中日航天技術對比_風聞

2012年中國發射神舟九號載人飛船，成功進行首次載人對接並在24日成功完成對接。

2012年7月日本發射HTV-3貨運飛船前往國際空間站並在27日與空間站的和諧號節點艙成功對接。

中日作為亞洲航天實力最強大的國家，在航天活動上呈現你追我趕的架勢，中日航天實力的對比，也成為大家關心的問題。

航天工業可以劃分為運載火箭和航天器的研製製造兩大塊，也可按用途分為軍用航天和民用航天兩個部分，還可以按軌道將航天器細分為地球軌道航天器和深空探測航天器。

地球軌道上最有商業和軍事價值的兩個部分是地球同步軌道和太陽同步軌道，分別主要用於容納通信衞星和遙感衞星。

1970年2月11日日本成功發射第一顆人造衞星，比1970年4月24日中國東方紅一號衞星的成功發射早2個月，但日本發射第一顆衞星所用的L4S固體多級火箭在性能尤其是運載能力上要遠遜於中國發射第一顆衞星的長征一號火箭。

當時日本學者認為日本獨立追趕與中國火箭的技術差距，至少需要5年時間。

不過早在1969年日美就簽訂了宇宙開發協議，美國向日本輸出雷神-德爾塔火箭技術，使日本液體運載火箭水平快速趕上中國。由於得到美國技術援助的優勢，日本還搶先發射了靜止軌道衞星並得以更早開展新一代運載火箭的研製，在與中國的較量中在技術上佔據先機。

目前日本運載火箭發射成功率略低，而且運載火箭最重要的影響因素價格上嚴重缺乏競爭力。

日本宇宙開發機構(JAXA)擁有H-IIA系列和H-IIB大型運載火箭，並積極開展H-IIA/B系列火箭的升級，還在研製Epsilon大型固體運載火箭，並計劃研製新一代的H-X/H-III運載火箭。

中國航天目前的運載火箭則由CZ-2、CZ-3和CZ-4，CZ--5系列火箭組成，已有23大火箭系列。在改進現有火箭的同時還在研製新型更大推力火箭。

一，火箭性能：

中國目前的主力起飛級液體火箭發動機是YF-20，使用偏二甲肼/四氧化二氮常温推進劑，單級推力只有75噸真空比衝只有298秒。

中國YF-75上面級氫氧發動機1994年交付使用，而日本比衝類似推力更大的LE-5發動機早在1986年就服役了。

在火箭的制導導航和控制系統等其他分系統上，長征火箭也遜色於日本H-IIA系列火箭。中國的CZ-2E火箭在近地軌道的運載力只有9.2噸的運力，尚低於H-IIA系列運力最小的H-IIA 。

即使使用發射同步軌道的CZ-3B火箭發射近地軌道載荷也只有12噸運力，仍遠遜於H-IIB的19噸。但新的CZ5運載力達到近地25噸，同步軌道載荷達到14噸，不但一舉超過所有日本火箭更成為運載力世界第二高的火箭。

且中國火箭更成熟，成功率更高。

日本運載火箭的發射數量偏低，近11年來發射次數僅有24次，而長征系列火箭同期已經達到100次，從發射規模上説長征火箭遙遙領先。

如果但看2012年發射情況，日本僅有H-IIA和H-IIB火箭發射各一次，而中國長征火箭已經成功發射11次，尤其是4月30日到5月29日一月間內密集發射5枚火箭，這樣的運載火箭工業化生產和發射能力，是今天的日本航天工業力所不及的。

長征火箭在運力設計和價格上則佔據優勢，現有長征系列火箭覆蓋了近地軌道3噸到25噸，同步轉移軌道2.6噸到14噸的運力，同時價格極具競爭力。

以發射同步轉移軌道的長征三號乙(CZ-3B)火箭為例，儘管運力達到了5.5噸但它的發射費用只有約7000萬美元，而類似運力的日本H-IIA 204報價幾乎是它的一倍。

