航天发展主力成本分析(航天发展主力成本)

2022-12-06 10:35:17

  我国航天的资料?

  一个国家有多少个航天发射场,是这个国家航天实力的象征,我国目前有5大航天发射基地,分别是酒泉(甘肃)、西昌(四川)、太原(山西)、文昌(海南)、烟台东方航天港(山东)卫星发射中心。

  而且还在建设第6个航天发射基地,就是宁波象山航天发射基地。

  之所以有这么多航天发射基地,一方面是我国航天产业快速增加的需求,另一方面和航天发射本身的特点有关系。

  航天发射的成本很高、代价很大,而且航天器又比较精密,许多的航天器属于军用保密系列,所以每个发射中心的主要任务是不同的。

  ▍火箭发射要考虑节约燃料。

  地球赤道周长40,076公里,24小时转一圈,赤道的自转线米。

  如果在赤道朝着地球自转方向发射卫星,利用地球自转的速度,可以节省大约5%的燃料。

  纬度越高,发射卫星所需要的燃料就越多,节约燃料等价于提升火箭的有效载荷。

  我国6个发射场的纬度如下:甘肃酒泉,北纬42度;山西太原,北纬38度;四川西昌,北纬28度;海南文昌,北纬19度;山东烟台,北纬36度;浙江象山,北纬29度。

  我国纬度最低的航天发射中心是海南文昌发射中心,考虑到成本的问题,最大、最重的火箭都会在海南发射。

  目前中国最大、最重的火箭是长征五号运载火箭,将来可与土星5号相媲美的长征九号运载火箭,也是在文昌发射。

  宁波象山航天发射基地的纬度和西昌基本持平,是我国发射条件仅次于海南的卫星发射基地。

  酒泉、西昌和太原发射基地是中国比较老的航天发射基地,酒泉和太原纬度高,但是西昌的纬度比较低,这是有原因的。

  以前国家搞的是军事航天,导弹和运载火箭不分家,这几个航天发射基地周围都有大批的军工配套企业。

  在海南文昌航天发射基地启用以前,四川西昌是发射卫星最多的地方,就是因为那里纬度低。

  ▍航天产业兴旺,职能适当分开,需要增加新的发射基地。

  以往中国航天所有产业都是国家队,隶属于中国航天工业总公司,1999年,经国务院批准,拆分成中国航天科技集团、中国航天科工集团两家公司。

  中国航天科技集团偏重于民用航天,中国航天科工集团偏重于军事航天。简单

  的

  说,中国航天科技集团目的是把人送上太空,中国航天科工集团目的是把人送上西天。

  航天发射基地的职能和配套建设是相关的,应该适当分开。

  山东烟台航天港今后主打的是海上发射任务,主要使用固体运载火箭进行快速发射。烟台附近不仅有我国最大的造船基地之一,而且有一个深水良港,可以停泊大型船舶。

  今后将建成的世界上最大海上发射船,基地就位于烟台。

  目前航天产业的发展形势是从国家专有体制向民间扩散,在国外已经有了像SpaceX公司这样的民营发射巨头,它基本上承揽了全世界90%以上的民用航天发射任务。

  民营航天企业的管理模式会大幅度降低航天发射的成本,由于SpaceX公司的介入,送一公斤货物进入太空的成本,已经从10万美元降低到5000美元,并且今后可能会降低到100美元以内。

  成本降低,市场才能做大,今后很可能民营航天会占据航天发射的主流。

  如果我们的目标是星辰大海,全民宇航将是必须跨越的门槛。

  中国民用航天现在是雨后春笋,已注册的和航天相关业务的有几十家企业,其中具有火箭研制和发射能力(潜力)的就有9家,分别是:蓝箭航天、星际荣耀、星河动力、深蓝航天、天兵科技、零壹空间、灵动飞天、星途探索、领客航天。

