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韩国最新航天发展规划研究

更新时间:2009-03-28
 

2018年2月5日,韩国航天最高决策机构——韩国国家航天委员会召开第14次会议,审议并通过了韩国《第三次航天开发振兴基本计划》(简称《第三次计划》),明确了未来5年韩国航天发展的目标、重点任务和实施途径等。此外,为保持政策的连续性,同时给出了至2040年的远景规划。对比上届政府于2013年底出台的雄心勃勃的《航天开发中长期规划(2014-2040)》(简称《中长期规划》,详见《国际太空》2014年第6期《2014-2040年韩国航天发展中长期规划》),《第三次计划》出现较大幅度变化,反映出韩国航天发展战略的调整。

1 概述

韩国航天规划模式

韩国航天起步于20世纪80年代末。1996年,韩国政府出台了首个航天发展规划—《航天开发中长期基本计划(1996-2015)》。此后,韩国政府对该规划进行了3次修订。

2005年5月,韩国颁布首部航天法—《韩国航天振兴法》,其中规定,政府需每隔5年制定一次《航天开发振兴基本计划》,明确未来5年韩国航天发展的目标、重点任务和实施途径等。韩国总统任期5年,韩国航天法颁布以来,基本每任总统执政后都着手组织航天发展五年计划的制定,并在1年内由韩国国家航天委员会审议通过并正式颁布。韩国政府分别于2007年6月和2011年12月出台了《第一次航天开发振兴基本计划》和《第二次航天开发振兴基本计划》(简称《第二次计划》)。2013年11月,韩国政府还出台了《航天开发中长期规划(2014-2040)》,是对《第二次计划》的修订和增补。《第三次航天开发振兴基本计划》既是韩国文在寅政府出台的航天五年基本计划,同时也是对上届政府出台的《中长期规划》的修订。

韩国航天发展现状

预算方面,2015年、2016年和2017年韩国政府航天预算总额分别为6248亿韩元(约合5.9亿美元)、7278亿韩元(约合6.9亿美元)和6703亿韩元(约合6.4亿美元)。2017年韩国政府航天预算出现了4年来的首次下降。2017年度,卫星、运载火箭和空间探测领域预算占年度航天总预算的比例分别为46%、36%和12%。

人多水少、水资源时空分布不均,是我国基本的国情水情。不得不正视的是,随着工业化、城镇化、农业现代化加快发展,粮食主产区、重要经济区、能源基地等用水将较快增长,工程性、资源性、水质性、管理性缺水长期存在,加之受全球气候变化影响,水资源分布更加不均,水资源供需矛盾更加突出,水生态环境保护任务更为繁重。2011年中央1号文件和中央水利工作会议明确提出,把实行最严格水资源管理制度作为加快转变经济发展方式的战略举措,把建设节水型社会作为建设资源节约型、环境友好型社会的主要内容。2012年1月,国务院出台了关于实行最严格水资源管理制度的意见,对实行最严格水资源管理制度作出全面部署。

  

韩国政府航天预算(1993-2017年)

卫星领域,韩国自1992年拥有首颗卫星以来,共计研制发射了13颗卫星。目前4颗在轨运行,7颗在研(由商业公司采购的国外制造的7颗通信卫星未计入)。2006年、2012年和2015年分别拥有了全色1m、全色0.7m和全色0.55m的高分辨率光学成像卫星(韩国多用途卫星-2、3、3A),2013年拥有了分辨率1m的雷达成像卫星(韩国多用途卫星-5)。2010年拥有了静止轨道气象海洋观测卫星(千里眼-1)。在研卫星包括计划于2018年和2019年发射的千里眼-2A和2B卫星,以及计划于2020年和2021年发射的分辨率达0.5m的雷达成像卫星和分辨率达0.28m的光学成像卫星等。

运载火箭领域,韩国分别于1993年、1997年和2002年成功发射了一级固体探空火箭、二级固体探空火箭和三级液体探空火箭。2013年1月,罗老号运载火箭成功发射,韩国成为继朝鲜之后世界第11个自主发射火箭将卫星送入预定轨道的国家。韩国已于2010年启动了自主运载火箭——韩国航天运载火箭-2项目(LEO运载能力1.5t的三级液体火箭),计划于2021年进行首飞。截至目前,该项目取得的里程碑进展是75吨级液体发动机于2016年7月进行的燃烧试验取得成功。

  

韩国多用途卫星-5在轨示意图

  

韩国多用途卫星-3A在轨示意图

  