中國新型大推力長征5火箭

長征五號運載火箭是中國已試射的新一代運載火箭。

長征五號在技術上是全新的火箭，相比以往的中國火箭的運載能力有成倍的提高。

新一代的長征五號火箭在芯級上使用的是YF-77氫氧發動機，而助推器則使用的是YF-100液氧煤油發動機，這兩款發動機都是屬於全新研製的火箭發動機。

YF-77氫氧發動機的立項，1994年2月3日日本H-II火箭首次發射成功，標誌着LE-7大推力氫氧發動機開始投入使用。為了追趕世界先進水平，上世紀90年代中國開始大推力氫氧發動機的研製工作，中國大推力氫氧發動機於2001年正式立項，代號YF-77，地面推力50多噸，最終採用燃氣發生器循環設計。

YF-75D上面級發動機，長征五號火箭發射LEO軌道載荷時，使用一級半的結構，GTO軌道則使用二級半結構，在原有的YF-77發動機芯級之上增加使用YF-75D發動機的上面級。YF-75D氫氧發動機是中國新一代上面級發動機，採用膨脹燃燒循環，以現有資料判斷水平和歐空局的Vinci發動機相當，但推力只有Vinci的一半。從技術上説，YF-75D比日本現有的LE-5B和印度新開發的國產低温上面級發動機CE-7.5/CUS要強得多。

通過捆綁類型不同的助推模塊，長征五號各種構型覆蓋了GTO 6-14噸，LEO 10-25噸的運力範圍。

在火箭綜合指標上説，長征五號的LEO軌道運載能力不僅超過歐空局阿里安5和日本H-IIA/B，也超過阿特拉斯V火箭和俄羅斯的安加拉火箭，尤其是由於文昌發射場緯度較低外加高性能氫氧發動機的優勢，在GTO軌道運載能力上以14噸對7.5噸的優勢遠遠超過安加拉火箭。雖然運載能力只是火箭水平的一部分，但能後來居上也不易，至少比印度研製全新的GSLV MKIII火箭，LEO只有10噸運力GTO不到4.5噸要好得多。

日本火箭性能：

H-IIA系列火箭是日本的主力運載火箭

H-IIA系列火箭是日本航天絕當之無愧的主力型號，它以LE-7A大推力分級燃燒氫氧發動機為第一級，第二級使用LE-5B膨脹循環發動機，助推器為SRB-A大型固體發動機。LE-7A發動機真空推力約110噸真空比衝達到442秒，是目前唯一一種大推力分級燃燒循環氫氧發動機。LE-5B發動機真空推力約14噸，是目前推力最大的膨脹循環氫氧發動機，自2001年8月29日投入使用以來，H-IIA系列火箭進行了21次發射，其中有2003年來的第6次發射失敗，其成功率已經達到了運載火箭的主流水平，但由於火箭發射費用高昂，而且受更早的H-II火箭兩次發射失敗的影響，目前H-IIA尚未簽訂通信衞星的商業發射合同，今年進行的搭載韓國載荷的發射，勉強算在商業化方面走出第一步。

日本的H-IIB火箭技術上和H-IIA火箭一脈相承，不過箭體直徑從4米增加到5.2米，第一級使用兩台LE-7A氫氧發動機，捆綁4台SRB-A固體發動機做助推器。H-IIB火箭是日本參與國際空間站項目，為了發射HTV貨運飛船而專門設計的型號，其HTV飛船軌道運力為16.5噸，同步轉移軌道運力為8噸。

H-IIB專門用於HTV的發射，儘管有發射雙通信衞星的設想，但其價格仍然缺乏競爭力

儘管單項技術相當不錯，整體性能也可圈可點，但H-IIA系列火箭設計上存在運力偏大和價格過高的缺點。H-IIA 202、2022、2024和204各種型號中運力最小的H-IIA 202的近地軌道運載能力也高達10噸，而多數任務不需要這麼大的運力。日本曾嘗試過一箭雙星發射，但2003年H-IIA 2024火箭一箭雙星發射情報獲取衞星(IGS)失敗導致星箭俱毀，為減小可能的損失日本不得不繼續一箭一星發射方式。雖然運力最小的H-IIA 202型號已經是發射次數最多的型號，但多數任務中仍造成很大的運力浪費，考慮到H-IIA系列火箭發射價格超過一億美元遠高於其他商業運載火箭，運力的浪費進一步降低它的商業競爭力。