  它们目前的市场规模都比较小,如果使用国家级别的航天发射中心,会带来成本上的上升,所以浙江象山航天发射基地主要是面向民营的发射。

  根据相关的资料,象山国际航天发射中心总投资是200亿元人民币,航天发射区面积32平方公里,配套产业园区32平方公里。

  从定位来说,主要是偏向于民营航天产业的孵化。

  ▍航天发射基地的选址要考虑交通运输方便,并且远离闹市。

  多数情况下,交通便利之地都是工商业繁茂,人口众多的闹市区。航天发射基地既要交通方便,又远离闹市,可供选择的地点不多。

  我国大火箭总装厂位于天津,基本上所有的大火箭都是从这里发送的。火箭运输有公路运输、铁路运输和海运可以选择,内陆长距离运输一般是用铁路。

  大火箭是超长、超高、超宽的物体,长征2号F运载火箭用于发射神舟系列载人宇宙飞船,火箭芯级直径3.35米,这是由火车运输极限确定的。

  超大尺寸的部件无法通过隧道,所以中国最早的火箭发射基地酒泉、太原都偏北,因为北方比较平,火车不会钻山洞。

  四川西昌卫星发射中心的建设比酒泉、太原晚,当时考虑到中苏关系紧张,大三线建设的时候才上马,特点是处于中国内陆,安全保密性好。

  考虑到航天器的转运成本,航天基地一般会选择在东部沿海,但是东部沿海只有山东、江苏、浙江、福建、台湾、广东和海南可以选择。

  台湾东海岸是建发射场的好位置,但是现在不用考虑,而且福建在台湾对面,也不用考虑。

  江苏纬度偏高,剩下能够选的地方只有浙江、广东和海南,海南已经有一个发射基地,广东、浙江沿海城镇工厂密布,所以只能在象山岛上建新的发射基地。

  ▍象山航天发射基地的前景。

  我国火箭的生产研制企业大部分位于北方,从交通的便利条件上来说,象山基地还优于海南文昌。

  [图片10]

  上海也是我国火箭研究和制造中心之一,长征4号丙、长征6号火箭都是上海研制并且生产的。原来这些火箭都要运到酒泉、太原发射,象山发射场建成以后,上海产的绝大部分火箭会在这里发射。

  象山发射场以后可能会成为我国商业发射的主力发射场,其设计目标是每年发射100枚火箭,目标若达成会成为中国发射火箭最多的地方。

  观察|俄罗斯载人航天发展如何?计划雄心勃勃,但缺钱

   【编者按】

   神舟十二号载人飞船发射成功引发了大众对载人航天的热议。目前,世界上只有中美俄具备独立将本国航天员送入太空的能力,但印度、伊朗等国也试图进入这一俱乐部。那么,美国、俄罗斯、印度等国载人航天发展如何?

   俄罗斯计划在2023年对新一代载人飞船“鹰”进行首飞,但经费的问题可能导致飞船项目像其他航天项目一样不断拖延。

   上个月28日,俄国家采购网上发布的俄国家航天集团材料中显示,俄罗斯新型“鹰”号载人飞船将可以绕地球飞行1年左右时间,并可以绕月飞行长达半年。该飞船计划在2023年进行首飞,2024年开始执行无人飞行任务,2025年进行载人飞行。

   “鹰”号载人飞船模型。

   “老黄牛”老骥伏枥

   今年10月,俄罗斯将发射“联盟”MS-19载人飞船,将新一批航天员送往国际空间站,这是“联盟”系列载人飞船的第150次发射,发射次数之多、改进型号之多,让其他载人飞船难以望其项背。而且征战太空55年的“联盟”飞船还将继续服役多年,直到俄罗斯新一代载人飞船“鹰”号上岗,可以说是世界载人飞船中的“老黄牛”。

   1966年11月,代号“宇宙”133号的“联盟”飞船进行了首次试飞。该飞船由科罗廖夫设计局研制,采用三舱式设计,最前面是轨道舱,之后是返回舱,最后是推进舱。“联盟”飞船其实是为苏联载人登月设计的,但登月计划以失败告终,“联盟”飞船转向近地轨道,出乎意料的是,飞船不仅是苏联载人飞行的主力,苏联解体后还继续服役了30余年。“联盟”飞船重约7.1吨(早期型号重6.5吨),拥有一个2.9吨重的返回舱,内部容积4立方米,可携带3名航天员。

   “联盟”飞船的指标并不算出众,尤其是狭窄的返回舱只能容纳3名航天员,而且非常拥挤,但由于后继者迟迟未出现,只能一直改进,适应时代的变化,而同时代的“双子星”、“阿波罗”飞船早已进入博物馆,甚至上世纪80年代后期诞生的航天飞机都在2011年退出了 历史 舞台。现役的“联盟”MS由“联盟”TMA改进而来,重点是使用了电子设备,比如新的电子计算机、遥测指令系统等,实现了全数字化,自动化程度、落点精度和可靠性得到了提高。值得一提的是,这些改进的技术一部分将用于俄罗斯新一代载人飞船的研制。

