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中國大陸太空科技成為美中角力新戰場

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科技產業資訊室 (iKnow) - Lisa & May 發表於 2020年10月22日

圖、中國大陸太空科技成為美中角力新戰場
 
在中國大陸十一國慶期間,媒體揭露有關大陸建造太空站「天宮一號」。中國大陸宣稱要在2年內完成太空站的建造工程。由此可見,美中之間的角力從地球已擴展至外太空。目前國際太空站(ISS)領域,仍處於「美國主導多國合作」的技術領先地位。
 
國際太空站於1998年正式建站,目前由美國國家航空航天局(NASA)主導,俄羅斯聯邦航天局(RKA)、日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)、加拿大國家航天局(CSA)和歐洲航天局(ESA)等主力運作,美國曾在1993年拒絕中國大陸加入國際太空站計畫。
 
太空站成為美中科技角力新戰場
 
美國國家航空航天局(NASA)一直擔憂並警告,中國大陸的太空站計畫可能會威脅到美國的太空優勢。尤其,當國際空間站退役後,中國「天空一號」太空站將威脅美國的太空主導權,建議美國須保持在地球軌道上競爭優勢地位。
 
大陸稱2年建成太空站
大陸計畫,將在2年內完成11次密集升空,利用「神舟」載人飛船和「天舟」貨運飛船把負責空間站組裝的宇航員以及「天和」太空站核心艙、「問天」實驗艙以及「夢天」實驗艙等空間站組件送上太空。
 
長征5-B運載火箭計劃將搭載「天和」核心艙於2021年上半年在位於海南省的文昌發射中心發射升空,長征2-F運載火箭隨後將在位於甘肅省的酒泉衛星發射中心搭載「神舟」載人飛船發射。載人航天工程辦公室(CMSA)10月1日公佈消息稱,中國大陸最終確定了18位宇航員參與這一計劃,其中包括7名飛行員、7名航天工程師和4名載荷專家,其中1名為女性。
 
中國航天科技集團曾表示,中國大陸「天宮一號」空間站任務壽命將達15年左右,可供3名宇航員長期在軌駐留,半年一輪換,可供6人短期駐留10天。
 
2020年6月,中國大陸宣佈將與法國、德國、日本、肯尼亞、秘魯等17個國家的23個航天機構合作,在「天宮一號」進行科學實驗。
 
中國航太科工CASIC公布5年太空計畫
 
中國航太科工集團(CASIC)是中國航太科技的領導企業,也是中國航天科技集團(CASC)的姊妹公司,中國航天科技集團是中國民用和軍用航太工程的主要承包廠商。CASIC是獨立於中國國家航太計畫的商業業務。
 
2020年10月19日,中國航太科工集團(CASIC)在第六屆中國商業航太高峰論壇會上,概述了該集團發射服務、衛星星群和可重複使用太空飛機計畫。
 
中國航太科工集團表示,未來5年將提升商業航太系統的能力,縮短商業火箭發射的準備時間,提高發射頻率,並進一步開展運載火箭重複使用的研究,以降低成本。CASIC集團計畫在2023年將快舟(Kuaizhou)系列火箭的發射數量翻倍,2025年時在固體火箭技術(solid rocket technology)上領先全球。目前為止,已經發射了10多枚快舟火箭。
  • 火箭發射:快舟(Kuaizhou)
  • 太空飛機:騰雲(Tengyun)
  • 80顆低軌道窄頻衛星物聯網星群:行雲工程(Xingyun)
  • 156顆衛星組成的低軌道寬頻星群:虹雲工程(Hongyun)
騰雲工程(Tengyun spaceplane)
騰雲工程旨在開發一種可重複使用的兩級入軌(two-stage-to-orbit),可水平起飛、水平著陸(horizontal takeoff, horizontal landing; HTHL)的太空飛機,目標在2025年前完成測試。騰雲工程的太空飛機將能夠將人員和貨物運入軌道,還能夠將衛星送上軌道。但,目前相關研究處於早期階段。
 
行雲工程(Xingyun)
CASIC集團預計在2025年前初步完成80顆低軌道窄頻衛星物聯網星群--行雲工程(Xingyun)的建設。目標是在2021年發射12顆行雲二號衛星。
 
虹雲工程(Hongyun)
衛星發射服務方面,中國航太科工集團的規劃包合了行雲(Xingyun)窄頻工程和由156顆衛星組成的低軌道寬頻星座--虹雲工程(Hongyun)。類似於中國航天科技集團鴻雁(Hongyan)衛星星群,虹雲工程旨在提供低成本的網路服務,特別是在通信基礎設施有限的偏遠地區。2020年4月,衛星網路已被列為中國新基礎建設的一部份。
 
中國國家航太產業基地開始運營
 
CASIC集團主導的武漢國家航天產業基地,也已正式開始運營。該火箭生產園區占地30公頃,具備年組裝和測試20枚固體燃料火箭的能力。預計未來該園區將提升到年產50枚火箭的能力。
 
快舟-1A火箭由中國航太科工集團旗下的ExPace運營。快舟-1A上層裝有三個固態級和一個液態級燃料,能夠將200公斤的有效載荷送入700公里的太陽同步軌道(sun-synchronous orbit;SSO)。
 
快舟-11火箭是快舟-1A火箭的較大版本。快舟-11直徑為2.2米,能乘載1,000公斤送向太陽同步軌道。
 
目前正在研發,直徑達4米的快舟-21和快舟-31火箭,分別可攜帶20000和70000公斤的重量前往低地球軌道。原先預計可在2020年中時進行首次發射。
 
未來5年,武漢航天基地每年計畫完成100至200顆衛星的設計、製造和組裝測試。
 
中國其他相關業者
 
快舟火箭也將面臨來自國內的競爭。中國航天科技集團自主生產的長征十一號固體燃料火箭可以從內陸發射,也可以從海上專用平台發射。長征十一號火箭和中國航天科技集團旗下的長征火箭公司研製的捷龍(Jielong)火箭,將在山東省沿海的一個新生產廠製造。
 
民營的星河動力(Galactic Energy),準備在2020年11月初從酒泉發射中心發射其谷神星一號(Ceres-1)火箭。另一家位於北京的民營企業星際榮耀(iSpace)則準備在2021年初發射第二枚雙曲線一號(Hyperbola-1)火箭。2019年7月,星際榮耀成功發射雙曲線一號火箭,使其成為中國第一家發射衛星入軌道的民營企業。

太空核心晶片掌握是關鍵
其實,一台火箭由兩萬多個零件組成,除了晶片還有很多精密材料及機械。受到美中貿易戰持續進行,美國對高科技核心晶片禁運,勢必影響中國太空科技發展,中國能擺脫對美國的依賴而獨立自主的發展太空產業嗎?太空領域的晶片功能較為單一,注重是可靠性和穩定性;並不須像民用消費型晶片般複雜龐大的處理計算能力。然而,中國政府近20年來政府大筆投資半導體產業,卻遠不如預期,最近中國內部正在檢討政策執行的缺失。(1800字;圖1)
 
 
參考資料:
China’s CASIC reveals five-year plan for reusable spaceplane, commercial space projects. Space News, 2020/10/19.

中國宣稱兩年建成太空站 美中角力擴展至太空。美國之音,2020/10/10。 
美國對核心晶元的管控,對中國航天科技的影響有多大?天天要聞,2020/6/14。


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