祁首冰 付郁(北京空間科技信息研究所)
2018年2月5日,韓國航天最高決策機(jī)構(gòu)——韓國國家航天委員會(huì)召開第14次會(huì)議,審議并通過了韓國《第三次航天開發(fā)振興基本計(jì)劃》(簡(jiǎn)稱《第三次計(jì)劃》),明確了未來5年韓國航天發(fā)展的目標(biāo)、重點(diǎn)任務(wù)和實(shí)施途徑等。此外,為保持政策的連續(xù)性,同時(shí)給出了至2040年的遠(yuǎn)景規(guī)劃。對(duì)比上屆政府于2013年底出臺(tái)的雄心勃勃的《航天開發(fā)中長(zhǎng)期規(guī)劃(2014-2040)》(簡(jiǎn)稱《中長(zhǎng)期規(guī)劃》,詳見《國際太空》2014年第6期《2014-2040年韓國航天發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃》),《第三次計(jì)劃》出現(xiàn)較大幅度變化,反映出韓國航天發(fā)展戰(zhàn)略的調(diào)整。
韓國航天起步于20世紀(jì)80年代末。1996年,韓國政府出臺(tái)了首個(gè)航天發(fā)展規(guī)劃—《航天開發(fā)中長(zhǎng)期基本計(jì)劃(1996-2015)》。此后,韓國政府對(duì)該規(guī)劃進(jìn)行了3次修訂。
2005年5月,韓國頒布首部航天法—《韓國航天振興法》,其中規(guī)定,政府需每隔5年制定一次《航天開發(fā)振興基本計(jì)劃》,明確未來5年韓國航天發(fā)展的目標(biāo)、重點(diǎn)任務(wù)和實(shí)施途徑等。韓國總統(tǒng)任期5年,韓國航天法頒布以來,基本每任總統(tǒng)執(zhí)政后都著手組織航天發(fā)展五年計(jì)劃的制定,并在1年內(nèi)由韓國國家航天委員會(huì)審議通過并正式頒布。韓國政府分別于2007年6月和2011年12月出臺(tái)了《第一次航天開發(fā)振興基本計(jì)劃》和《第二次航天開發(fā)振興基本計(jì)劃》(簡(jiǎn)稱《第二次計(jì)劃》)。2013年11月,韓國政府還出臺(tái)了《航天開發(fā)中長(zhǎng)期規(guī)劃(2014-2040)》,是對(duì)《第二次計(jì)劃》的修訂和增補(bǔ)。《第三次航天開發(fā)振興基本計(jì)劃》既是韓國文在寅政府出臺(tái)的航天五年基本計(jì)劃,同時(shí)也是對(duì)上屆政府出臺(tái)的《中長(zhǎng)期規(guī)劃》的修訂。
預(yù)算方面,2015年、2016年和2017年韓國政府航天預(yù)算總額分別為6248億韓元(約合5.9億美元)、7278億韓元(約合6.9億美元)和6703億韓元(約合6.4億美元)。2017年韓國政府航天預(yù)算出現(xiàn)了4年來的首次下降。2017年度,衛(wèi)星、運(yùn)載火箭和空間探測(cè)領(lǐng)域預(yù)算占年度航天總預(yù)算的比例分別為46%、36%和12%。
衛(wèi)星領(lǐng)域,韓國自1992年擁有首顆衛(wèi)星以來,共計(jì)研制發(fā)射了13顆衛(wèi)星。目前4顆在軌運(yùn)行,7顆在研(由商業(yè)公司采購的國外制造的7顆通信衛(wèi)星未計(jì)入)。2006年、2012年和2015年分別擁有了全色1m、全色0.7m和全色0.55m的高分辨率光學(xué)成像衛(wèi)星(韓國多用途衛(wèi)星-2、3、3A),2013年擁有了分辨率1m的雷達(dá)成像衛(wèi)星(韓國多用途衛(wèi)星-5)。2010年擁有了靜止軌道氣象海洋觀測(cè)衛(wèi)星(千里眼-1)。在研衛(wèi)星包括計(jì)劃于2018年和2019年發(fā)射的千里眼-2A和2B衛(wèi)星,以及計(jì)劃于2020年和2021年發(fā)射的分辨率達(dá)0.5m的雷達(dá)成像衛(wèi)星和分辨率達(dá)0.28m的光學(xué)成像衛(wèi)星等。
運(yùn)載火箭領(lǐng)域,韓國分別于1993年、1997年和2002年成功發(fā)射了一級(jí)固體探空火箭、二級(jí)固體探空火箭和三級(jí)液體探空火箭。2013年1月,羅老號(hào)運(yùn)載火箭成功發(fā)射,韓國成為繼朝鮮之后世界第11個(gè)自主發(fā)射火箭將衛(wèi)星送入預(yù)定軌道的國家。韓國已于2010年啟動(dòng)了自主運(yùn)載火箭——韓國航天運(yùn)載火箭-2項(xiàng)目(LEO運(yùn)載能力1.5t的三級(jí)液體火箭),計(jì)劃于2021年進(jìn)行首飛。截至目前,該項(xiàng)目取得的里程碑進(jìn)展是75噸級(jí)液體發(fā)動(dòng)機(jī)于2016年7月進(jìn)行的燃燒試驗(yàn)取得成功。