罗老号火箭

  

75吨级液体发动机燃烧试验

空间探测领域,韩国2015年正式立项首个空间探测项目—韩国探月工程一期,当时计划于2017年使用国外运载火箭发射其与美国国家航空航天局(NASA)合作研制的月球轨道器,现已更改为2020年发射。

2 韩国航天发展战略调整,更为强调实用性和可行性

(2)行业应用

《第三次计划》指出,韩国航天发展的愿景为:通过发展挑战性和实用性的航天项目,为保障国家安全和提高人民生活质量做出贡献。

津村洋介看着手中的卷宗,在她的名字后面画了一个大大的问号。他和助手商量了一阵,决定暂时休庭。他需要找到一枚钥匙,走出这个复杂的迷宫。

《第三次计划》指出,韩国优先发展实用性的航天技术,考虑到所处的东北亚地区复杂的地缘关系,还应发展战略性的航天技术。此外,对有助于提升国家地位和国民自豪感的领域,选择性地适当投入。计划明确列出韩国航天发展的最优先级是保障国家安全和提升国民生活质量相关的领域,前者包括运载火箭、侦察卫星、导航卫星等,后者包括民商用对地观测卫星等;其次是提升国家地位和国民自豪感的领域—月球探测;再次是商业航天、航天技术应用、空间科学等领域;载人航天暂不涉及。

应对气候变化领域,增强大气污染物监测,干旱、洪水等水资源灾害监测,以及空间气象和气候变化分析等气候灾害应对能力。2026年前,研制并发射4颗“下一代小卫星”,用于监测空间气象,分析和预测地球气候变化。

空间探测领域,根据技术可行性、资源投入可行性等,选择性地开展相关项目。但空间探测路线图出现较大幅度调整,一期的“绕”月和二期的“落”月主要是大幅延期,三期的月球取样返回改为小行星取样返回。

卫星及应用领域,对地观测卫星仍是重点,除了继续研制发射高性能但高成本的“韩国多用途卫星”

和“千里眼”卫星,将大量研制高性价比的“下一代中型卫星”(500千克级),并首次提出发展微小卫星,与“韩国多用途卫星”和“下一代中型卫星”共同构成“减灾星座”。

对A阵采用“按行消元,逐行规格化”或“逐行规格化,按列消元”方式求取A(n-1)′阵的计算结果虽然完全相同,但计算效率完全不同。许多文献对含规格化的高斯消元法和因子表法均采用“按行消元、逐行规格化”[2-7,9]方式。实际上,“按行消元、逐行规格化”的计算效率低于“逐行规格化,按列消元”。

  

韩国航天发展路线图(2018-2040年)

法国前总理、著名作家德维尔潘是拉加德政治生涯中的头号贵人,正是他慧眼识人,看出了拉加德成功女商人面孔下面的从政渴望,在其2005年组阁时,对她发出了征召令。

最值得一提的是,《第三次计划》将“构建独立的区域卫星导航系统”首次独立列为与运载火箭、卫星及应用和空间探测等并列的重点任务之一。

3 首次明确提出2034年建成自主区域卫星导航系统,满足产业发展需求和战略需求

《第三次计划》给出了构建“韩国卫星导航系统”的目标,即通过构建区域卫星导航系统,增强天基位置和时间基础设施的自主性,提供精确的位置信息和时间信息,并从国家安全和产业角度提出了建设“韩国卫星导航系统”的必要性。

(3)态势评估:根据已经确定的指标体系,定性定量的分析网络当前的安全状态,寻找薄弱环节,并给出相应的解决方案。

加速构建自主卫星导航系统是《第三次计划》的突出变化。该计划首次将构建自主的区域卫星导航系统—“韩国卫星导航系统”独立列为与运载火箭、卫星及应用和空间探测并列的重点任务之一,并给出了具体的发展路线图,首次明确提出2034年建成“韩国卫星导航系统”。

规划指出,韩国政府将在2018-2019年完成“韩国卫星导航系统”的可行性论证、确定发展战略、推动工程正式立项。计划介绍了“韩国卫星导航系统”建设方案(草案)的相关内容。

系统组成方面,“韩国卫星导航系统”由7星星座,包括4颗倾斜地球同步轨道(IGSO)导航卫星和3颗地球静止轨道(GEO)导航卫星,以及相关地面站构成,是面向韩国及周边地区提供服务的区域卫星导航系统。

相较于《中长期规划》将卫星和卫星应用分列为第二和第三大重点任务,《第三次计划》将卫星及应用合并列为第二大重点任务,体现了韩国“围绕卫星应用研制卫星,提升国民生活质量”的航天发展思路。《第三次计划》指出,卫星及应用领域的发展目标是通过研制各类高性能卫星,提升国民生活质量,引领第四次产业革命发展。

俗语道,“哑巴吃黄连,有苦说不出”。可见黄连是非常苦的,黄连是中医常用的一味中药,也属于名贵中药的一种,有清热解毒的功效。关于黄连的来历,还有一段趣闻呢!

