周禮
新冠疫情爆發(fā)使全球航空運(yùn)輸業(yè)面臨停滯的當(dāng)下,世界各國(guó)在宇宙的探索進(jìn)入新階段。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),2020年全球共發(fā)射衛(wèi)星1281顆,創(chuàng)下世界航天史發(fā)射數(shù)量紀(jì)錄;8個(gè)國(guó)家和地區(qū)共進(jìn)行了114次火箭軌道發(fā)射,高于2019年的103次,美國(guó)、中國(guó)、阿聯(lián)酋先后造訪火星。
與此同時(shí),航空領(lǐng)域各項(xiàng)技術(shù)突破正在加速。不論是空客Maveric混合機(jī)翼及Flying-V無(wú)尾飛翼的超高效概念客機(jī)的縮比飛行,亦或是無(wú)人機(jī)和有人機(jī)的無(wú)人化改裝型號(hào)在2020年陸續(xù)飛上藍(lán)天,還是世界上首次飛機(jī)與人工智能驅(qū)動(dòng)虛擬戰(zhàn)斗機(jī)之間的空戰(zhàn),均是航空領(lǐng)域低成本化、數(shù)字化轉(zhuǎn)型的有效例證。面臨全球航空航天領(lǐng)域的大變局,美、歐、俄、日等國(guó)關(guān)于科技的競(jìng)爭(zhēng)正在逐步加碼,在共性之下,呈現(xiàn)出諸多特色化細(xì)節(jié)。
美國(guó):開(kāi)啟商業(yè)載人航天新時(shí)代
2020年5月30日,美國(guó)太空探索技術(shù)公司(SpaceX)的獵鷹9號(hào)火箭搭載乘坐兩名宇航員的載人龍飛船,從佛羅里達(dá)州肯尼迪航天中心39A發(fā)射臺(tái)點(diǎn)火升空。12分鐘后飛船順利進(jìn)入近地軌道,成為有史以來(lái)第一家將人類(lèi)送入太空軌道的私營(yíng)企業(yè)。美國(guó)航天局(NASA)方面稱(chēng),載人龍飛船的發(fā)射成功,不僅意味著美國(guó)重啟載人航天關(guān)鍵一發(fā),也開(kāi)啟了商業(yè)載人航天的一個(gè)新時(shí)代。
進(jìn)入2021年,美國(guó)商業(yè)載人航天消息頻傳,2021年5月6日凌晨,經(jīng)歷多次嘗試后,SpaceX的新一代發(fā)射載具星艦在得克薩斯州博卡奇卡完成10km飛行測(cè)試,首次降落成功,朝著宇宙大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用邁入一大步,隨后的5月10日NASA宣布由AxiomSpace公理號(hào)太空公司與SpaceX合作推出的全球首次純商業(yè)化往返國(guó)際空間站載人之旅(Ax-1飛行任務(wù))獲得批準(zhǔn),瞄準(zhǔn)2022年1月發(fā)射升空。
商業(yè)航天的發(fā)展離不開(kāi)美國(guó)政策、資金、技術(shù)等方面的全方位扶持。2010年,《美國(guó)國(guó)家航天政策》提出要致力于鼓勵(lì)和推動(dòng)商業(yè)航天發(fā)展計(jì)劃,明確提出未來(lái)美國(guó)近地軌道載人和貨物運(yùn)輸服務(wù)將由商業(yè)航天承擔(dān),通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)使近地軌道載人探索活動(dòng)更加便利,成本更低。同時(shí),這樣可以加快航天技術(shù)革新的步伐,不但可以填補(bǔ)美國(guó)現(xiàn)階段航天運(yùn)輸能力的缺口,還可以開(kāi)啟一種新的航天企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)模式。
這是美國(guó)太空探索戰(zhàn)略有史以來(lái)的一次重大轉(zhuǎn)型,私營(yíng)公司成為了研發(fā)制造航天運(yùn)載器的主力,NASA則扮演“甲方”的角色。