空間探測(cè)領(lǐng)域,韓國2015年正式立項(xiàng)首個(gè)空間探測(cè)項(xiàng)目—韓國探月工程一期,當(dāng)時(shí)計(jì)劃于2017年使用國外運(yùn)載火箭發(fā)射其與美國國家航空航天局(NASA)合作研制的月球軌道器,現(xiàn)已更改為2020年發(fā)射。
與上屆政府雄心勃勃的《中長(zhǎng)期規(guī)劃》相比,從《第三次計(jì)劃》的愿景、原則、目標(biāo)和重點(diǎn)任務(wù)等各個(gè)方面,可以看出韓國航天發(fā)展戰(zhàn)略出現(xiàn)了較大幅度的調(diào)整,更為強(qiáng)調(diào)實(shí)用性和可行性。
《第三次計(jì)劃》指出,韓國航天發(fā)展的愿景為:通過發(fā)展挑戰(zhàn)性和實(shí)用性的航天項(xiàng)目,為保障國家安全和提高人民生活質(zhì)量做出貢獻(xiàn)。
《第三次計(jì)劃》指出,韓國優(yōu)先發(fā)展實(shí)用性的航天技術(shù),考慮到所處的東北亞地區(qū)復(fù)雜的地緣關(guān)系,還應(yīng)發(fā)展戰(zhàn)略性的航天技術(shù)。此外,對(duì)有助于提升國家地位和國民自豪感的領(lǐng)域,選擇性地適當(dāng)投入。計(jì)劃明確列出韓國航天發(fā)展的最優(yōu)先級(jí)是保障國家安全和提升國民生活質(zhì)量相關(guān)的領(lǐng)域,前者包括運(yùn)載火箭、偵察衛(wèi)星、導(dǎo)航衛(wèi)星等,后者包括民商用對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星等;其次是提升國家地位和國民自豪感的領(lǐng)域—月球探測(cè);再次是商業(yè)航天、航天技術(shù)應(yīng)用、空間科學(xué)等領(lǐng)域;載人航天暫不涉及。
運(yùn)載火箭是戰(zhàn)略性領(lǐng)域,發(fā)射服務(wù)產(chǎn)業(yè)對(duì)于韓國來說也是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),韓國政府將予以重點(diǎn)發(fā)展,保證資源投入,按期實(shí)現(xiàn)第一階段目標(biāo)。韓國航天運(yùn)載火箭-2首飛成功后,一段時(shí)期內(nèi),將重點(diǎn)提高該型火箭的可靠性,培育發(fā)射服務(wù)提供商和相關(guān)產(chǎn)業(yè)。運(yùn)載能力更大的火箭研制工作適當(dāng)延期。
衛(wèi)星及應(yīng)用領(lǐng)域,對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星仍是重點(diǎn),除了繼續(xù)研制發(fā)射高性能但高成本的“韓國多用途衛(wèi)星”
和“千里眼”衛(wèi)星,將大量研制高性價(jià)比的“下一代中型衛(wèi)星”(500千克級(jí)),并首次提出發(fā)展微小衛(wèi)星,與“韓國多用途衛(wèi)星”和“下一代中型衛(wèi)星”共同構(gòu)成“減災(zāi)星座”。
空間探測(cè)領(lǐng)域,根據(jù)技術(shù)可行性、資源投入可行性等,選擇性地開展相關(guān)項(xiàng)目。但空間探測(cè)路線圖出現(xiàn)較大幅度調(diào)整,一期的“繞”月和二期的“落”月主要是大幅延期,三期的月球取樣返回改為小行星取樣返回。
最值得一提的是,《第三次計(jì)劃》將“構(gòu)建獨(dú)立的區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)”首次獨(dú)立列為與運(yùn)載火箭、衛(wèi)星及應(yīng)用和空間探測(cè)等并列的重點(diǎn)任務(wù)之一。
加速構(gòu)建自主衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是《第三次計(jì)劃》的突出變化。該計(jì)劃首次將構(gòu)建自主的區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)—“韓國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)”獨(dú)立列為與運(yùn)載火箭、衛(wèi)星及應(yīng)用和空間探測(cè)并列的重點(diǎn)任務(wù)之一,并給出了具體的發(fā)展路線圖,首次明確提出2034年建成“韓國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)”。
