日本举官民之力推进航天应用能否成功?

海洋 · 宇宙 2018年07月17日
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日本总务省7月4日发布的“四维网络城市应用特别工作组”最终报告中再次强调,通过广泛利用航天领域的成果,有望获得各种效果。“四维网络城市”中的“四维”是指,在庞大的数据解析和应用中加入时间要素。例如吸烟会导致患癌风险增加这个结论,就是通过名为“队列研究”的大规模调查确认得出的,这种方法以庞大数量的市民为对象,利用数十年的时间,对人们是否吸烟及其健康状态等进行跟踪调查。此次发布的报告揭示了一点,即利用AI(人工智能)进行数据解析,可以检测出以前难以检测到的短期变化,由此可开拓新的业务和服务。

另一方面,这次发布报告的时间恰好在北海道的航天类初创企业“星际科技公司”发射小火箭失败4天后。星际科技公司提出的开发使命是“以最低的费用发射世界上最小的火箭”,继2017年7月之后,已经连续两次发射失败。这次发动机点火后仅数秒就发生了故障。火箭发射后仅上升了约20米就掉了下来。虽然该公司表态要继续挑战,但未来之路似乎比较险峻。

日本举官民之力推进航天应用

星际科技公司的小火箭发射情景,2017年7月30日发射后因通信中断而以失败告终(图片由星际科技公司提供)

日本政府和民间都呼吁要进一步推进航天应用,但这种呼吁与实际之间存在较大的差距。2017年7月,日本国立研究开发法人“信息通信研究机构”(NICT)宣布,在高速绕地球运行的卫星与地面设施之间成功实施了量子通信验证实验。量子通信被期待成为终极高速大容量通信方法,未来将取代使用光纤的现有光通信。量子通信不仅通信容量大,用于通信保密的加密技术无法被破解这个特点也备受关注。在验证实验方面,中国和日本处于领先地位,不过,NICT使用的卫星是重约50kg、单边长度仅50cm的立方体,体积非常小,而中国的验证实验采用的是重约600kg的大型卫星,两国的实验方法大不相同。NICT使用的超小型卫星“SOCRATES”由日本的民营企业“AES”(Advanced Engineering Services Co., Ltd. )开发。该公司的主要业务是将航空航天技术开发中积累的技术,有效地应用于民间用途。

日本举官民之力推进航天应用

量子通信验证实验使用的超小型卫星“SOCRATES”(图片由NICT提供)

“四维网络城市应用特别工作组”的最终报告中还介绍了日本其他的航天初创企业,即以东京大学和东京工业大学的超小型卫星技术为基础,于2008年创建的“AXELSPACE”公司。该公司已经开发并发射了用于地球观测(遥感)的“Hodoyoshi-1号机”等三颗重量不到100kg的超小型实用卫星。目前都还在运行中,除观测卫星的设计和制作外,该公司还提供卫星数据的利用方法。“四维网络城市应用特别工作组”的最终报告中介绍了该公司雄心勃勃的业务计划,即地球观测网计划AxelGlobe,预定在2018~2022年间发射50颗超小型卫星,每天拍摄一次地球上大约一半的陆地。

像AxelGlobe这种使用大量超小型卫星的业务被称作“卫星星座”,以NICT为首的公共研究机构对此也十分关注。主导推进量子通信验证实验的NICT未来ICT研究所的主管研究员佐佐木雅英,针对民营企业发挥的作用这样说道: “要想实现量子通信航天通信网,发射一颗卫星就花费巨额费用是不现实的。日本以前那种以政府需求推进的航天业务开发方法已经不再适用。要想让众多企业进一步参与,实现民间主导,必须使用低成本的小型卫星。”

2018年3月,日本内阁府、总务省、外务省、文部科学省和经济产业省共同发布了培育航天领域初创企业的扶持政策。内容包括,以日本政策投资银行和产业革新机构为首,今后5年官民合计向航天业务投入约1000亿日元资金。另外,还将推进法律环境的完善。日本2016年发布了《宇宙活动法》和《卫星遥感法》,前者规定了关于私营企业发射火箭和运行卫星的许可制度,后者规定了关于卫星遥感装置的使用和记录处理规则等。

不过,日本面临的一个现实是,针对政府的这种呼吁,航天机构及行业的反应速度缓慢。经济产业省成立的“强化航天产业领域人才基础的研讨会”5月1日发布一份报告,指出日本的航天产业在人才方面存在的问题尤其巨大。

这份报告指出日本航天领域的开发长期以来一直依赖政府需求,人才缺乏流动性,航天设备产业缺少营销、海外营业、生产管理及项目管理等领域的专业性人才,航天应用产业缺少数据科学等领域的专业性人才。另外还公开了一个现实情况就是,日本每年从大学的航空宇宙教育专业毕业的本科生、硕士生及博士生合计约有2,400人,但其中从事航天产业相关工作的还不到10%。 

负责汇总整理这份报告的研讨会会长是东京大学的中须贺真一教授。中须贺教授还是负责整理总务省7月4日发布的“四维网络城市应用特别工作组”最终报告的特别工作组主任。也就是说,中须贺教授既整理出了关于推进航天应用的雄心勃勃的报告,也明确指出了日本在航天应用领域面临的严峻现状。

目前,世界各国都在结合航天技术和信息技术,多方开拓新业务,而日本的航天开发落后于其他各国。日本航天开发领域最近出现的各种动向,正是基于相关人员的这种危机感。日本内阁府宇宙政策委员会2017年5月发布“航天产业愿景2030”,愿景中提出了到2030年代初期,将目前每年仅1.2万亿日元的航天产业整体市场规模扩大1倍的目标。愿景中同时还预测,到2030年,全球的航天产业规模(销售额)将达到约70万亿日元,所以就算日本的规模即使增加一倍,从全球来看,所占比重也不大。

归根结底,日本面临的主要课题应该是人才的利用和培养。

文 小岩井忠道(JST客观日本编辑部)

相关链接:
总务省新闻发布资料:“发现变化创造价值(通过卫星数据温故知新)-发布‘四维网络城市应用特别工作组’最终报告书-”[网址]
“‘四维网络城市应用特别工作组’最终报告书”[PDF]
经济产业省“‘强化航天产业领域人才基础的研讨会’报告”[网址]

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2017年07月19日“NICT:利用超小型卫星进行量子通信的证实实验,在世界上首次获得成功”[网址]
2017年09月08日“解说日本民间独立开发火箭的意义”[网址]
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2017年05月19日“日本政府的小委员会:航天产业市场规模将在2030年代早期翻一倍”[网址]
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