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中俄航天,合作能共赢
 
[来源: 中国航天人才网 | 作者: 原创 【  
 

当地时间2017年7月18日,俄罗斯莫斯科,俄罗斯总统普京参观莫斯科航展中国航天科技集团公司展台并听取介绍。(视觉中国/图)

(本文首发于2018年8月9日《南方周末》)

中俄两国航天业有着巨大的互补性。一方面,俄罗斯有着丰富的经验、坚实的技术基础;而另一方面,中方又有充足的资金,在某些技术领域也有俄方需要借鉴的地方。

在中俄军事技术合作史上,俄罗斯也有一些“教会徒弟饿死师傅”的担忧。现在,俄罗斯更希望通过成品来换取硬通货,既安全,又能挣快钱。

中俄在航天领域的快速走近,一些美国媒体也不惜以“脑补”的方式,来臆断中俄航天合作对美国的威胁。

“中国超大规模航天计划或将得到俄罗斯的帮助。” 2018年7月20日,美国《大众科学》网站的一篇消息,再次引发中国大众对中俄航天合作的关注。“未来十年,中俄航天合作将进一步加强。”《大众科技》称。

其实,对于熟悉中俄航天合作的人士来说,这个消息,并不太令人意外。

在航天领域,中俄两国有合作的基础和广阔前景——俄罗斯航天业在一些领域是世界顶级的,而中国也有俄罗斯需要的技术。最重要的是,中国有俄罗斯极度缺乏的资金。

合作,不仅限于建设空间站

“中国国家航天局与俄罗斯联邦航天局签署了一项涵盖内容广泛的太空探索合作协议——从探月到太空垃圾监测。其中包括在发展超重型运载火箭长征-9号方面寻求合作,它可能用来发射俄罗斯的星际探测器,此外,中俄联合空间站或许于本世纪20年代中期开始在轨运行。”《大众科技》撰文称。

实际上,早在月初,俄罗斯媒体就释放了关于中俄加强航天合作的信号。“俄罗斯希望与中国在建造超重型火箭方面进行合作。”俄航天国家集团商务和商业部执行经理安东∙日加诺夫对俄罗斯卫星新闻网表示,2020年中国计划开始建造多舱站,其应含三个舱室和两个用于航天飞船或补充新舱室的对接节点。

俄罗斯航天国家集团发布消息称,10月1日前,俄航天国家集团与中国国家航天局代表将进行联合使用地球遥感卫星数据试验。

此外,俄罗斯火箭航天领域消息人士7月8日告诉俄罗斯卫星通讯社,在莫斯科举行的会谈中,中国代表团向俄国家航天集团公司提议,共同建立卫星互联网星座。

“(中方)提议建立俄中联合系统,双方各建一半,并各自承担50%的费用。”据该消息人士称,中国代表提出建立多层通信卫星星座计划,并提议俄方参与该项目。据称,中国考虑建设包括约1000颗卫星的本国卫星系统,这些卫星分布在低、中和地球静止轨道上。

在俄罗斯人眼里,就连其太空食品似乎都成了抢手货。俄航天技术设备总公司正在向外国宇航员推广俄罗斯太空食品,而且“很多外国伙伴有意购买太空食品”。卫星新闻网称。

实际上,中俄航天合作一直在低调进行。

据中方熟悉相关情况的人士介绍,从2001年开始,中俄多次更新了中俄航天合作大纲,在其框架下已完成1百余个合作项目。

中国航天科技集团官方网站介绍,在去年9月14日召开的中俄总理定期会晤委员会航天合作分委会第十八次会议中,确定了《2018-2022中俄航天合作大纲》,该大纲涉及6个合作方向的66个合作项目。

而且,中俄航天合作已经卓有成效。中国航天局副局长吴艳华之前在接受媒体采访时表示,目前中俄航天合作已从基础技术合作转入重大战略合作的新阶段,合作领域涵盖运载火箭、航天电子元器件、对地观测、月球与深空探测、载人航天、北斗导航等方面,并在这些重大合作领域都取得了很好的成果。

显然,此次俄罗斯媒体透露的新情况,是中俄航天合作大纲的进一步落实。

中俄航天如何“互补”?