《第三次計(jì)劃》給出了構(gòu)建“韓國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)”的目標(biāo),即通過構(gòu)建區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),增強(qiáng)天基位置和時(shí)間基礎(chǔ)設(shè)施的自主性,提供精確的位置信息和時(shí)間信息,并從國家安全和產(chǎn)業(yè)角度提出了建設(shè)“韓國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)”的必要性。
規(guī)劃指出,韓國政府將在2018-2019年完成“韓國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)”的可行性論證、確定發(fā)展戰(zhàn)略、推動(dòng)工程正式立項(xiàng)。計(jì)劃介紹了“韓國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)”建設(shè)方案(草案)的相關(guān)內(nèi)容。
系統(tǒng)組成方面,“韓國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)”由7星星座,包括4顆傾斜地球同步軌道(IGSO)導(dǎo)航衛(wèi)星和3顆地球靜止軌道(GEO)導(dǎo)航衛(wèi)星,以及相關(guān)地面站構(gòu)成,是面向韓國及周邊地區(qū)提供服務(wù)的區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。
系統(tǒng)功能方面,“韓國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)”將通過播發(fā)全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)增強(qiáng)信號(hào)和“韓國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)”自主信號(hào),提供性能更優(yōu)、更穩(wěn)定的導(dǎo)航服務(wù);同時(shí)通過星基增強(qiáng)和地基增強(qiáng),提供米級(jí)、亞米級(jí)的精確位置服務(wù)。
發(fā)展戰(zhàn)略方面,“韓國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)”建設(shè)將分三個(gè)階段進(jìn)行。第一階段(至2024年),計(jì)劃于2022年前建成地面試驗(yàn)設(shè)施,2024年前開展衛(wèi)星導(dǎo)航載荷技術(shù)研發(fā)并獲得頻率;第二階段(至2028年),研發(fā)傾斜軌道導(dǎo)航衛(wèi)星技術(shù)和地面站運(yùn)營(yíng)技術(shù),計(jì)劃于2028年前發(fā)射1顆IGSO導(dǎo)航衛(wèi)星(驗(yàn)證星);第三階段(至2034年),2034年前發(fā)射3顆IGSO和3顆GEO導(dǎo)航衛(wèi)星,與之前發(fā)射的驗(yàn)證星及地面站共同構(gòu)成“韓國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)”。
與上屆政府出臺(tái)的計(jì)劃一樣,《第三次計(jì)劃》仍然將確保自主發(fā)射能力列為第一項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù)。主要變化:一是將韓國自主小型運(yùn)載火箭—韓國航天運(yùn)載火箭-2的首飛時(shí)間推遲1年至2021年;二是將運(yùn)載火箭領(lǐng)域分為技術(shù)和產(chǎn)業(yè)兩條線。
技術(shù)方面,短期目標(biāo)是2021年實(shí)現(xiàn)自主火箭韓國航天運(yùn)載火箭-2(低軌運(yùn)載能力1.5t)成功發(fā)射,掌握75噸級(jí)液體發(fā)動(dòng)機(jī)和7噸級(jí)液體發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)等;中期目標(biāo)是提升韓國航天運(yùn)載火箭-2的可靠性,2025年實(shí)現(xiàn)小型運(yùn)載火箭定型,型譜多樣化;遠(yuǎn)期目標(biāo)是2035-2040年實(shí)現(xiàn)GTO運(yùn)載能力3t的中型運(yùn)載火箭定型。
