搭载多光谱照相机。第二颗卫星于2014年9月发射。图为高分一号卫星绘制的北京遥感图。

  • 快舟系列卫星。“快舟”与其说是卫星名称,不如说是以哈尔滨工业大学为中心开发的新的小型运载火箭,只不过其搭载的有效载荷也叫同一个名字。这种卫星可在发生灾害时,迅速发射升 空,观测地面。第一颗快舟卫星于2013年9月发射,第二颗卫星于2014年11月发射。

  • 天绘系列卫星。这是一种支援国家测绘局制作国土地图的卫星。2010年8月发射了第一颗,2012年5月发射了第二颗。图为2014年珠海航展上的“飞天一号”快速响应机动式火箭发射系统模型,可在4小时内从任意地点发射卫星。

  • 资源系列卫星。这是一种陆地资源探测卫星。自1999年发射第一颗以来,资源一号系列卫星基本每4年发射一颗。另外,2000年开始发射资源二号系列卫星,每2年发射一次。2012年开始发射 三号系列卫星。 海洋系列卫星。这是一种以调查海洋资源为目的的卫星,2002年发射了海洋一号A,2007年发射海洋一号B。2011年,海洋二号A登场。

  • 这些地球观测卫星中,到底有多大比例是执行军事任务,有多大比例是民用,这点很难去判断。实际上,一颗卫星搜集的数据,本来就既可被用于军事,也可被用于民生。 与地球观测卫星不同, 烽火系列通信卫星、天链系列数据中转卫星,当然也都可以中转军事通信和军用数据。 另外,返回系列卫星回收试验卫星、实践系列技术试验卫星中,也可能是掺杂进军事技术的试验卫星。图为中国海洋二号卫星模型。

北斗导航卫星

北斗导航卫星
  • 日常生活中,人们几乎不会意识到美国的全球定位系统(GPS)原来是军用系统。然而,GPS已经融入现代社会,以各种形式应用于人们的生活中。 但GPS属于军用系统这是不争的事实。如果发生大规模战争或武装冲突,与美国对立的一方可能会破坏GPS卫星,对电波实施干扰。美国也未必不会为了防止对方使用GPS,而有意降低GPS的精度。

  • 对于美国以外的国家来说,无论GPS如何便利,面对美国一国掌握着其支配权,可以任意操作的事态,都绝不会心安理得。与美国同一阵营的人尚且如此,与美国对立的国家自然要寻求构建不 依赖GPS的独立定位系统。 可以对抗GPS系统的定位系统已经有俄罗斯的GLONASS、欧洲的GALILEO,而中国仍然在建设北斗定位系统。图为美国GPS全球定位系统卫星在轨运行设想图。

  • 与使用中高度卫星的GPS和GLONASS不同,北斗使用的是地球同步卫星。另外,相对于专门接收电波的GPS和GLONASS,北斗的用户终端拥有收发功能,可与地球同步卫星实现应答,测定当前位置。

  • 北斗系统首先是由终端向卫星发送电波,收到该电波的多个地球同步卫星会向地面基站发送数据,地面基站计算终端的当前位置,再通过卫星向终端发送位置数据。中方通过这种方式,可以进行误差只有0.5米的定位。另外,借助与卫星的交流,可以进行相当于120个汉字的文字通信。图为北斗导航卫星定位示意图。

  • 中国在2000至2007年间,发射了北斗一号系列的A至D型卫星,它们静止于俯瞰中国本土位置的赤道上,进行技术试验。

  • 2007年起,中国开始发射北斗二号系列卫星。北斗二号的别称是COMPASS,可以并用地球同步轨道以外的同期轨道和与GPS同等高度的约2万米的中地球轨道的卫星,因此是不同于北斗一号的系统。另外,其服务区域也将从中国本土向亚洲、西太平洋全域推广,预计2020年左右实现实用化。图为北斗导航系统提供亚太区域服务示意图。

反卫星试验

反卫星试验
  • 中国2007年1月11日,实施反卫星(ASAT)试验,摧毁了本国一颗废旧气象卫星。得知这一事实后,以美国为首的世界很多国家纷纷谴责中国。 中国用于发射反卫星的是有别于长征系列的“开拓者”一号运载火箭。它是从车载移动式中程弹道导弹东风-21发展而来。开拓者一号是中国首枚4级全固体运载火箭,弹头部分搭载了通过撞击破坏卫星的动能拦截器(KKV)。

  • 从西昌中心附近发射的开拓者的动能拦截器,先接近在高度847至869千米、倾斜角99.8度的准极地轨道飞行的风云一号C气象卫星,然后从中国上空地846千米高度正面撞击。卫星与KKV撞击后,化为数千块碎片,散落在轨道上。图为外媒绘制的中国SC-19反卫星导弹想象图。

  • 中国的行为之所以遭受外部谴责,一个原因就是这些碎片给各国载人空间器和不载人卫星造成了威胁。 散落在轨道上的碎片,因为稀薄大气的阻力,一边扩散,一边降低高度前行。也就是说,在900米高度以下飞行的几乎所有卫星都有可能与试验中的碎片相撞,受到损害。

  • 中国的反卫星试验遭受国际谴责的另一个原因是,这可能直接成为大国间的军备竞赛、宇宙军扩的借口。美国和苏联过去曾竞相开发反卫星武器,在轨道上制造了大量碎片。后来,美苏出于反省,在上世纪80年代中后期,宣布各自中止试验。两国那之后没有在太空进行反卫星试验。

  • 然而,这也并非是通过国际条约禁止的,终归只是美苏的自觉行为。因此,在受到中国刺激后,某一方可能改变想法,再次单方面进行反卫星试验。图为中国公开的空射运载火箭,外媒曾猜测该火箭可改装为反卫星导弹。

  • 国际舆论的动向对中国也产生了一定作用。中国在那之后再未进行实际破坏式的反卫星试验。美国国防部的“中国军力报告”也不再提及中国反卫星能力。 “开拓者”运载火箭的试验,积累着反卫星能力。

  • 不过,中国能够证明的只是自己有能力破坏在1000千米高度以下的准极地轨道飞行的卫星,符合该范围的只是些侦察卫星、气象卫星等部分军用卫星。军事通信卫星位于地球同步轨道,GPS也位于2万千米高度的轨道上。以开拓者的能力,尚达不到这些轨道。

  • 所以,假使美中陷入全面战争,中国以现在的能力,也不能将美国军事卫星从轨道上清除,更不会导致GPS无法运转。在中国反卫星试验后登场的“中国威胁论”的确有些言过其实。图为中国“开拓者”系列运载火箭。

从中国的整个军事宇宙开发来看,似乎是在全面开花。但这其中值得关注的是中国的海洋监视能力。这与中国正在开发的反舰导弹的运用有关。反舰导弹运用的关键是监视美军舰队的动向,为此海洋监视卫星就显得尤为重要。

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