在航天领域,中俄两国航天业有着很大的互补性。

一方面,俄罗斯有着丰富的经验、坚实的技术基础;而另一方面,中方又有充足的资金,在某些技术领域也有俄方需要借鉴的地方,中国与俄罗斯在航天领域进行合作有着巨大潜力。

运载火箭合作,被看做中俄航天合作的首要内容。

长征系列运载火箭一度是中国航天的骄傲,被称为“金牌火箭”。“即便是较先进的长征-5号,相对于国际上同类火箭发动机,它的发动机推力、比冲、推重比较低,火箭的干质也比较低。”一位不愿透露姓名的航天技术独立研究学者表示,这都是衡量发动机和火箭 性能先进与否的关键指标。

比冲是指单位燃料燃烧产生的冲量,可以理解为推力与单位时间燃料燃烧量的比值,而推重比则是发动机推力和重量之比,这两个数值越高,就能以较小的质量,将更大的载荷送入轨道。

和航空工业相比,中国航天业的“心脏病”问题也很突出。

中国工程院院士、中国航天科技集团有限公司火箭型号总师龙乐豪曾坦言,重型运载火箭、低成本运载火箭、可重复使用运载火箭、智能控制等技术,中国还处在初期阶段,还需要一代代航天人接续奋斗。

相比较之下,俄罗斯的运载火箭发动机则处于世界一流水平。

上世纪80年代苏联用于“能源号”重型火箭的RD-170液氧煤油高压补燃发动机,被美国火箭制造商看重,出资在其基础上研制了RD-180火箭发动机。苏联上世纪六、七十年代为登月研制的火箭发动机长期封存,在新世纪启封后,还卖给了美国公司用于组装火箭。当然,按照欧美的标准,俄罗斯的火箭在技术上可能还是有些“粗糙”,但是其推力大、可靠性比较高,也比较便宜——航天业的一个新的看法是,不求技术上有多高精尖,但一定要经济上承受得起,还要可靠适用。

可以说,俄罗斯航天业运载火箭发动机,比其它技术更吸引中国。

当然,俄罗斯航天业同样需要中国。在西方频频对其制裁的情况下,俄罗斯除了急需硬通货,在航天芯片领域也有求于中国,中国航天官员吴艳华曾委婉的表示,“两国在航天电子元器件领域的合作,为俄航天器电子元器件选型提供了支撑”。

“中国在此领域居领先地位,因此双方可以相互帮助解决存在的短板问题。中国希望获得先进火箭技术,俄方需要航天器中使用的高质量电子组件。”俄罗斯《新消息报》之前援引专家的话称,俄罗斯在微电子和卫星研制方面有不足之处。

现在,俄罗斯仍然在航天领域占有优势,这源于丰富的经验和苏联时代的技术积累。俄罗斯技术人员从苏联时代的保险箱内,任意取出一份图纸,恐怕都可以卖个好价钱。而中国航天科技进步的加速度,快于俄罗斯。

和平号太空站在地球的地平线上。(视觉中国/图)

找到可以接受的折中点

中国的火箭发动机一直是师从苏俄,中国最早的东风-1号弹道导弹,也是根据当时的苏联提供的图纸制造的。进入新世纪,中方在研制长征-5/6/7等新一代火箭使用的液氧煤油高压补燃发动机之前,也曾进口俄罗斯RD-120火箭发动机,研究其相关技术,后来成就了同量级的YF-100。这种发动机的可靠、优异的性能,确保了长征-7的稳定性和较高的运载系数。

而中国如果要研制近地轨道运载能力140吨级的长征-9重型火箭,则需要推力500吨级的先进液氧煤油发动机——RD-180正是这种级别的发动机。

据称,俄航天署与中方同行们就很多领域建立了工作小组,而且双方正在寻找解决办法,有可能年底会有结果。

但俄航天署表示,“目前谈论供应火箭发动机和实验设计局的合作还为时尚早,首先这一领域的合作必须是合法的。”原因在于,“中国不是‘导弹及其技术控制制度’的成员国。

“制度”的限制,被认为只是俄罗斯的托词,俄罗斯更多的还是在算经济账。

RD-180可能是俄罗斯不多的、对中国有巨大吸引力的现成航天资产。俄罗斯很显然更希望像对美出口RD-180那样,大批量出口成品,换取美元,将其利益最大化。俄罗斯深知,一旦某一件装备落到中国手中,那中国人会很快吃透,然后研制出更好的类似装备。