產(chǎn)業(yè)方面,短期目標(biāo)是2022年前奠定發(fā)射服務(wù)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ),相關(guān)技術(shù)轉(zhuǎn)移給企業(yè);中期目標(biāo)是2025-2030年實(shí)現(xiàn)以企業(yè)為主體研發(fā)運(yùn)載火箭,發(fā)射韓國政府衛(wèi)星及航天器,計(jì)劃發(fā)射6顆韓國政府衛(wèi)星(衛(wèi)星發(fā)射質(zhì)量從100千克到1噸級(jí)),以及2030年發(fā)射韓國月球著陸任務(wù)的月球軌道器和著陸器;遠(yuǎn)期目標(biāo)是提升運(yùn)載火箭企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力,2030-2040年為本國政府提供更多樣化和數(shù)量更多的發(fā)射服務(wù),包括發(fā)射小行星采樣返回任務(wù),并拓展國際發(fā)射服務(wù)市場(chǎng)。
此外,為滿足運(yùn)載火箭技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求,相應(yīng)進(jìn)行航天發(fā)射場(chǎng)的改擴(kuò)建工程。
相較于《中長(zhǎng)期規(guī)劃》將衛(wèi)星和衛(wèi)星應(yīng)用分列為第二和第三大重點(diǎn)任務(wù),《第三次計(jì)劃》將衛(wèi)星及應(yīng)用合并列為第二大重點(diǎn)任務(wù),體現(xiàn)了韓國“圍繞衛(wèi)星應(yīng)用研制衛(wèi)星,提升國民生活質(zhì)量”的航天發(fā)展思路?!兜谌斡?jì)劃》指出,衛(wèi)星及應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展目標(biāo)是通過研制各類高性能衛(wèi)星,提升國民生活質(zhì)量,引領(lǐng)第四次產(chǎn)業(yè)革命發(fā)展。
韓國將持續(xù)研制并發(fā)射地球靜止軌道的“千里眼”衛(wèi)星,滿足氣象、環(huán)境和海洋觀測(cè)需求;加快研制和部署低地球軌道對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星“下一代中型衛(wèi)星”,滿足農(nóng)業(yè)、林業(yè)、水資源等行業(yè)應(yīng)用;持續(xù)研制并發(fā)射低地球軌道高性能的對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星“韓國多用途衛(wèi)星”,滿足偵察監(jiān)視等需求;新研微小衛(wèi)星;2024年后,擁有預(yù)警衛(wèi)星、通信廣播衛(wèi)星、數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星、導(dǎo)航衛(wèi)星等。
《第三次計(jì)劃》將衛(wèi)星應(yīng)用分為“國家危機(jī)應(yīng)對(duì)服務(wù)”、“行業(yè)應(yīng)用”、“與新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)融合應(yīng)用”和“偵察監(jiān)視服務(wù)”等四大領(lǐng)域,具體如下。
(1)國家危機(jī)應(yīng)對(duì)服務(wù)
減災(zāi)領(lǐng)域,首次提出建設(shè)“減災(zāi)星座”,2022年建成小時(shí)級(jí)的災(zāi)害應(yīng)對(duì)體系,由2顆“韓國多用途衛(wèi)星”、4顆“下一代中型衛(wèi)星”和10顆微小衛(wèi)星組成;到2025年,星座中微小衛(wèi)星數(shù)量增至20顆,進(jìn)一步提升時(shí)間分辨率。
應(yīng)對(duì)氣候變化領(lǐng)域,增強(qiáng)大氣污染物監(jiān)測(cè),干旱、洪水等水資源災(zāi)害監(jiān)測(cè),以及空間氣象和氣候變化分析等氣候?yàn)?zāi)害應(yīng)對(duì)能力。2026年前,研制并發(fā)射4顆“下一代小衛(wèi)星”,用于監(jiān)測(cè)空間氣象,分析和預(yù)測(cè)地球氣候變化。
(2)行業(yè)應(yīng)用
