“任何一個(gè)技術(shù)或者產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新,幾乎都離不開(kāi)市場(chǎng)需求、以及資本、精力和智慧投入等要素?!眹?guó)際宇航科學(xué)院院士王大鵬在10月19日鄭州舉辦的“‘科創(chuàng)中國(guó)’新時(shí)代創(chuàng)業(yè)者說(shuō)”活動(dòng)開(kāi)幕式暨高峰論壇中表示。
本次論壇中,王大鵬結(jié)合其研究和工作經(jīng)歷,對(duì)航天產(chǎn)業(yè)進(jìn)行了梳理,結(jié)合國(guó)外航天的發(fā)展在創(chuàng)新方面進(jìn)行了思考和解讀。
國(guó)際宇航科學(xué)院院士王大鵬
?中國(guó)已建立起全面且獨(dú)立的航天產(chǎn)業(yè)
1990年4月7日,中國(guó)長(zhǎng)城工業(yè)集團(tuán)利用長(zhǎng)征三號(hào)火箭將美國(guó)公司制造的亞洲一號(hào)衛(wèi)星發(fā)射入軌,這標(biāo)志著我們國(guó)家商業(yè)航天的開(kāi)始。我國(guó)從1956年10月8號(hào)成立國(guó)防部第五研究院以來(lái),在國(guó)家的支持下,在老一輩航天人和幾代航天人持續(xù)不斷的努力下,我國(guó)的航天產(chǎn)業(yè)已經(jīng)具備了完備的體系和基礎(chǔ)。
根據(jù)美國(guó)衛(wèi)星工業(yè)協(xié)會(huì)2020年航天產(chǎn)業(yè)報(bào)告,2020年全球衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值為2710億美元,其中,火箭發(fā)射占比2%,衛(wèi)星制造占比5%,衛(wèi)星服務(wù)產(chǎn)值占比44%,地面設(shè)備產(chǎn)值占比為50%左右。
航天產(chǎn)業(yè)是一個(gè)技術(shù)高度集中且行業(yè)交叉的領(lǐng)域。航天作業(yè)特有的工作狀態(tài)和環(huán)境,造就了航天系統(tǒng)的復(fù)雜性;航天領(lǐng)域的創(chuàng)新除了體系的復(fù)雜性外,每個(gè)專項(xiàng)技術(shù)的創(chuàng)新也具有較長(zhǎng)的迭代周期。
在火箭方面,我國(guó)上一代長(zhǎng)征系列火箭的主力發(fā)動(dòng)機(jī)采用偏二甲肼和四氧化二氮作為推進(jìn)劑,發(fā)動(dòng)機(jī)推力相對(duì)較小,而且推進(jìn)劑有毒性;新一代長(zhǎng)征系列火箭以長(zhǎng)征5號(hào)和長(zhǎng)征7號(hào)為代表,配備的發(fā)動(dòng)機(jī)均采用無(wú)毒的液氧煤油或者液氫氧作為推進(jìn)劑,效率高且推力大;為適應(yīng)小衛(wèi)星的發(fā)射,我國(guó)研制了液體的長(zhǎng)征6號(hào)和固體的長(zhǎng)征11號(hào)火箭,并且實(shí)施了長(zhǎng)征11號(hào)火箭的海上發(fā)射。
在衛(wèi)星方面,從1970年4月24號(hào)我國(guó)成功發(fā)射東方紅一號(hào)衛(wèi)星開(kāi)始,目前已經(jīng)具備了全領(lǐng)域衛(wèi)星應(yīng)用能力,包括:通信衛(wèi)星、遙感衛(wèi)星、導(dǎo)航衛(wèi)星、載人航天、深空探測(cè)等。
陸地遙感衛(wèi)星形成了多載荷、多分辨率的系列衛(wèi)星產(chǎn)品,民用遙感可見(jiàn)光衛(wèi)星分辨率已經(jīng)開(kāi)放到0.5米;氣象衛(wèi)星完成了風(fēng)云三號(hào)和風(fēng)云四號(hào)第二代氣象衛(wèi)星的部署;開(kāi)發(fā)了海洋遙感系列衛(wèi)星。通信衛(wèi)星方面,我國(guó)研發(fā)了東方紅五號(hào)大型通信衛(wèi)星平臺(tái),具備更大的通信帶寬能力。在導(dǎo)航衛(wèi)星方面,通過(guò)北斗一代、二代和三代的工程實(shí)施,實(shí)現(xiàn)了北斗導(dǎo)航星座全球組網(wǎng)和定位服務(wù)。載人航天工程目前正在實(shí)施第三步,進(jìn)行空間站的部署和運(yùn)行。