火箭性能對比：中日此項得分1.1：1

二，載人航天對比：

中國在載人航天領域要超過日本，中國已成功發射多艘“神舟”系列載人飛船，並實現宇航員的太空出艙和太空站對接。

而日本雖然藉助美國航天飛機令本國宇航員上過太空，自身也進行過宇航員的技術培訓，但本國的載人發射能力仍是空白；

載人航天：中日此項得分1：0

三，載人飛船：

中國在飛船設計領域也超過日本，飛船不僅僅在於能夠載人進行太空，也在於運輸能力和返回能力。

日本2009年曾成功發射HTV-1無人貨運飛船，而且飛船運載能力也超過“神舟”，但無人飛船畢竟在返回能力、載人能力方面存在欠缺，不屬於完整的太空飛船概念；中日此項得分0.75：0.25

四，空間站：

中國和日本在空間站技術方面都已經起步。日本的“希望”號實驗艙雖然成功應用於國際空間站，但缺少獨立性和自行發射的事實。

中國首個太空實驗室“天宮1/2號”已經發射，並且已在各項試驗領域超過日本。中日此項得分1：0.5

五，快反火箭；

出於戰時快速發射衞星以補充可能的衞星網戰損需要，近年美中日俄都在發展簡化發射流程，能實現快速發射補網的小型火箭。

為此，中國發展快舟和CZ11兩款固體快反火箭。日本發展“埃普斯龍”快反火箭。

六，貨運飛船及飛船，衞星在軌加油；

中日都有貨運飛船，但天舟飛船已經成為目前最強大的貨運飛船，在運力載荷上超過日本貨運飛船。

貨運飛船主要用於向空間站運送推進劑、設備載荷和水、空氣以及食品等消耗品，另外它還要攜帶空間站運營中產生的廢棄物再入大氣層銷燬。

天舟飛船上行貨運能力6.5噸，下行銷燬廢棄物的能力為6噸，天舟的上行貨運能力目前獨佔鰲頭，日本HTV飛船上行運力6噸。

天舟一號貨運飛船將對接天宮二號空間實驗室，主要突破和驗證推進劑在軌補加技術。

空間站運行在近地軌道上，不僅需要補充物資，還需要維持軌道，這就需要貨運飛船為空間站補加推進劑。日本的HTV飛船沒有在軌補加推進劑的能力，天舟飛船作為中國未來天宮號空間站唯一的貨運飛船，設計上就着重強調推進劑補加能力。

天舟一號飛船的主要任務就是驗證推進劑補加能力。（中國已在“實踐17”號衞星上試驗過ADN無毒推進在軌加油系統）天舟一號攜帶了2噸多的推進劑，將對天宮二號空間實驗室進行推進劑補加操作，試驗完成後我國將成為僅有的兩個具備空間站推進劑補加能力的國家。

衞星在軌加油；

“天源一號”是中國首個衞星在軌加註飛行試驗系統，具有集成度高、自主性強、穩定性好等特點。

這一系統搭載長征七號運載火箭，在中國海南文昌航天發射場發射升空，準確進入預定軌道。隨後幾天，“天源一號”根據預定計劃進行衞星在軌加註核心關鍵技術試驗與驗證，獲取3種貯箱加註全過程的完整視頻和相關試驗數據，加註過程穩定，測量與控制精度高，實測結果滿足設計指標要求，為我國掌握衞星在軌加註技術奠定了堅實基礎。

衞星在軌加註類似飛機空中加油，通過直接傳輸的方式對衞星進行氣、液補給，可大幅延長衞星在軌壽命，提高衞星機動能力。測算表明，如果給靜止軌道上的衞星補給60公斤燃料，即可延長衞星壽命12個月。目前只有中美兩國有此能力，日本無此技術。

此三項中日：3:0.5.