海洋、環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域,一是通過嚴(yán)密監(jiān)測(cè)朝鮮半島及周邊的海洋環(huán)境和污染物,提供海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)、資源管理等服務(wù)。2019年發(fā)射千里眼-2B海洋衛(wèi)星(分辨率0.25km,13個(gè)通道)。二是監(jiān)測(cè)大氣污染物生成、移動(dòng)等,與氣象觀測(cè)信息相結(jié)合,提升氣象環(huán)境預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性和時(shí)效性。
農(nóng)業(yè)、林業(yè)、水資源等行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域,研制并發(fā)射“下一代中型衛(wèi)星”,開展農(nóng)作物估產(chǎn)、耕地變化監(jiān)測(cè)、森林資源調(diào)查和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、洪水預(yù)報(bào)等服務(wù)。
(3)與新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)融合應(yīng)用
衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域,通過建設(shè)衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng),2022年前為航空、航海等行業(yè)提供誤差小于1m的精確的位置服務(wù)。
通信廣播領(lǐng)域,2040年前擁有自主的地球靜止軌道通信衛(wèi)星,提供通信廣播、互聯(lián)網(wǎng)接入等服務(wù)。
(4)偵察監(jiān)視服務(wù)
偵察監(jiān)視領(lǐng)域,進(jìn)一步提升衛(wèi)星的空間分辨率和時(shí)間分辨率。提升對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星有效載荷技術(shù),構(gòu)建低地球軌道高分辨率對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星系統(tǒng)。衛(wèi)星全色分辨率由2021年的0.28m提升至2028年的0.1m;紅外分辨率從2021年的4.0m提升至2028年的1.0m;雷達(dá)成像衛(wèi)星分辨率從2020年的0.5m提升至2027年的0.2m。
對(duì)比此前的《中長(zhǎng)期規(guī)劃》,《第三次計(jì)劃》最大的變化是韓國空間探測(cè)路線圖的大幅更改。韓國探月工程由此前的“繞”、“落”、“回”三個(gè)階段調(diào)整為“繞”和“落”兩個(gè)階段,時(shí)間上大幅延后。第一階段的“繞”月由2017年改為2020年實(shí)現(xiàn);第二階段的“落”月由2020年改為2030年前實(shí)現(xiàn)。第三階段2030年的月球采樣返回改為2035年實(shí)現(xiàn)小行星采樣返回。
關(guān)于第一階段的“繞”月任務(wù),除了時(shí)間延后,其他方面基本保持不變。任務(wù)目標(biāo)是2020年前通過國際合作(與NASA合作)研制月球軌道器,并使用國外運(yùn)載火箭發(fā)射。軌道器發(fā)射質(zhì)量550kg,任務(wù)壽命1年。掌握軌道器輕量化技術(shù)、推進(jìn)系統(tǒng)技術(shù)、深空通信技術(shù)等核心技術(shù)。
韓國探月工程延期,特別是第二階段“落”月任務(wù)延期近10年,一方面是受自主運(yùn)載火箭研制進(jìn)度的制約(韓國自主運(yùn)載火箭即使能基本按進(jìn)度研發(fā)成功,其可靠性的提升仍需假以時(shí)日);另一方面,韓國自主區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)已提上日程,需要及時(shí)投入與之相匹配的資源,推遲空間探測(cè)領(lǐng)域的時(shí)間表正當(dāng)其時(shí)。
綜上,《第三次計(jì)劃》反映了韓國新一屆政府的航天發(fā)展戰(zhàn)略—更加注重實(shí)用性,并充分考慮可行性。韓國政府將推進(jìn)衛(wèi)星導(dǎo)航、衛(wèi)星通信與新一代信息技術(shù)和產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展,創(chuàng)造新興產(chǎn)業(yè)和商業(yè)模式;同時(shí)更加關(guān)注民生、踐行“優(yōu)先考慮國民需求”的原則。