在中俄军事技术合作史上,俄罗斯也有一些“教会徒弟饿死师傅”的担忧。据中国科学院院士顾诵芬在《研制歼8飞机的体会》一文中回忆,当年甚至是一门航炮的供弹问题,苏联专家都不肯传授,因为他们认为那是他们的专利,设计经验是靠实弹射击堆出来的,是“比黄金还贵的技术”。

这一状况在苏联解体后的中俄军事合作中有所好转,中国支付美元,俄方专家提供咨询的模式一度盛行。

现在,俄罗斯更希望通过成品来换取硬通货,既安全,又能挣快钱。

美国《国家利益》双月刊网站刊文指出,中国更希望得到技术诀窍,以便增强自主开发和自主创新能力。中国航天始终秉承独立自主的原则,核心技术必须掌握在自己手里。

中国在火箭关键技术领域的突破,将有助于在与俄罗斯在谈判中获得有利的地位。当然,利益均沾、共同发展是合作的基础,毕竟亲兄弟也要明算账。

双方智慧的碰撞,总会找到可以接受的折中点。

中国差距仍大

对于中俄在航天领域的快速走近,一些美国媒体也不惜以“脑补”的方式,来臆断中俄航天合作对美国的威胁。

俄《新消息报》之前的报道称,中俄双方可在太空垃圾监控问题上展开合作。而在美国人看来,清除太空垃圾的系统,同样能清除太空中的卫星,这些合作直接对美构成威胁,并且极度渲染这种威胁。

“根据美国情报界的评估,中俄正积极寻求新武器和新能力,来抗衡美国在太空的主导地位,两国正在考虑研制可以攻击美国卫星和其他在轨天基资产的武器。”美国《国家利益》双月刊网站刊文称。

美国国家情报总监丹尼尔·科茨此前在国会作证时声称,中俄将侧重于针对军事卫星通信、雷达成像卫星,以及全球卫星导航系统的干扰能力,例如美国的全球定位系统等。

不过,上述不愿具名的学者表示,目前中国航天发射的主力,仍然是长征-2/3/4系列运载火箭。经过几十年的不断优化,上述火箭性能可靠性达到了一个较高的水平。但无论是从发动机技术水平,还是运载能力来看,长征-2/3/4运载火箭都还是落后于美、俄、欧和日本的现役火箭。

长征-5号目前尚未完全成熟。两次发射,一次成功,一次失利。从中国、欧洲、日本等国的新型运载火箭发展历史来看,长征-5号可能还需要若干次发射来证明自己的可靠性。

长征-7号的几次发射证明了它的可靠性,但目前的用途还比较单一,它主要被设计用来发射货运飞船。而更先进的长征-7A、长征-8和长征-8A还处于图纸阶段。

因此,上述专家认为,中国主力火箭仍然使用着较为落后的燃气发生器循环、常温液体燃料火箭发动机,从循环方式和使用的燃料来看,这是上世纪50年代开始兴起的技术,目前欧、美、日基本上不再使用这类发动机作为火箭主动力装置。长征-3号的第三级虽然使用了液氢液氧发动机,但是在同类火箭中其比冲、推力相对较小,循环方式也比较简单。

中国航天人深知,运载火箭的能力有多大,航天的舞台就有多大。然而,现有成熟运载火箭的运载能力,在一定程度上限制了航天舞台。如果长征-5号不能尽快成熟,那么中国的新一代大型通信卫星可能面临无箭可发的窘境。而目前中国在轨的通信卫星总容量,还不到美国一颗先进通信卫星的容量。

“越是基础性的东西,中国与俄罗斯的差距就越大,比如航天发动机。”上述专家表示,“尽管中国是继俄罗斯之后,第二个掌握高压补燃液氧煤油发动机的国家,但采用这种技术的YF-100发动机的主要技术性能,大致相当于俄罗斯上世纪60年代末的水平。”


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