   虽然“联盟”飞船目前是俄罗斯载人航天的主要工具,但这种飞船毕竟是50年前的设计,再怎么改进,受原始设计的影响,已经无法满足要求,尤其是返回舱空间有限,无法携带更多航天员,不适合用于载人深空探测。

   “联盟”飞船改进型非常多,现役的是“联盟”MS。

   与其他国家研制的新一代载人飞船相比,差距则更加明显。其实早在苏联时代,“联盟”载人飞船之后的下一代飞船就曾提上日程,上世纪80年代,苏联开始研制“曙光”飞船,该飞船两舱式设计,最多可搭载8名航天员,但由于这一时期苏联国力开始走下坡路,加上“暴风雪”号航天飞机的存在,研制工作还未完成苏联就已经轰然解体,而继承苏联最大遗产的俄罗斯财力有限,完全没有余力继续研制“曙光”飞船,只能在“联盟”飞船基础“缝缝补补”。

   进入新世纪后,借着石油价格的上涨,国力有所恢复的俄罗斯开始考虑研制新一代载人飞船。2006年,俄罗斯和欧洲联合进行了名为先进载人运输系统(ACTS)的研究,载人飞船的研制才算步入正轨,ACTS早期计划使用ATV飞船的服务舱,外加“联盟”载人飞船改进后的轨道舱。2007年10月,方案再次更改,变为大锥形返回舱加服务舱的设计,后来它的服务舱也改由能源集团专门研制。

   2009年,由于欧空局迟迟不下决心,双方合作曲终人散,ACTS飞船计划不得不取消,不过这为俄国新一代飞船“联邦”号的研制奠定了基础。2009年4月6日,能源公司获得了新飞船的研制合同,新飞船被命名为“未来载人运输系统”(PPTS),它是一种兼顾近地轨道和登月任务的飞船。2016年1月15日,俄罗斯航天局正式公布的命名却是“联邦”号,最后又更名为“鹰”号。

   “鹰”号飞船也采纳了返回舱重复使用的概念,采用两舱式设计,可以容纳4人进行近地轨道或是深空飞行。为了同时兼顾近地轨道和深空任务,“鹰”号载人飞船使用大小不同的服务舱,飞船重量14吨和20吨两个级别。“鹰”号载人飞船由俄罗斯正在研制的安加拉-A5运载火箭发射,将取代目前的联盟号飞船执行近地轨道任务,未来还可用于执行载人登月甚至登火任务。“鹰”号飞船原计划在2015年发射,但因为技术和经费的原因,研制进度大幅落后于原计划,目前已经推迟到2023年。

   联想到不断推迟的“安加拉”火箭、“月球”-25等俄罗斯重大航天项目,“鹰”号飞船首飞时间还可能继续拖延,“联盟”号飞船“这头老黄牛”还要继续征战多年。

   “鹰”号飞船的返回舱模型。

   重启航天飞机靠谱吗?

   近几年,俄罗斯考虑重启航天飞机的报道不时出现,但一直是“只闻楼梯响,不见人下来”。

   今年3月,俄罗斯航天政策研究所所长伊万莫伊谢耶夫向媒体表示,俄罗斯正在研发的航天飞机未来可以用于军事任务。俄罗斯“闪电”科研生产联合体总经理索科洛娃表示,作为曾研发“暴风雪”号航天飞机的机构,“闪电”科研生产联合体将建造新的民用航空航天飞机,新的航天综合系统“最近5年内将实现太空飞行”。 俄罗斯航天集团2020年10月的文件显示,该集团计划在2022年9月前投入2.39亿卢布论证建造可重复使用的有翼型航天飞机的必要性。

   2011年7月21日,美国亚特兰蒂斯号航天飞机慢慢脱离国际空间站,包括“亚特兰蒂斯”号在内的美国现役3架航天飞机在当年全部退役。美国退役航天飞机不仅宣告美国航天飞机时代的终结,也宣告世界航天飞机时代的终结。

   航天飞机是美苏你追我赶航天竞赛下的产物,由于美国航天飞机最先发射成功,很多人认为美国是最早研制航天飞机的国家。其实,恰恰相反,苏联比美国更早启动航天飞机的研制,只是起了个大早,赶了个晚集而已。

