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日本号称航天发达,国际上还没印度有名?背后到底在搞什么幺蛾子

创作时间:
作者:
@小白创作中心

日本号称航天发达,国际上还没印度有名?背后到底在搞什么幺蛾子

引用
网易
1.
https://m.163.com/dy/article/JKOHFMOP0532J0NA.html

日本作为亚洲最引人瞩目的工业国之一,引领着众多领域的潮流。然而,在与美国、中国等航天巨头的国际较量中,日本在航天领域的表现,却令人非常失望。这一出人意料的反差,引起了航天迷和科技专家的好奇:为何手握尖端技术的日本,在航天舞台上却未能大放异彩?

日本航天的征程始于20世纪60年代。1969年,日本成功发射了首颗自主研发的“鹳号”卫星,正式踏入了航天时代的大门。此后,日本在航天领域持续深耕细作,在卫星发射技术上取得了显著进步,还在深空探测、载人航天等多个领域取得了重大突破。

而在这一征程中,H-IIA火箭是日本航天的“中流砥柱”。这款2001年首飞的火箭,由日本自主研发,属于中型运载火箭。截至2023年,H-IIA火箭已成功执行了30多次发射任务,每次都能准确无误地将卫星送达预定轨道,稳定性和可靠性堪称业界典范。

H-IIA火箭采用了高度模块化的设计;其动力系统、电子控制系统以及发射平台,都进行了精细的优化和调整,确保了火箭的高效性和可靠性。此外,H-IIA火箭还具备很强的适应性,可以根据不同的任务需求,进行多种配置;既能执行卫星发射,也可以承接其他复杂的航天任务。

除了发射技术的突破外,在深空探测领域,日本同样创造了令人瞩目的奇迹。2005年,日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)成功发射了“隼鸟号”探测器,并在2010年实现了从小行星采集样本,带回地球,让日本成为了全球首个完成这一任务的国家。

“隼鸟号”探测器的任务目标,是探索小行星“1999JU3”,并采集该小行星的样本进行分析。为了能够实现从小行星带回样本,“隼鸟号”配备了高精度的仪器设备,包括可分析小行星表面成分的光谱仪、采样装置和样本封装等系统。

这项任务的设计相当复杂,需要极其精确的导航与控制技术。幸运的是,日本凭借航天局(JAXA)在航天领域的深厚积累,成功地将样本带回了地球。随后,“隼鸟号2号”的发射,更为日本在在国际航天舞台上赢得了满堂喝彩。

然而,日本航天之路并非总是铺满鲜花。2018年,日本自卫队曾雄心勃勃,计划发射一颗宇宙监视卫星,以确保国家的防务和空间安全。这颗卫星原计划由日本自研的H-IIA火箭发射升空。但遗憾的是,发射过程中出现了意外,卫星未能进入预定轨道,让日本遭遇了航天史上的一次重大挫折。

这次失败的主要原因,在于H-IIA火箭的姿态控制系统出现了故障。在航天领域,火箭的姿态控制系统是确保任务成功的关键组件之一。它负责调整火箭相对于地球或其他参考系的方位和倾斜角度,以确保火箭能够准确、稳定地进入预定轨道。

H-IIA火箭在发射过程中正常升空,但在达到预定轨道时,火箭的姿态控制系统发生了异常,未能正确执行预定的轨道调整任务。最终火箭的轨道出现偏差,任务宣告失败。

2020年,日本的HTV-9货运飞船在发射过程中,再次遭遇失败。HTV系列是日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)研发,借助H-IIA火箭将物资运送到国际空间站的货运飞船。按原本计划,HTV-9货运飞船需带着补给、实验设备以及航天员所需物品,完成最后一次向国际空间站的补给任务。

在发射后的数分钟后,HTV-9的控制系统就开始出现问题,导致飞船未能准确调整轨道和飞船姿态,无法与国际空间站进行对接。深空飞行需要高精度的轨道计算和姿态控制,而载荷分离技术则涉及飞船与火箭分离、飞船与空间站对接等复杂过程。