发展战略方面,“韩国卫星导航系统”建设将分三个阶段进行。第一阶段(至2024年),计划于2022年前建成地面试验设施,2024年前开展卫星导航载荷技术研发并获得频率;第二阶段(至2028年),研发倾斜轨道导航卫星技术和地面站运营技术,计划于2028年前发射1颗IGSO导航卫星(验证星);第三阶段(至2034年),2034年前发射3颗IGSO和3颗GEO导航卫星,与之前发射的验证星及地面站共同构成“韩国卫星导航系统”。

4 运载火箭和卫星及应用依然是韩国航天发展的优先事项

确保自主发射能力,韩国航天运载火箭-2将于2021年正式首飞

与上届政府出台的计划一样,《第三次计划》仍然将确保自主发射能力列为第一项重点任务。主要变化:一是将韩国自主小型运载火箭—韩国航天运载火箭-2的首飞时间推迟1年至2021年;二是将运载火箭领域分为技术和产业两条线。

技术方面,短期目标是2021年实现自主火箭韩国航天运载火箭-2(低轨运载能力1.5t)成功发射,掌握75吨级液体发动机和7吨级液体发动机技术等;中期目标是提升韩国航天运载火箭-2的可靠性,2025年实现小型运载火箭定型,型谱多样化;远期目标是2035-2040年实现GTO运载能力3t的中型运载火箭定型。

产业方面,短期目标是2022年前奠定发射服务产业基础,相关技术转移给企业;中期目标是2025-2030年实现以企业为主体研发运载火箭,发射韩国政府卫星及航天器,计划发射6颗韩国政府卫星(卫星发射质量从100千克到1吨级),以及2030年发射韩国月球着陆任务的月球轨道器和着陆器;远期目标是提升运载火箭企业的竞争力,2030-2040年为本国政府提供更多样化和数量更多的发射服务,包括发射小行星采样返回任务,并拓展国际发射服务市场。

此外,为满足运载火箭技术和产业发展需求,相应进行航天发射场的改扩建工程。

卫星及应用仍然是政府的重点投入领域,首次提出建设“减灾星座”

系统功能方面,“韩国卫星导航系统”将通过播发全球导航卫星系统(GNSS)增强信号和“韩国卫星导航系统”自主信号,提供性能更优、更稳定的导航服务;同时通过星基增强和地基增强,提供米级、亚米级的精确位置服务。

韩国将持续研制并发射地球静止轨道的“千里眼”卫星,满足气象、环境和海洋观测需求;加快研制和部署低地球轨道对地观测卫星“下一代中型卫星”,满足农业、林业、水资源等行业应用;持续研制并发射低地球轨道高性能的对地观测卫星“韩国多用途卫星”,满足侦察监视等需求;新研微小卫星;2024年后,拥有预警卫星、通信广播卫星、数据中继卫星、导航卫星等。

我把那个谁也不要的稿子撕成碎片从五层楼上抛下,任它落叶一样随风而去,埋下头,还是去挖我自己乡下生活的积累,写了后来发表在《人民文学》的《惊涛》。一年后我涎着脸挤到一群儿子辈的大学生中间,补习文化。那之后,在人民文学出版社陶良华、汪兆骞,中国青年出版社傅小北,上海文艺出版社张森、修晓林的鼎力帮助下,陆续出版了中篇《研究生院的爱情故事》、长篇《梦洲》《裸体问题》《将军镇》《边唱边晃》,反响虽然远低于我的奢望和所有关心我的人们的期待,但我多少心安。虽然没有长进,但也没有半途而废。

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《第三次计划》将卫星应用分为“国家危机应对服务”、“行业应用”、“与新一代信息技术产业融合应用”和“侦察监视服务”等四大领域,具体如下。

(1)国家危机应对服务

减灾领域,首次提出建设“减灾星座”,2022年建成小时级的灾害应对体系,由2颗“韩国多用途卫星”、4颗“下一代中型卫星”和10颗微小卫星组成;到2025年,星座中微小卫星数量增至20颗,进一步提升时间分辨率。