   上世纪60年代,苏联为了能在太空领域进一步压倒美国,苏联米格设计局的科学家提出了著名的“螺旋”航天飞机计划,而美国航天飞机研制计划在70年代初才正式启动。苏联又在1976启动了“暴风雪”号航天飞机的研制计划,并在1988年进行了首次发射,苏联解体后,“暴风雪”号航天飞机的后续发展戛然而止,而囊中羞涩的俄罗斯更是无法支持航天飞机这个吞金巨兽,成为俄罗斯航天发展路上首先抛弃的对象。

   “暴风雪”号航天飞机的命运非常悲惨,现在已经成为街头艺人涂鸦,令人唏嘘不已。

   随着经济的好转,俄罗斯开始考虑重启航天飞机,其中比较有名的项目是MRKS航天飞机,该航天飞机外形和“暴风雪”号较为类似,整个航天飞机系统由轨道器和助推火箭组成,助推火箭采用可重复使用和模块化设计,回收方式均为飞回式。火箭经过检修和重新加注燃料之后可用于下一次发射。

   MRKS航天飞机在气动布局和内部设计方面与“暴风雪”号航天飞机基本相同,主要由前、中、尾三段组成,前段结构可分为头锥和乘员舱两部分,具有良好的气动外形和防热系统。航天飞机的中段主要是有效载荷舱。舱内可以装载各种卫星、空间站等。尾段安装了多台发动机,可为航天飞机入轨和离轨提供动力。据悉,MRKS航天飞机可将35吨的载荷送入近地轨道,运载能力非常强。

   理想很丰满,现实很骨感。MRKS航天飞机项目至今没有什么进展。与俄罗斯其他重大航天项目一样,钱是最大的问题。每架MRKS航天飞机的成本可能不低于1.8亿美元,这还不包括研发的费用。美国航天飞机研发费用平摊到每架飞机约20亿美元,俄罗斯这几年每年的航天预算在50亿美元左右,这几年俄罗斯经济并不好,加上安加拉火箭、探月计划等项目占据了不少的航天经费,大型航天飞机过于烧钱,很难得到支持。

   对于俄罗斯来说,研制类似美国X-37B的小型无人航天飞机是比较现实的选择,可以使用现役的运载火箭发射,研制成本和运营成本也比“暴风雪”这样的大型航天飞机少很多,而且可以满足军用需求。

  中国财政部每年投入到航天事业发展的资金为多少?有军费多吗?

  总资金是个秘密,没人准确知道。但是按美国现行盈利来说航天带来的利益是1比8.也就是说投入1亿元每年获益能8亿元,这样看来还是很值得的。但是中国的问题是垄断企业太多,比如电信。即使他们有更多的卫星他们也不会给老百姓更多的便宜,除非中国真正改革。

  航天事业发展,每年要耗费多少资金?

       中国航天到底花了多少钱,真的是劳民伤财吗? 嫦娥一号大家都知道,中国首次探月工程,这探月可比搞卫星难度大多了,一般的卫星轨道高度也才几百公里,最高的同步卫星轨道也才三万五千多公里,但是这探月要把探测卫星送到38万km之外的月球,那么难度可想而知。

      嫦娥一号2007年发射成功,并且围绕月球飞行了一年半,传回了海量的数据,现在我问大家一个问题, 你来猜测一下嫦娥一号工程总共花费了多少钱?花费了14亿人民币,这14亿对咱们个人来说是一笔巨款,但是对于国家级别来说却是非常少的,14亿在当时只能修2km的地铁,想买下城市里一个稍微大点的小区,14亿都不够,一部稍微好一点的电影票房都比十四亿多, 但是只用了14亿,中国的科学家和工程师,从零基础开始,把探测器送到了38万km之外的月球,它稳定运行了一年半, 而有了一号作为基础,三年之后,嫦娥二号使用了九个亿,这一切就要归功于中国航天工程,科学的成本管控,少花钱,多办事,每一分钱都花在刀刃上。

       再比如中国现在的天宫空间站完全建成是100吨再扩展最多是180吨,连国际空间站一半都还不到,请问这是为什么?我们既然已经掌握了航天器制造和空间对接组装技术,只要再多怼上一点实验舱,吨位超过国际空间站,并没有太大的技术难度, 那么为什么我们还只建造一百八十吨的空间站。答案很简单成本管控钱要花在刀刃上,现在的设计,就是最符合当前中国科研需要的设计没有必要为了所谓的大,多花国家的钱,该花的钱才花不该花的一分都不花,如此给力的成本管控,中国航天到底是不是劳民伤财其实很容易分析出来。

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