其中,SpaceX在成立10多年內(nèi),極大降低了火箭發(fā)射成本,獵鷹9火箭的發(fā)射價(jià)格只有主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手阿里安五號(hào)的30%。此外,在空間運(yùn)輸、衛(wèi)星遙感、衛(wèi)星通信等多個(gè)方面,美國(guó)還涌現(xiàn)出軌道科學(xué)公司、藍(lán)色起源為代表的一批商業(yè)航天公司,在技術(shù)創(chuàng)新、運(yùn)行效率和成本控制等方面展現(xiàn)出巨大優(yōu)勢(shì),數(shù)據(jù)顯示,2019年,全球商業(yè)航天領(lǐng)域55%的投資流向美國(guó)的創(chuàng)業(yè)公司,顯現(xiàn)出其在商業(yè)航天領(lǐng)域的強(qiáng)勁實(shí)力。
歐洲:航空航天產(chǎn)業(yè)“綠色”變革
2008年歐洲曾開(kāi)啟“潔凈天空”計(jì)劃,希望以技術(shù)的創(chuàng)新降低航業(yè)對(duì)環(huán)境的影響,截止目前,歐洲航空已進(jìn)入開(kāi)發(fā)創(chuàng)新型尖端技術(shù)階段,開(kāi)始落實(shí)歐洲委員會(huì)2018年發(fā)布的《航跡2050:歐洲的航空遠(yuǎn)景》中設(shè)定的環(huán)境目標(biāo)——相較于2000年的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),2050年飛機(jī)二氧化碳排放降低75%、氮氧化物排放減少90%、噪聲級(jí)降低65%。
目標(biāo)的達(dá)成寄希望于技術(shù)的協(xié)同突破,2020年8月26日,歐盟發(fā)起“征求表達(dá)意見(jiàn)和潛在成員”活動(dòng)(CEI),以收集“潔凈天空”的變革性概念,并著手聯(lián)合相關(guān)國(guó)家和企業(yè)推進(jìn)研發(fā)綠色顛覆性航空技術(shù),擬以節(jié)能、高效、環(huán)保引領(lǐng)未來(lái)全球航空技術(shù)發(fā)展與變革,大幅提升歐洲航空業(yè)的質(zhì)量與效率。根據(jù)新地平線(xiàn)計(jì)劃,歐盟航空科技未來(lái)發(fā)展幾乎包含所有航空研究領(lǐng)域,以繼續(xù)追求創(chuàng)新、可持續(xù)發(fā)展和高度競(jìng)爭(zhēng)力;同時(shí),通過(guò)歐盟主導(dǎo)的清潔天空伙伴關(guān)系研發(fā)航空新技術(shù),有利于推動(dòng)歐洲在電力和氫能源等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,搶占民航飛機(jī)新技術(shù)發(fā)展制高點(diǎn),形成利益共同體,奪取未來(lái)航空領(lǐng)域規(guī)則制定的話(huà)語(yǔ)權(quán)。
2020年9月,世界首架氫燃料商用飛機(jī)在英國(guó)克蘭菲爾德機(jī)場(chǎng)成功完成滑行、起飛、所有起落航線(xiàn)飛行、著陸等試飛項(xiàng)目,成為世界低碳飛行史上具有里程碑意義的重要事件。該飛行活動(dòng)是英國(guó)政府HyFlyer項(xiàng)目的一部分,該項(xiàng)目則由ZeroAvia、歐洲海洋能源中心和智能能源公司共同發(fā)起,旨在展示低碳動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù);同年,空客發(fā)布了自己氫動(dòng)力飛機(jī)概念,并在10月與德國(guó)汽車(chē)燃料電池供應(yīng)商ElringKlinger成立了一家合資公司,開(kāi)發(fā)零排放氫燃料飛機(jī)技術(shù);法國(guó)政府正計(jì)劃研制一款2030年代初可投入使用的空客A320替代機(jī),將采用涵道比20-25的超高涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)和機(jī)體-發(fā)動(dòng)機(jī)一體化設(shè)計(jì),預(yù)計(jì)降低30%的油耗。