  

“下一代中型卫星”在轨示意图

运载火箭是战略性领域,发射服务产业对于韩国来说也是战略性新兴产业,韩国政府将予以重点发展,保证资源投入,按期实现第一阶段目标。韩国航天运载火箭-2首飞成功后,一段时期内,将重点提高该型火箭的可靠性,培育发射服务提供商和相关产业。运载能力更大的火箭研制工作适当延期。

与上届政府雄心勃勃的《中长期规划》相比,从《第三次计划》的愿景、原则、目标和重点任务等各个方面,可以看出韩国航天发展战略出现了较大幅度的调整,更为强调实用性和可行性。

海洋、环境监测领域,一是通过严密监测朝鲜半岛及周边的海洋环境和污染物,提供海洋环境监测、资源管理等服务。2019年发射千里眼-2B海洋卫星(分辨率0.25km,13个通道)。二是监测大气污染物生成、移动等,与气象观测信息相结合,提升气象环境预报的准确性和时效性。

农业、林业、水资源等行业应用领域,研制并发射“下一代中型卫星”,开展农作物估产、耕地变化监测、森林资源调查和动态监测、洪水预报等服务。

(3)与新一代信息技术产业融合应用

卫星导航领域,通过建设卫星导航增强系统,2022年前为航空、航海等行业提供误差小于1m的精确的位置服务。

“混”是手段,“改”是目的。“新一轮的混合所有制改革,不仅仅要‘混’,更重要的是‘改’。”中国企业研究院首席研究员李锦表示,很多国企在顺利完成“混”的任务后,还要纵深推动“改”的攻坚,不能只停留在“混”的表象,更不能“混”与“不混”一个样。

通信广播领域,2040年前拥有自主的地球静止轨道通信卫星,提供通信广播、互联网接入等服务。

(4)侦察监视服务

4.2.2 临近保质期食品提示制度。设立临近保质期食品的常温、冷藏或冷冻销售专柜,集中陈列出售临近保质期食品。向消费者作出醒目的“临近保质期食品”提示。

4.下一步打算。若虾苗数量较多,密度大,长势好,3月底可出售部分虾苗。若虾苗数量长势不好,要适当肥水,增加浮游生物数量,供虾苗摄食。若虾苗数量较少,要提前做好补投虾苗的准备。

侦察监视领域,进一步提升卫星的空间分辨率和时间分辨率。提升对地观测卫星有效载荷技术,构建低地球轨道高分辨率对地观测卫星系统。卫星全色分辨率由2021年的0.28m提升至2028年的0.1m;红外分辨率从2021年的4.0m提升至2028年的1.0m;雷达成像卫星分辨率从2020年的0.5m提升至2027年的0.2m。

5 空间探测路线图大幅更改,拟2035年实现小行星采样返回

对比此前的《中长期规划》,《第三次计划》最大的变化是韩国空间探测路线图的大幅更改。韩国探月工程由此前的“绕”、“落”、“回”三个阶段调整为“绕”和“落”两个阶段,时间上大幅延后。第一阶段的“绕”月由2017年改为2020年实现;第二阶段的“落”月由2020年改为2030年前实现。第三阶段2030年的月球采样返回改为2035年实现小行星采样返回。

关于第一阶段的“绕”月任务,除了时间延后,其他方面基本保持不变。任务目标是2020年前通过国际合作(与NASA合作)研制月球轨道器,并使用国外运载火箭发射。轨道器发射质量550kg,任务寿命1年。掌握轨道器轻量化技术、推进系统技术、深空通信技术等核心技术。

韩国探月工程延期,特别是第二阶段“落”月任务延期近10年,一方面是受自主运载火箭研制进度的制约(韩国自主运载火箭即使能基本按进度研发成功,其可靠性的提升仍需假以时日);另一方面,韩国自主区域卫星导航系统建设已提上日程,需要及时投入与之相匹配的资源,推迟空间探测领域的时间表正当其时。

  

韩国月球探测轨道器示意图

6 结束语

综上,《第三次计划》反映了韩国新一届政府的航天发展战略—更加注重实用性,并充分考虑可行性。韩国政府将推进卫星导航、卫星通信与新一代信息技术和产业融合发展,创造新兴产业和商业模式;同时更加关注民生、践行“优先考虑国民需求”的原则。

 
祁首冰,付郁
《国际太空》 2018年第04期
《国际太空》2018年第04期文献

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