HTV-9任务失败,很大可能是HTV-9的控制器算法或硬件出现问题,无法正确生成和调整指令,导致飞船姿态和轨道的出现偏差。飞船失联后,日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)进行了一系列的紧急排查和恢复操作,但未能挽回败局,这再次凸显了日本航天在深空飞行和载荷分离技术上的薄弱。

作为国际空间站的重要成员,日本航天技术的实力一直备受瞩目。但HTV-9的失败,却让国际航天界对日本的技术实力产生了质疑,也让合作伙伴对其技术稳定性产生了担忧。

资金问题也是日本航天面临的一大困境。与航天大国相比,日本的航天预算显得相对拮据。以2020年为例,日本的航天预算仅为约18亿美元,而美国NASA的预算则高达2500多亿美元。这样的预算差距使得日本在航天项目的规模、频率以及技术投入上都难以与大国匹敌。

在技术路线层面,日本H-IIA火箭虽然制造精良,发射系统也十分先进,但由于采用传统技术路线,其研发和生产成本都相对较高。H-IIA火箭采用的液氢技术虽然非常成熟,但缺乏可重复使用的技术,使得其火箭发射的成本居高不下。

相比之下,SpaceX公司凭借其创新的可重复使用火箭技术,如猎鹰9号,通过回收并再利用火箭的第一级,显著降低了发射成本,开创了商业航天发射的新纪元。

当前,日本正加速推进新一代火箭的研发工作,其中H3火箭作为重点项目,在设计上融入了众多创新元素,例如采用了更为先进的引擎,并且整体结构也更为精简。

日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)正全力以赴,倾尽所能,为H3火箭量身打造了新型LE-9A发动机。这款发动机以液氧和液氢为燃料,燃烧效率惊人,推力更是强劲无比,同时,火箭的整体设计也进行了全面优化,力求在性能和可靠性上达到前所未有的高度。

但新技术的研发之路总是充满荆棘。巨额的资金投入、技术验证的艰难、风险控制的复杂,每一项都是对日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)的巨大挑战。此外,国际航天市场的竞争也日益白热化;巴西、印度等新兴航天势力的迅速崛起,更是让日本感受到了前所未有的压力。

在国际方面,日本与美国虽然一直保持着紧密的合作关系,但国际政治环境的变幻莫测,如贸易争端、技术封锁等不确定因素,都可能对双方的合作关系产生深远影响。与此同时,虽然日本与中国在航天领域的合作潜力巨大,但历史和政治的阴影,却使得双方在技术交流、资源共享等方面难以顺利进行。

日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)可能需要调整策略,以更加灵活和开放的态度,积极寻求与中国的合作机会,共同推动航天技术的跨越式发展。

其实中日两国在航天领域已有许多合作先例。2002年,中国的神舟四号载人飞船与日本的气象卫星成功进行了合作任务。日本太空航空研究开发机构(JAXA)和中国国家航天局(CNSA)合作研发了“ASP”(Asynchronous Satellite Positioning System)卫星导航增强系统,该系统于2007年开始正式运作。

日本的“阿波罗”月球勘测探测器曾经与中国的“嫦娥”三号和四号月球探测器进行了合作,在月球上进行了科研合作和数据共享。2010年中日两国在月球探测方面实现了数据共享。2021年,中国航天公布了参与天宫空间站发展的17国名单,其中就包括日本。

据日本媒体报道,日本东京大学已与中国清华大学合作,在中国“天宫”太空空间站开展实验。这是日本唯一一个参加在“天宫”科研项目的团队,实验利用“天宫”空间站内的微重力环境,观察火箭发动机内部的燃料混合和燃烧过程,以期提高火箭发动机的性能和安全性。

通过合作,中日两国完全可以避免在航天领域的恶性竞争,共同推动航天事业的发展。中日两国在航天领域各有优势,通过合作可以实现技术上的互补,共同提升航天技术水平。随着国际合作的不断深入,日本完全有可能成为全球航天领域的重要力量。

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