日本主力火箭面临服役即过时困境，中国专家解读

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来源：环球时报

【环球时报记者 马俊 环球时报特约记者 谢昭】日本17日成功发射的H3大型运载火箭引起全球航天界的关注。卡塔尔半岛电视台18日援引航天专家的分析称，这是日本30年来首次成功发射的全新大型运载火箭，它寄托着日本进军航天市场的雄心，并将承担为美国“门户”月球轨道站提供补给的重任。全国空间探测技术首席科学传播专家庞之浩告诉《环球时报》记者，从小行星采样返回到月球表面软着陆，虽然日本航天近年来接连取得突破，但存在可靠性不足和发展不均衡等问题，大都沦为美国航天计划的附庸角色。

日本H3火箭升空

研制道路几经波折

日本共同社称，携带有模拟卫星和两颗小型卫星的H3火箭于17日从日本种子岛宇宙中心点火发射，并成功将载荷送入预定轨道。日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）宣布，本次发射的任务是确认火箭的姿态控制和星箭分离性能，随着模拟卫星被送入约670公里高的预定轨道，H3火箭完成了飞行试验的主要目的。

报道称，H3火箭是JAXA与三菱重工公司合作开发的两级液体燃料火箭，将取代日本现役的H2A火箭。《日本经济新闻》网站称，基于安全、防灾、通信等角度考虑，利用太空日益重要，H3火箭被视为日本今后的主力火箭，将引导日本的太空开发。按照计划，H2A火箭只剩最后两次发射任务，H3将在今后数年内负责运送新一代货运飞船为国际空间站提供补给，并承担月球和火星探测的发射任务。

庞之浩介绍说，日本对于H3火箭寄予了厚望，但由于研制周期过长以及缺乏技术前瞻性，它面临服役即过时的困境。据介绍，日本于1994年成功发射H2大型火箭，随后又在2001年推出性能更可靠的H2A型火箭。但它们都存在发射成本高、准备周期长的缺点，H2火箭发射成本超过1.5亿美元，H2A为9000万美元，在国际航天发射市场上缺乏竞争力。针对这些弱点，JAXA于2013年开始开发H3火箭，目标是将发射成本削减为H2A火箭的一半。为此，H3火箭采用了商业化开发模式，选择大量民用零部件，基本实现了预定目标。

但H3火箭的研制道路并不顺利。JAXA原计划在2020年实现首飞，但由于新研制的主发动机在试验中出现故障而两次推迟。2023年2月17日，H3火箭首次试射时因控制系统检测到异常而未发出点火信号，火箭未能发射升空。当年3月7日，H3火箭在种子岛宇宙中心终于成功点火后，又因二级火箭未能点火导致发射失败。JAXA和三菱重工花了数月时间才找出失败原因。由于存在同样的潜在问题，现役H2A火箭也因此停飞了半年，直至2023年9月才恢复发射。而H3火箭则一直等到今年2月才准备第二次发射，由于在首次发射中，价值高达280亿日元的“大地3”号观测卫星随着H3火箭的发射失败而损毁，因此在17日的H3火箭第二次发射时没有搭载实用卫星，而是使用了质量相当的模拟卫星。

就在H3火箭启动研制计划的同时，美国太空探索技术公司（SpaceX公司）的“猎鹰9”号火箭也开始投入商业化发射。庞之浩表示，“猎鹰9”号借助火箭第一级回收技术，不但大幅降低了发射成本，而且还显著减少了发射准备时间。尤其是随着“猎鹰9”号火箭的大批量生产和高频次发射，其发射成本仍在持续降低。美国《太空》网站称，虽然“猎鹰9”号火箭的发射报价为6200万美元，但实际成本低得多，SpaceX公司完全可以凭借低价战略挤占商业航天发射市场其他对手的份额。庞之浩认为，H3火箭采用的保守技术路线使它很难与“猎鹰9”号火箭展开价格竞赛，特别是“猎鹰9”号火箭已经在商业航天发射市场上占有领先优势的情况下，H3火箭的竞争力非常有限。

轻火箭发展、重航天器研制

庞之浩表示，日本航天存在明显的发展不均衡问题，火箭发展慢、航天器发展快。例如就性能而言，H3火箭采用了先进的大推力液氢液氧发动机，芯级直径为5.27米，可以根据需要选择不同数量的助推器，近地轨道最大运力为16.5吨，地球同步转移轨道最大运力为7.9吨，相比H2A火箭有较大提升。但作为对比，中国长征五号大型火箭芯级直径为5米，比H3略小，但近地轨道运力为25吨、地球同步转移轨道为14吨。这背后体现了中日火箭总体设计的技术和能力差距。日本开发的另一种固体运载火箭“埃普西隆”进展也不顺利，2022年10月，“埃普西隆”火箭在第六次发射时因故障被迫自毁；2023年7月，其改进型号“埃普西隆S”火箭的发动机在进行燃烧试验时又发生爆炸。

相比事故频发的运载火箭，日本在航天器研制领域取得了诸多显著成果。日本为国际空间站研制了内部容积最大的“希望”号实验舱，通过三次航天飞机任务、耗时半年才完全安装到位；日本HTV货运飞船先后8次为国际空间站提供补给，JAXA研制中的新一代货运飞船具备可返回能力，未来将负责为国际空间站和美国“门户”月球轨道站运送货物；日本“隼鸟”号和“隼鸟2”号小行星探测器分别于2005年和2019年成功从小行星上采样，并将样品送回地球；今年1月25日，日本月球探测器SLIM成功在月球表面实现软着陆，降落地点位于预定目标地点偏东约55米，实现了“精准降落”的预定目标。此外，日本还研制和发射了对地观测、通信和导航定位等不同用途的卫星。

降落在月球表面的SLIM探测器

庞之浩表示，日本航天技术发展不均衡，长处和短板都很突出，因此目前JAXA主要是依托美国展开的大型航天探索项目。例如SLIM在这次探月获得的技术数据将提供给美国主导的“阿尔忒弥斯”载人登月计划，JAXA还希望通过参与“阿尔忒弥斯”计划，最终实现让日本宇航员登月。

警惕日本航天的“民转军”

值得注意的是，日本航天发展近年来出现越来越明显的军事用途倾向。庞之浩介绍说，日本航天发展带有典型的“民转军”特色，例如“埃普西隆”固体火箭就被广泛认为具备改装为远程弹道导弹的潜力。其他运载火箭使用的先进导航技术和耐高温材料，也有助于突破弹道导弹的研制难关。

同时日本已经发射了多颗对地观测、通信和导航卫星，它们普遍具备军用潜力。例如日本2023年发射的“雷达7”号和2024年1月发射的“光学8”号卫星分别代表日本雷达和光学侦察卫星的最高水平，它们在国际上也属于领先水平。日本《读卖新闻》2023年1月24日称，日本计划给新一代通信卫星加配监视功能。报道称，自卫队计划2024年度开始研制供通信卫星搭载的小型监视设备，在本世纪30年代初，现役两颗军用通信卫星寿命到期后，后续部署具有监视功能的通信卫星。