據(jù)悉,歐洲未來(lái)還將提供50億歐元支持歐洲民用航空研究與創(chuàng)新的活動(dòng),以大幅提高歐洲航空業(yè)質(zhì)量與效益。
為推進(jìn)航天產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展,2020年歐空局(ESA)與瑞士初創(chuàng)公司“清潔太空”(Clear Space)簽署了一份總額為8600萬(wàn)歐元的合同,委派該公司制造一款特殊衛(wèi)星“清潔太空-1”,開(kāi)啟了全球首個(gè)捕獲和處理軌道太空垃圾的任務(wù);同年,歐空局還簽署了一份2億美元的合同,要求在2023年年中到年底發(fā)射歐洲首架太空騎士無(wú)人航天飛機(jī),除了作為一個(gè)無(wú)人軌道微重力研究實(shí)驗(yàn)室之外,“太空騎士”同時(shí)也能清除近地軌道上的太空垃圾并執(zhí)行在軌維修任務(wù)。
俄羅斯:航空工業(yè)深層次結(jié)構(gòu)調(diào)整啟動(dòng)
2020年3月底,俄羅斯聯(lián)合飛機(jī)制造集團(tuán)(UAC)并入俄羅斯技術(shù)國(guó)家集團(tuán)(俄技)的行動(dòng)基本完成,這是21世紀(jì)以來(lái)俄航空工業(yè)集中化重組改革的重大里程碑事件,標(biāo)志著俄羅斯航空工業(yè)回歸了統(tǒng)一集中管理。
俄羅斯航空工業(yè)一直以來(lái)都是世界航空工業(yè)中一支重要力量。此前,俄技和UAC集中了俄羅斯航空工業(yè)大部分能力,但互不統(tǒng)屬、相互獨(dú)立,由此也導(dǎo)致飛機(jī)研制企業(yè)與絕大部分配套機(jī)載系統(tǒng)和設(shè)備企業(yè)分散安置在兩個(gè)集團(tuán),難以形成合力。在俄技基本完成對(duì)UAC的兼并之后,俄技作為統(tǒng)一管理機(jī)構(gòu),將開(kāi)始對(duì)航空工業(yè)的資產(chǎn)、戰(zhàn)略方向、規(guī)劃計(jì)劃等進(jìn)行統(tǒng)籌協(xié)調(diào),集中政府、總裝和系統(tǒng)設(shè)備制造商的力量,共同解決當(dāng)前及未來(lái)面臨的發(fā)展任務(wù)。
2020年3月,俄技開(kāi)始對(duì)整機(jī)設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力進(jìn)行專(zhuān)業(yè)化的橫向整合,特別是對(duì)UAC旗下的企業(yè)進(jìn)行調(diào)整;2020年5月,俄羅斯政府批準(zhǔn)了UAC的《金融恢復(fù)計(jì)劃》,并將優(yōu)化管理和公司結(jié)構(gòu)、降低成本、提高運(yùn)營(yíng)效率以及建立統(tǒng)一的技術(shù)能力中心作為計(jì)劃的一部分。
步入2021年,俄羅斯航空業(yè)的重組又一次有了大進(jìn)展,俄技日前宣布對(duì)俄航空業(yè)進(jìn)行重大重組計(jì)劃。改革將覆蓋俄所有主要飛機(jī)制造企業(yè),包括蘇霍伊、米格、圖波列夫、伊柳申和伊爾庫(kù)特公司,并將這些公司整合為一個(gè)聯(lián)合飛機(jī)制造中心。俄技表示,新機(jī)構(gòu)將以聯(lián)合航空制造集團(tuán)公司的形式對(duì)俄羅斯航空設(shè)計(jì)和其他資產(chǎn)進(jìn)行整合管理。
據(jù)聯(lián)合航空制造集團(tuán)公司總經(jīng)理Yury Slyusar透露,聯(lián)合航空制造集團(tuán)公司結(jié)構(gòu)重組、成本優(yōu)化計(jì)劃、產(chǎn)業(yè)模式及研發(fā)結(jié)構(gòu)改變及數(shù)字化轉(zhuǎn)型等系列動(dòng)作,旨在加強(qiáng)生產(chǎn)能力利用率及提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,重組產(chǎn)生的累積優(yōu)化效應(yīng)可達(dá)1300億盧布(約17.7億美元)。