創(chuàng)新離不開(kāi)市場(chǎng)需求、資金投入、研發(fā)戰(zhàn)略、人才、以及產(chǎn)業(yè)配套等條件的支撐。
在SpaceX公司具備提供商業(yè)發(fā)射能力之前,美國(guó)的衛(wèi)星發(fā)射部分由ULA公司提供。ULA是由波音公司和洛克希德·馬丁公司共同組建的一個(gè)合資公司。彼時(shí),ULA有兩款火箭,第一款是德?tīng)査盗谢鸺诙钍茿tlas系列火箭。Atlas火箭的第一級(jí)采用俄羅斯制造的RD180發(fā)動(dòng)機(jī),推力為180噸。
根據(jù)美國(guó)聯(lián)邦航空協(xié)會(huì)的分析,從火箭發(fā)射單位質(zhì)量的成本來(lái)看,美國(guó)ULA公司的德?tīng)査虯tlas火箭是最貴的;另外,2011年美國(guó)沃爾夫法案全面禁止由中國(guó)火箭發(fā)射美國(guó)衛(wèi)星,由此將有競(jìng)爭(zhēng)力的中國(guó)火箭排除在美國(guó)市場(chǎng)外;2011年美國(guó)航天飛機(jī)退役,美國(guó)因此暫時(shí)失去了獨(dú)立給國(guó)際空間站提供人員和貨物往返運(yùn)輸?shù)哪芰Α?/p>
梳理SpaceX公司的幾個(gè)關(guān)鍵發(fā)展節(jié)點(diǎn):2002年創(chuàng)立; 2006年,SpaceX公司作為18家候選公司中勝出的兩家之一,入選美國(guó)航天局(NASA)為國(guó)際空間站提供運(yùn)輸服務(wù)的COTS計(jì)劃,獲得了將近3億美元的研發(fā)資金支持;2008年SpaceX設(shè)計(jì)、制造并發(fā)射了世界首個(gè)由私人投資的軌道級(jí)液體火箭獵鷹1號(hào);2009年SpaceX成功使用液體火箭將商業(yè)衛(wèi)星運(yùn)送至軌道;2012年SpaceX的龍貨船成功給國(guó)際空間站補(bǔ)給,并獲得到2015年為美國(guó)航天局提供12次空間站補(bǔ)給任務(wù)價(jià)值16億美元的商業(yè)合同;2015年獵鷹9號(hào)火箭第一級(jí)成功在著陸場(chǎng)上著陸,是人類第一次成功回收軌道級(jí)運(yùn)載火箭。
SpaceX在火箭領(lǐng)域的成功迎合了美國(guó)市場(chǎng)的需求,成功把握住關(guān)鍵的發(fā)展機(jī)遇,這是其實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)創(chuàng)新的重要原因之一,對(duì)其它領(lǐng)域的創(chuàng)新具有同樣的啟發(fā)意義。
據(jù)悉,本次論壇是中國(guó)科協(xié)在2021年全國(guó)大眾創(chuàng)業(yè)萬(wàn)眾創(chuàng)新活動(dòng)周期間舉辦的重點(diǎn)活動(dòng)之一。在當(dāng)前形勢(shì)下,為充分激發(fā)廣大青年在科技創(chuàng)新中的先鋒作用,引領(lǐng)廣大青年創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)群體在全面建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化國(guó)家新征程中建功立業(yè),中國(guó)科協(xié)特舉辦此次活動(dòng)。(完)
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