中國航天技術(shù)是世界矚目的，也是中國人民無比自豪的一件大事。1970年4月24日，當時剛成立不久的新中國在一窮二白的情況下，長征一號運載火箭成功把“東方紅一號”衛(wèi)星送入預(yù)定軌道，成為世界繼蘇聯(lián)、美、法、日之后第五個擁有獨立研制和發(fā)射成功的國家。當然，最近幾年的一系列神舟5-13號載人航天、探月取樣工程、“天宮一號”空間站、火星探測工程，更是成為世界最靚的仔。現(xiàn)在跟大家淺談一下，中國航天在八個維度上在世界的地位。
第一維度——發(fā)動機程度。航天發(fā)動機是航天事業(yè)不可或缺的最核心技術(shù)，沒了它，其他的談不了。目前航天飛船用發(fā)動機普遍是液體燃料發(fā)動機，當然固體燃料方面待會介紹。中國的最大推力航天飛船發(fā)動機，主要裝載在長征五號運載火箭上，屬兩級半火箭，一級采用5米直徑模塊，采用兩臺50噸級氫氧發(fā)動機，助推器采用4個Φ3.35米直徑模塊，每個模塊配置兩臺120噸級液氧煤油發(fā)動機，芯二級采用兩臺9噸新型膨脹循環(huán)氫氧發(fā)動機作為主動力。全箭總長56.97米，起飛質(zhì)量約867噸，GTO（指地球同步軌道高度）運載能力達到14噸。若減少二子級，可形成長征五號的一級半狀態(tài)火箭，其LEO近地軌道運載能力為25噸。我國這款火箭繼美國獵鷹重型火箭（LEO運載能力63.8噸，GTO運載能力26.7噸）排世界第二位。
當然，我國之前成功試車的固體燃料發(fā)動機，直徑3.5米，推力達500噸。可以說是世界排第一的，很多人會說，美國的SLS固體燃料發(fā)動機推力很早就達到1500噸，關(guān)鍵就在這，美國的推力是分級拼湊，用七級燃料方式拼成，也就是說一級燃料大概推力不到200噸，而我國的是整體性單一級的推力。除此之外，印度也有固體燃料發(fā)動機“500噸+整體式+鋼材料”，歐洲的是“470噸+整體式+復合材料”，我國的500噸+整體式+高強度復合材料，所以我國的固體燃料發(fā)動機技術(shù)排第一沒多大問題。當然，固體火箭發(fā)動機主要用作火箭彈、導彈和探空火箭的發(fā)動機，以及航天器發(fā)射和飛機起飛的助推發(fā)動機。
推力數(shù)據(jù)
各國火箭推力對比
我國推力500噸固體燃料發(fā)動機
第二維度——遙測精度。航天器飛向太空或深空，怎么去測量定位很重要，不然就像無頭蒼蠅亂竄。這方面我們直接用送入軌道的成功率和數(shù)量來說，Space Launch Report按火箭上面級制造國家排名的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，中國2021全年航天發(fā)射次數(shù)達55次，位居世界第一，只失利3次。美國發(fā)射45次，排名第二。俄羅斯發(fā)射25次，排名第三。歐洲和新西蘭各發(fā)射6次，日本發(fā)射3次，印度發(fā)射2次，韓國和伊朗各發(fā)射一次但都失利。我國精準程度還是很穩(wěn)滴，當然歷史積累來說，美國還是數(shù)量上更多，尤其是spaceX的星鏈計劃。
第三維度——遙控程度。無論是2我國嫦娥探月工程的“繞—落—回”，還是火星探測工程的“繞—落—巡”都是遙控的很好話題，現(xiàn)在我們就挑最遠的火星探測來說。火星距離地球最近5600萬公里，最遠3.2億公里，月球距地球也不過是28萬公里，深空頻道傳輸很復雜，為解決這一難題，西安分院研制團隊將一個功能類似于分系統(tǒng)的UHF頻段收發(fā)信機，壓縮至一臺重量為2公斤左右、體積僅為一個單機大小的產(chǎn)品。這臺單機融合了數(shù)字處理、電源、通道、固放、雙工器和開關(guān)等分機，具有高度集成化和小型化。最終，以相較于典型產(chǎn)品綜合減重60%的成果完成了分系統(tǒng)功能的單機化集成，為整器節(jié)約了寶貴的資源。西安分院為我國首次火星探測研制的進入艙UHF頻段收發(fā)信機、火星車UHF頻段收發(fā)信機具有自主通信、集成化高等特點，功能全、性能優(yōu)、重量小。并且，其中的UHF雙工器具有大功率、高隔離的特性，確保接收端弱信號不受發(fā)射端強信號的影響。當然，美國方面也把毅力號送到火星并且還有遠程操控無人機，而阿聯(lián)酋的火星探測只停在繞，并且用的是美國技術(shù)和日本運載火箭，所以中國這方面排個一二沒問題。
第四維度——輕量化程度。中、美、俄、歐洲，基本也是用碳纖維做材料去減輕火箭體重，唯獨印度還在用鋼材，這個也是世界前列。
第五維度——領(lǐng)域?qū)挾?。我國已?jīng)實現(xiàn)發(fā)射衛(wèi)星、載人航天、探月取樣返回、空間站的獨立建設(shè)、火星表面探測的航天航空經(jīng)驗和信息收集，而目前也只有美國比中國多了“阿波羅登月”、“火星無人機探測”，當然相信未來中國很快會實現(xiàn)“嫦娥登月工程”、“月球基地建設(shè)”、“火星登陸”等等。
天宮一號示意圖
祝融號上攝像頭拍攝
祝融號后視角
第六維度——自主化程度。說自主化程度，不用擔心卡脖子的，不得不說一下我國的航天操作系統(tǒng)“SpaceOS”，該系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用于300多個航天器，超800個星年，后面升級SpaceOSⅡ也首發(fā)搭載于2013年發(fā)射的嫦娥三號巡視器、探測器中心計算機上。
還有北斗工程，北斗三號衛(wèi)星核心器部件國產(chǎn)化率已經(jīng)達到100%；比如發(fā)射火箭，多年前就已經(jīng)達到了99-100%的國產(chǎn)化水平；再比如天宮空間站，從產(chǎn)品到部組件、到原材料，以及關(guān)鍵核心器件，皆實現(xiàn)了100%國產(chǎn)化?？梢院兔绹⑴耪玖?，當然美國有些技術(shù)還是要靠俄羅斯、日本的所謂國際合作。
第七維度——材料技術(shù)程度。我國耐高溫材料、玻璃纖維材料、復合材料、石墨烯材料等等航空航天材料，也在世界市場有一定位置，特別是巨石集團的玻璃纖維材料，全球市占率22%，中國市占率40%。
第八維度——可回收程度。航天工程是個無比燒錢的工程，搞不好一爆炸上百億就沒了，當然即使不爆炸，那些暫時回收不了的火箭助推器、電子設(shè)備等，也是需要很大資金重做。如果能回收，就節(jié)省很多了，世界航天國家的中、美、俄、歐洲、日本、韓國等也在研究實踐階段，其中中國提出了新的低成本、低門檻解決方案——“用繩攔住”，當然最矚目的就是美國spaceX的“垂直回收” 并且成功實驗的是獵鷹9號（小型火箭）出太空后，垂直返回到海上回收平臺。當然馬斯克最近還有進行了一系列的大型飛船回收實驗，一一爆炸了，但卻是不斷推進回收技術(shù)的發(fā)展。愿我國方面，更快實現(xiàn)火箭回收。
