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小型火箭发射惨痛失败—对宇宙经济及国际竞争力亦有影响

2017年02月17日 海洋宇宙

宇宙航空研究开发机构(JAXA)内之浦宇宙空间观测所于15日发射的搭载了超小型卫星的小型火箭“SS-520”4号机,在第二节火箭点火时被终止,最后以发射失败而告终。事故的原因是在飞行过程中,无法接受到机体发出的通信信号。超小型卫星的开发,扩大利用和推进因与宇宙经济发展所需的人材培养以及宇宙产业的国际竞争力的加强有着直接关联而备受期待,这次失败所带来的影响也令人担忧。

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SS-520火箭4号机发射(JAXA提供)

本次发射使用的“SS-520”型号火箭,是在单节观测用火箭“S-520”的主引擎作为第一节的基础上,加上使用了碳纤维强化塑料(CFRP)作为第二节而轻量化的两节观测火箭。通过附加第三节,便可像此次这般发射超小型的卫星。本次发射的目的,便是获得用于发射超小型卫星的火箭开发所需的资料与技术。

迄今为止,成功发射卫星的火箭中最小最轻的,是1970年日本首次成功发射卫星的L-4S火箭。其全长16.5米,重9.4吨。相比之下,SS-520火箭4号机9.65米的全长更加小型,2.6吨的重量连L-4S火箭的三分之一都不到。而它却有着将140公斤重的卫星发射到地心轨道的能力。

此次搭载的卫星,是由东京大学的研究小组开发的超小型卫星“TRICOM-1”(重量约为3公斤,形似将3个边长12cm的立方体并列在一起)。“TRICOM-1”是基于同研究组过去开发的超小型卫星“ほどよしHodoyoshi-3号”及“ほどよしHodoyoshi-4号”而制成的。“ほどよしHodoyoshi-4号”和“ほどよしHodoyoshi-3号”一同,于2014年6月在俄罗斯的发射基地经由俄罗斯制火箭发射至地心轨道。其在地心轨道上以每秒348Mb的速率发射情报,并毫无差错地被地面设备成功接收。每秒348MB的速度相当于前一年发射的大型陆地观测技术卫星“大地Daichi-2号”(重约2吨)通信速度的一半。

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超小型卫星「TRICOM-1」(JAXA提供)

宇宙开发因其费用昂贵,并且从开发到发射需很长时间,因此事实上应用范围受到限制。特别是日本,因宇宙开发是依靠国费支援才得以继续,宇宙经济产业难以发展。2015年3月,内阁府、总务省、文部科学省、经济产业省等部门共同提出的“宇宙用零部件的综合技术战略”之中,给出了“通过宇宙用零部件的强化来提升人造卫星的竞争力”、“单体机器的输出额翻倍”、“通过增加国内优质机器来减少对海外的依存率”的战略目标。这是基于迄今为止因只依靠政府需求,而陷入宇宙产业规模难以扩大与失去国际竞争力的恶性循环而指定的。

根据经济产业省的分析,日本的人造卫星配件中,国产品占比大约只有6成。而高度依存于国产的推进类产品则只有2成。“宇宙用零部件的综合技术战略”恰恰显示了这一点。现在宇宙产业的规模,让民间企业进行宇宙用零配件开发以及商业化的投资,维持生产设备运转是十分困难的。这导致难以生产开发性能·价格优异的泛用类部件,这结果导致了对进口部件的大量依存。

包括超小型卫星“TRICOM-1”的开发在内的本次发射,是作为与这个技术战略关联的,经济产业省提出的“宇宙产业技术情报基盘整备研究开发事业(运用民生用品的宇宙机器在轨道上的实际验证)”之一而实施的。在预定之中,“TRICOM-1”在地球上空环绕同时接收地面终端送来的资料,在位于管制局上空时则通过指令执行向地面基站转送资料的任务,以及使用搭载的相机对地球进行摄影。通过这样反复积累经验,可以期待宇宙开发人才的培养,及日本的宇宙产业国际竞争力的强化。这是通过满足官需,用大型火箭发射大型卫星难以实现的。

对于本次发射,经济产业省提供了大约4亿日元的预算。和大型卫星发射相比,这称不上是一笔巨大的数字。但是考虑到超小型卫星的开发、活用所能带来的日本宇宙产业国际竞争力的提高,以及进而带来的经济发展这一战略不得不重新再来,这次失败的打击肯定是不小的!。

文/ 客观日本编辑部

相关链接(日语)

宇宙航空研究开发机构新闻稿“关于SS-520 4号机组实验结果”

宇宙航空研究开发机构新闻稿“关于SS-520 4号机组实验”

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