七，深空探測：

中國深空探測開始於嫦娥探月工程，目前發射嫦娥1號和嫦娥2/3號月球探測器。已在月揹着陸。

嫦娥一號探測器證明中國具備月球探測的能力，這是發射工具長征三號丙的成功，是DFH-3衞星平台的成就，而科學載荷取得的成果乏善可陳，除繪製120米月面圖外也沒有值得一提的科學發現。

嫦娥二號探測器屬於一號備份星，後來成為探月二期工程的先導星，驗證了直接進入奔月軌道的發射能力，繪製了7米分辨率月面全圖並對嫦娥三號預定的虹灣着陸區拍攝1~2米的高分辨率照片，以供選擇着陸點之用。

2011年6月到8月嫦娥二號還成功轉移到日地拉格朗日L2點，不久後2012年4月末又飛向更遠的深空，與4179號小行星交會飛掠對其進行探測。

嫦娥二號實現很多技術的創新和突破，將承上啓下為嫦娥三號的軟着陸驗證技術積累經驗。

100公里高度7米分辨率超越日本Selene1，嫦娥二號的關鍵載荷包括100公里高度7米分辨率的高清晰度CCD相機，這個相機的分辨率已經趕超日本Selene探測器的水平，這也是嫦娥二號在技術上的重大突破之一。

數據傳輸速率增加一倍，嫦娥二號大幅提高數據傳輸能力，從嫦娥一號的3兆每秒增加到6兆每秒，接近了當年印度Chandrayaan-1探測器8.4兆每秒和日本Selene探測器10兆每秒的傳輸能力，嫦娥二號還將進行12兆每秒的傳播速率試驗。

嫦娥二號運行在100公里高度圓軌道上，為嫦娥三號探測器進行技術驗證的考慮。嫦娥三號將進入100公里高度軌道，隨後變軌降低高度到15公里，最後進行軟着陸操作，嫦娥二號將為嫦娥三號驗證100×15公里軌道機動與快速測定軌技術，同時100公里和15公里高度拍攝的圖像將為嫦娥三號選擇着陸場積累數據。

嫦娥二號進入月球軌道的捕獲也在距離月面100公里高度處。印度的Chandrayaan-1技術就要差得多，是距離月面500公里高度進行捕獲，隨後多次變軌才進入100公里高度軌道，不過，07年日本的Selene-1探測器就是100公里高度捕獲進入一個近月點101公里遠月點11741公里的大橢圓軌道，顯示JAXA更高的深空測控技術水平。

嫦娥二號的近月捕獲除對運載火箭的入軌精度提出很高要求，深空測控能力也是關鍵。探月工程前我國沒有深空測控地面站，載人航天使用統一S頻段(USB)測控網絡，USB系統天線最大直徑只有12米，不能滿足探月測控需求，而美俄都有70米直徑天線，深空地面站的主力天線也高達直徑34米。歐空局和日本都擁有35米直徑天線，即使印度也有18米和32米直徑天線。

縱觀整個嫦娥二號項目，從相機分辨率，數據傳輸速率，近月軌道的測控和熱控水平來看，嫦娥二號達到或超越了07年與嫦娥一號同期發射的日本Selene-1探月衞星的水平。而直接奔月軌道設計、高入軌精度火箭、X波段深空測控技術，比起日印兩國都是一種全新的技術領先。

嫦娥三號（玉兔月球車）已在月面實現軟着路，並進行的系列試驗。

中國更實現電推進器和霍爾推進器的突破。

中國航天科技集團五院510所研發的LIP300電推進裝置已應用於實踐20號衞星。

510所已經研製涵蓋1瓦到100千瓦的系列化電推進產品，同時掌握離子電推進和霍爾電推進兩項技術。

日本：

日本在深空探測領域起步較早，但成果最輝煌的首推小行星取樣返回探測器隼鳥號

廣義上説深空探測器也可算為科研類航天器，但它們不屬於衞星。日本在深空探測領域起步早遙遙領先，取得了遠超我國的成績。早在1985年日本先後發射了先驅者號(Sakigake)探測器和彗星號(Suisei)哈雷彗星探測器，取得深空探測的突破，彗星號與美蘇歐等國家共計6個探測器共同對哈雷慧星進行了可貴的探索。1990年日本又發射飛天號月球探測器，雖然由於速度低於預期無法正常飛向月球，在使用氣動減速和低能量轉移軌道等技術，最後飛天號還是進入月球軌道，但飛天號雖然沒有實際發現，但使日本成為第三個將探測器發射到月球軌道的國家。

1998年日本發射了希望號(Nozomi)火星探測器，但發射後由於發動機閥門故障，推進劑消耗過多無法進入火星軌道，任務以失敗告終。日本深空探測成績最好的是隼鳥號小行星探測器.

