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日本的航天史介绍。

归档日期:07-29       文本归类:发射实施计划      文章编辑:爱尚语录

  日本航天计划始于1955年,首先在东京大学工业科学研究所开始研制探空火箭。1964年,东京大学成立了日本宇宙与航空科学研究所(ISAS),1981年改称日本宇航科学研究所。1966年~1969年期间,ISAS在尝试发射日本第一颗卫星过程中,经历了4次失败。

  这导致1969年10月1日成立日本国家宇宙开发事业团(NASDA)。从此NASDA开始成为日本开发太空能力的主导机构。也是在1969年,日本与美国签订了一份协议,允许向日本转让美国运载火箭的不保密技术。但该协议有些条款,禁止日本再出口火箭技术,因而阻止了日本在国际发射服务市场占有一席之地。

  1970年代,日本追求从美国公司采购运载火箭技术的战略。同样地,他们也与美国公司组成团队获得开发其卫星通信系统的能力。

  1970年2月,ISAS成功发射了日本的第一颗人造地球卫星大隅号(OHSUMI)。同年,NASDA开始研制N-1运载火箭。N-1运载火箭是麦克唐纳道格拉斯公司研制的德尔他火箭的升级版。美国公司提供技术援助,发放产品许可证,或是直接提供运载火箭上的几乎所有硬件产品。1975年9月,日本首次用N-1火箭发射卫星,其地球同步转移轨道的运载能力仅为260kg。1976年,NASDA开始研制N-2火箭,其地球同步转移轨道的运载能力也仅为715kg,而且其零部件仍主要来源于美国供应商。

  1970年代期间,日本发射的通信卫星中,日本公司的贡献是有限的。例如,在1978年发射的第一颗通信卫星(CS)中,日本零部件仅占24%,其余的部件均来自福特航空航天通信公司(现在的劳拉空间系统公司)。

  1977年发射的工程试验卫星-Ⅱ(ETS-Ⅱ)中有日本的零部件40%,1978年发射的广播卫星(BS)中,仅有15%的日本零部件。

  因此,1970年代,日本在提高其航天能力方面不得不大量依靠美国供应商。1980年代这种情况开始有所转变。

  1980年代,日本航天活动主要是研制H系列运载火箭。N-1和N-2火箭有限的承载能力不能胜任发射大多数应用卫星。针对这种情况,1981年开始研制H-1火箭,1986年首次发射。H-1运载火箭可将1100kg重的卫星发送到地球同步转移轨道。H-1火箭的发射显示出日本航天工业的能力迈出了重要的一步。尽管H-1火箭可用于发射日本大型卫星,但由于它含有美国技术,因此,日本在国际发射市场的竞争中仍然受到限制。

  为满足更大承载能力的需要,并在国际发射服务市场参与竞争,1986年日本开始研制H-2火箭(简称H-2)。它是日本完全依靠自己的技术独立研制的大型运载火箭,能把4000kg的卫星送入地球同步转移轨道。发射H-2的计划推迟了两年,1994年2月才首次发射。

  1980年代,日本也提高了本国通信卫星的开发能力。1981年发射的工程试验卫星-Ⅳ(ETS-Ⅳ)是日本自主研制的第一颗通信卫星(comsat)。但是,ETS卫星系列是为了进行技术上的验证和测试,而不能提供运营服务。日本实用型卫星发展较迟缓。

  日本东芝公司在向美国通用电气公司(其航空航天分部已并入现在的洛马公司)取经学习广播卫星(BS)系列中也未修成正果。BS-2卫星上的日本零部件仅增加到30%。1984年发射的BS-2A是对直接入户电视广播卫星的第一次实际演示。但是,3个月之内,3个转发器中损坏了2个,直到1986年发射BS-2B卫星才提供全方位的服务。

  1980年代末,日本国内通信卫星市场的政策发生了变化。1989年前,日本国内通信卫星市场由日本供应商所垄断,以此来提高日本卫星通信的能力。1989年,日本国会取消了国内通信卫星市场的限制,在平等基础上为非日本供应商打开了实用型卫星的竞争局面。

  1980年代日本研制和发射了第一颗遥感卫星——海洋观测卫星-1(MOS-1),MOS-1于1987年用N-2火箭发射,设计寿命2年,实际在轨运行9年。

  1990~2003年,日本自主研制了H-2、H-2A火箭、“国际空间站”日本试验舱,且启动了日本侦察卫星计划。但从1994年开始,一连串的卫星和运载火箭发射失败却影响了日本卫星和火箭的发展步伐。

  1993年12月,日本地球资源卫星(JERS)上的短波红外(SWIR)遥感器由于致冷器故障导致其功能失灵。1994年8月,H-2火箭第二次发射,将ETS-6卫星送入大椭圆地球同步转移轨道,但是因ETS-6卫星上的双组元远地点发动机故障而未进入预定的地球静止轨道。1996年8月先进地球观测卫星-1(ADEOS-1)在发射入轨10个月后由于太阳电池阵故障而失去工作能力。2002年12月发射的ADEOS-2卫星,也由于“未知的异常”原因,于2003年10月与地面失去联系。

  这种失败的阴云扩展到H-2火箭。1998年2月,H-2火箭未能把通信广播工程试验卫星(COMETS)送入地球同步转移轨道。1999年11月H-2火箭再次发射失败,损失了一颗多功能运输卫星(MTSAT)。H-2火箭连续发射失败,不仅造成重大经济损失,更重要的是毁损了日本在商业卫星发射市场中的声誉。1999年12月,日本决定取消H-2火箭剩下的最后一次发射,并延期向市场推介H-2A火箭。

  H-2A首次发射是在2001年8月,并获得成功。它的第2次发射是在2002年2月,取得部分成功。紧接着日本H-2A火箭又有两次成功的发射:2002年12月的ADEOS-2卫星和2003年3月一箭双星发射的头两颗军用侦察卫星。但在2003年11月,H-2A火箭搭载第二对侦察卫星发射时,大约10分钟后火箭出现故障,星箭自毁。这次失败导致H-2A发射中止。

  不仅NASDA的计划频频出现问题,ISAS和日本国家航空航天实验室(NAL)也屡遭挫折。1995年2月,高超音速飞行试验器(HYFLEX)在海上回收失败。HYFLEX主要收集高超音速数据以支持HOPE-X可重复使用航天飞机的设计。2000年8月,日本决定终止HOPE-X的研制。2000年2月ISAS的M-5火箭在发射天文卫星“Astro”时遭遇失败,直到2003年5月才恢复发射。2003年12月,日本首次发射火星探测器“希望号”,在远程遥控修复作业仍告无效之后,ISAS决定放弃其进入火星轨道的尝试,此次火星探测计划以失败告终。

  日本航天计划失败的原因很多,涉及的领域很广。其中包括遥感致冷器、远地点发动机,太阳电池阵和通信卫星的失效以及低温一级和二级发动机、固体火箭发动机等故障。但还未发现因为一个共同的技术问题导致重复的失败。这些问题的多样性表明,日本航天计划的失败不是由于设计上的缺陷,而是普遍缺乏严格精准的测试、质量控制和质量保证。(北京空间科技信息研究所崔志)

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