隨著世界主要國(guó)家探月腳步加快,俄羅斯也再度開(kāi)始推進(jìn)自身的探月事業(yè)。俄羅斯聯(lián)邦航天局稱(chēng),俄羅斯準(zhǔn)備在2025年之前將三款新式探測(cè)器,其中計(jì)劃于2021年10月發(fā)射“月球-25”,該探測(cè)器可能將成為蘇聯(lián)解體后俄到達(dá)月球表面的首個(gè)探測(cè)器。
日本:拓展領(lǐng)先全球的擅長(zhǎng)領(lǐng)域
2020年12月6日,日本于2014 年發(fā)射的隼鳥(niǎo)二號(hào)在飛行52億公里后,將自己從小行星1999JU3(龍宮)上采樣返回的返回艙送回地球,并成功在澳大利亞南部的沙漠小鎮(zhèn)降落。
隼鳥(niǎo)2號(hào)創(chuàng)造了“在同一小天體的2個(gè)地點(diǎn)著陸”“在誤差精度要求極高(60厘米)的地點(diǎn)成功著陸”“對(duì)地球圈外天體進(jìn)行內(nèi)部調(diào)查”等共7項(xiàng)屬于“全球首次”的成果。其中向小行星“龍宮”發(fā)射金屬?gòu)梺?lái)形成人造撞擊坑的技術(shù),不僅可以采集內(nèi)部樣本,還起到了太空衛(wèi)士的作用,可以改變將來(lái)有可能撞擊地球的小行星的軌道。
除此之外,過(guò)去一年時(shí)間里,日本進(jìn)行了三次大型航天活動(dòng),發(fā)射“希望”號(hào)火星探測(cè)器、HTV-9貨運(yùn)飛船和“光學(xué)7號(hào)”情報(bào)收集衛(wèi)星,值得注意的是,將“光學(xué)7號(hào)”準(zhǔn)確送入預(yù)定軌道的H2A型火箭,在連續(xù)35次發(fā)射任務(wù)中實(shí)現(xiàn)了100%成功率,以極高的穩(wěn)定性展示出日本航天技術(shù)的成熟度。
進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái),日本政府和航天機(jī)構(gòu)改組,出臺(tái)多項(xiàng)促進(jìn)本國(guó)航天產(chǎn)業(yè)化和國(guó)際化發(fā)展的政策,開(kāi)啟了日本航天工業(yè)和衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型發(fā)展之路。其中2017年發(fā)布的《航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展愿景2030》提出了日本航天產(chǎn)業(yè)未來(lái)的發(fā)展方向。
根據(jù)《愿景》,日本將更為關(guān)注具有產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用前景的實(shí)用項(xiàng)目,包括打造開(kāi)放的大數(shù)據(jù)利用環(huán)境,將人工智能等技術(shù)與衛(wèi)星及地面各類(lèi)數(shù)據(jù)結(jié)合開(kāi)展新型服務(wù);向其他國(guó)家和地區(qū)提供有日本特色的航天產(chǎn)品和服務(wù);鼓勵(lì)日本私營(yíng)企業(yè)參與高分辨率對(duì)地觀測(cè)、高精度導(dǎo)航定位、航天器在軌運(yùn)行服務(wù)、空間資源開(kāi)發(fā)等航天領(lǐng)域,提供新型商業(yè)航天服務(wù)。
隨著其出臺(tái)的航天產(chǎn)業(yè)化和國(guó)際化發(fā)展系列政策效能的逐步顯現(xiàn),包括HTS衛(wèi)星國(guó)際市場(chǎng)開(kāi)拓、高分辨率遙感衛(wèi)星出口、太空經(jīng)濟(jì)新業(yè)態(tài)探索等可能成為未來(lái)日本航天產(chǎn)業(yè)化和國(guó)際化發(fā)展的“亮點(diǎn)”。