2010年隼鳥號返回艙成功在澳大利亞着陸，對它取回的樣品進行分析獲得了諸多發現，2011年美國著名的學術期刊《科學》為其發行特刊以示重視。2007年日本發射了月女神(Selene)號月球探測器，它獲得了月球表面的高分辨率圖像，而且通過主星和兩顆子衞星的聯合測量得到了月球重力場最精細的第一手資料，此外還有很多其他發現，月女神項目以其任務的深度和廣度，被稱為阿波羅計劃之後最大的月球探測項目。日本2010年還發射了拂曉號驚醒探測器和伊卡洛斯號試驗性太陽帆，其中前者由於發動機故障最後變軌進入金星軌道時失敗，目前只能等待幾年後待機嘗試是否能否極泰來，相比之下伊卡洛斯太陽帆的展開和試驗相當順利，目前已經基本完成試驗，驗證太陽帆的各方面技術，伊卡洛斯是日本也是全世界第一個投入實際使用的太陽帆，僅此就在人類深空探測的技術史上留下光輝的一頁。

中日兩國月球探測器的探月行動都已經獲得圓滿成功。日本雖然在探月經驗上比中國更豐富，但兩國實際水平並沒有太大差距。此後，中日兩國後續的探月行動還將繼續展開；中日此項得分0.5：1

八，防空反導：

中國；

早在上世紀七十年代，中國已開始防空反導研究，具體成果是試驗成功第一代反導攔截彈反擊1/2號，帶核彈頭在外太空攔擊。

更與2007年和2011年及2013年三次試射SC-19新型反導/反衞星導彈。

而日本則因美國限制不能研究此類戰略技術。中日此項比：1：0。

九，軍用衞星：

中國；

早在七十年代，中國就發展返回式偵察衞星和第一代資源衞星，而今第一代的資源二號衞星已退役。

現中國已經發射36顆遙感系列衞星，同樣包含光學星和雷達星，除遙感衞星一號達到設計壽命後失效外，多數遙感衞星仍正常運行，由於大功率星載電池技術的突破，中國衞星壽命已由5年擴展到15年。

中國還發射一系列電子情報蒐集衞星，併發射**-1和**-3系列極軌氣象衞星。

為向解放軍提供高效可靠的通信保障，中國還研製併發射了神通和烽火系列軍用通信衞星，其中烽火一號衞星還為東方紅-3衞星平台創造了衞星壽命記錄，神通和烽火系列衞星都已經發展到第二代，使用更先進的東方紅-4衞星平台，提供了更強大的通信能力。導航衞星最早是為核潛艇提供定位而研製的，不過今天在民用領域也得到廣泛應用。

日本；

日本雖然在情報獲取系統(IGS)名義下發射7顆軍用衞星，但目前只有光學三號、光學四號和雷達三號三顆衞星還在正常工作，更早的光學一號和光學二號衞星已經退役，雷達一號和雷達二號衞星在設計壽命內就先後故障失效。光學三號和四號衞星全色分辨率0.6米，雷達三號衞星分辨率約1米，在世界軍用偵察衞星中性能並不出色。

在軍用衞星領域中國領先日本！中日比為：1：0.5

導航衞星：

2000年中國就已發射北斗試驗導航衞星，北斗導航衞星自2007年以來已經發射51顆，初步建成區域衞星導航定位系統，向中國及其周邊的亞太地區提供高精度的定位服務。已完成全球組網。

