[21世纪太空战争]②我国运载火箭与卫星技术发展到什么程度

by Kang Nahum

Published 12 Dec.2023 06:30(KST)

Updated 12 Dec.2023 14:34(KST)

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“누리号”，每公斤发射成本3.25万美元
是SpaceX“猎鹰9号”的10倍
韩宇研称：“与SpaceX技术实力相差20年”

随着韩国型运载火箭“世界号”的成功发射，我国名副其实地跻身宇宙强国之列。关于运载火箭研制和发射运用能力的国内外信赖度也大幅提升，外界对韩国进军运载火箭商业发射服务市场的期待不断升温。然而，作为今后宇宙产业开发核心的可重复使用运载火箭技术，仍然任重道远。有分析指出，要追上拥有世界最高水平可重复使用运载火箭技术的SpaceX，至少还需要20年时间。

与SpaceX的技术差距“20年”

去年5月25日18时24分向太空发射的第三枚世界号圆满完成飞行。随着世界号正常飞行以及运载火箭的核心任务——将卫星成功送入轨道，韩国实质性地证明了自身的自主宇宙运载火箭技术能力。第三次发射搭载的不是性能验证卫星或卫星模拟体，而是实用卫星，因此被称为“首次实战发射”。如果说在第一次、第二次发射中完成了对运载火箭研制和发射技术的验证，那么通过第三次发射，韩国还掌握了卫星分离与入轨技术。

尽管世界号的成功令全国民众欢呼，但民间与学界专家评价认为，要真正跃升为宇宙强国并构建完整产业生态，路还很长。世界号是一型只能使用一次的一次性运载火箭。长期以来，一次性运载火箭高昂的发射成本被视为激活宇宙产业的主要障碍。相关业内人士解释称，采用一次性运载火箭难以创造利润，因此即便是业绩最好的运载火箭企业，其发射服务年发射次数也仅在5至6次左右。

最关键的是，世界号在效率方面评价极低。运载火箭的竞争力取决于将人造卫星送入太空时，每公斤载荷的发射成本。以SpaceX为例，通过重复使用“猎鹰9号”运载火箭的一级，已将每公斤发射成本降低到平均2700美元，从而垄断了全球发射服务市场。一级推进器在简单维护后最多可重复使用10次，经过全面整修后最多可重复使用100次。相比之下，世界号在不计入研发费用的情况下，每公斤发射成本仍高达3.25万余美元，是猎鹰9号的10倍以上。

那么，韩国要追上SpaceX的技术实力还需要多长时间？韩国航空宇宙研究院（航宇研）在去年8月发表的题为《为掌握运载火箭重复使用技术而开展的探索性研究》的论文中诊断称，考虑到韩国的技术水平和研究开发（R&D）现状，大约需要20年时间。也就是说，韩国在运载火箭重复使用技术研究方面几乎处于空白状态。

在此前世界号开发过程中，虽然开展了发动机再点火技术等基础技术研究，并在政府的“Space Challenge”项目中开发了制导导航控制技术等部分与运载火箭重复使用相关的技术，但通过研制验证飞行器来获取重复使用技术的整体努力仍十分不足，例如下一代运载火箭开发项目在预备可行性研究（预可研）中被暂缓等。

图片由韩联社提供

航宇研分析认为，为了开发可重复使用运载火箭，需要攻克大量棘手的核心技术，包括返程飞行用制导控制、在着陆阶段确保方向控制与稳定性的栅格翼、着陆装置、可重复使用发动机、热防护、整流罩重复使用、着陆支援地面系统与运用等。

忠南大学航空宇宙工学科教授Heo Hwanil指出，需要摆脱单一政府主导，建立人力与制度层面的基础。他表示：“韩国宇宙项目长期由政府主导，因此对失误往往零容忍。在这一必然伴随试错的产业中，这正是我国难以追上SpaceX的原因之一。无论是民营企业还是政府机构，都应当给予被选拔人才更大的自由度。SpaceX之所以取得如今的成就，是因为Elon Musk延揽了世界级火箭工程师Tom Mueller，并几乎赋予其全权。”

国内卫星技术已达较高水准

相对可喜的是，韩国的卫星技术已经基本步入正轨。本月5日，以“纯自主技术”开发的、由民间主导的首颗商用地球观测卫星成功实现自主发射。这是由韩华系统自主开发、制造的“小型合成孔径雷达（地球观测）卫星”。

此次卫星发射证明了在长期高度依赖海外的卫星制造与发射领域，韩国已具备自主技术实力。由于宇宙强国为维持技术霸权一直对相关技术出口实施严格管制，因此韩国在这一领域实现首次国产化，具有重大意义。

目前，韩华系统正在龙仁研究所的卫星管制中心等待与卫星和地面基站的首次通信。公司计划利用小型合成孔径雷达卫星，在企业与政府间交易（B2G）、企业间交易（B2B）领域，通过高分辨率卫星图像分析开展环境监测、为地理信息系统（GIS）地图制作提供数据分析，并通过对卫星影像信息进行自动融合与分析创造多种附加价值。

此前在本月2日，由韩国航空宇宙产业公司（KAI）与航宇研协作研制的“425 EO/IR（光学·红外）卫星”搭载SpaceX公司的运载火箭飞向太空，这是韩国军方的第一颗侦察卫星。预计从明年起将依次发射的第二颗侦察卫星将搭载合成孔径雷达载荷。

国防科学研究所、航空宇宙研究院和KAI自2018年以来一直持续推进EO/IR与合成孔径雷达军用侦察卫星的研制。一旦侦察卫星体系开发完成，韩国军方将具备对重点关注地区在数小时内持续获取观测资料的能力。

由此可见，韩国的卫星技术在全球范围内也被评价为竞争力较强。早在1992年发射“我们的太空1号”时，韩国还不得不到英国大学研究所“旁听取经”，在边学边做中完成卫星研制。但目前，韩国已发展到能够自主研制超高分辨率卫星“阿里郎”和地球静止轨道卫星“千里眼”等的水平。截至目前，韩国已研制并发射卫星20余颗。政府计划到2027年发射并运营2颗多用途实用卫星、4颗下一代中型卫星以及11颗100公斤级超小型编队卫星。