日本：

日本2010年已經發射一顆導航增強衞星，還設想將3顆衞星組成的準天頂導航增強系統建設成一個獨立的衞星導航系統，但已大大落後於中國！此項對比，中日：1：0

通訊與氣象衞星：

在通信衞星的發展上，日本廣泛參與國際合作，其早期的廣播衞星(BS)和通信衞星(CS)系列日本生產的零部件僅有10~20%，這固然加大了對外界尤其是美國的依賴性，但是更早建成了廣播通信衞星系統，推動了衞星電視的使用。1977年日本就購買美國德爾塔火箭發射了櫻花一號(CS-1)試驗通信衞星，20世紀80年代開始日本使用自行研製的N-II和H-I火箭發射了數顆櫻花(CS)和百合花(BS)系列廣播通信衞星，為國內提供通信和衞星電視服務，但後來的BS-2等衞星上，日本製造的比例仍然徘徊在30%左右，仍缺乏獨立研製先進通信衞星的能力。1989年日本政府開放國內通信衞星市場，對日本航天工業自行研製商業通信衞星的雄心無異於當頭一棒，此後日本通信衞星市場基本落入美國廠商之手，直到2008年日本三菱電器集團研製製造的超鳥C2(Superbird-C2)衞星投入使用，日本才擁有第一顆日本製造的商業通信衞星。

超鳥系列衞星基本由美國勞拉公司製造，超鳥C2終於成為近年來日本擁有的第一顆日本製造的商業通信衞星

超鳥C2衞星使用DS-2000衞星平台，這也是準天頂導航衞星所使用的平台。相比日本的窘境，雖然中國航天在通信衞星上起步晚水平低，而且為及時建成衞星電視網絡購買了一批美歐通信衞星，但長期以來堅持通信衞星的獨立研製和使用，從東方紅-2通信衞星開始一路發展到東方紅-4系列通信衞星，不僅初步滿足國內需求，而且開始整星出口到亞非拉等諸多國家，並積極向歐洲市場進軍。

氣象衞星：

日本的MTSAT衞星同樣基於DS-2000平台，屬於靜止軌道氣象衞星，其性能長期以來領先於我國風雲2系列靜止軌道氣象衞星

與通信衞星是高度競爭的商業市場不同，氣象衞星的氣象信息公開免費發放，更類似研究型衞星，這是日本靜止軌道通信衞星得以發展的根本原因。

日本研製多種氣象衞星，自1977年發射GMS 1靜止軌道氣象衞星以來，到1995年先後發射5顆GMS系列氣象衞星，GMS衞星姿態控制採用自旋穩定方式，定點後質量約300多千克，設計壽命5年。目前日本服役的已經是新一代的MTSAT系列氣象衞星，它是GMS的後續衞星，採用了大型高性能的DS-2000衞星平台。日本靜止軌道氣象衞星的水平長期以來比中國**-2系列靜止軌道氣象衞星強得多，但以MTSAT-1R為例其關鍵的光學載荷由美國雷錫恩公司提供。中國**-2系列靜止軌道氣象衞星本身基於落後的DFH-2自旋穩定平台，自1997年**-2A發射以來經過十多年的發展後，**-2E和**-2F衞星的雲圖質量開始趕上日本MTSAT-1R衞星的水平。中國2015年以後將發射新一代的**-4靜止軌道氣象衞星，衞星平台的性能將超過MTSAT，而載荷的性能也將與MTSAT-2氣象衞星齊驅並駕。

此項，中日各有千秋：1：1

中國衞星發射成本（可回收火箭技術強過日本）

中國發射衞星的費用低於西方。已向22國出口51顆衞星。北斗導航系統出口120國。

以發射同步轉移軌道的長征三號乙(CZ-3B)火箭為例，儘管運力達到5.5噸但它的發射費用只有約7000萬美元，而類似運力的日本H-IIA 204報價幾乎是它的一倍。

低軌道小型火箭發射費已降至每千克5000美元。

民營北京翎客航天科技RLV-T5可回收火箭。將在2020年開始正式面向商業市場提供發射任務，可以為客户提供低成本的亞軌道發射服務，主要以發射試驗類的載荷試驗為主。

火箭發射報價是500萬美元。

綜合對比：

中日兩國目前在航天領域可以説各有所長，但總體上中國已領先日本。

中國在載人航天，空間站，貨運飛船，在軌加註，防天反導及軍用和導航衞星上領先。

日本在部分火箭性能，民用應用衞星和深空太陽帆等技術上領先。

但中國已在火箭載重，年發射量和在軌運行航天器數量上大大超過日本，在本世紀新啓動的項目如導航衞星、中繼衞星和軟着陸登月上領先於日本。

總體上兩國各有千秋，屬於僅次於美國的世界第二梯隊，但日本受美國控制制約，很多項目不能象中國那樣自由獨立的推進，且資金投入不如中國，總體上已落後與中國。