中國航天4重挫Vs美SpaceX首射成功 專家:美制裁下最少落後10年
有航天專家向《蘋果》表示,中國近期事故密度異常,美國限制高科技晶片或許是原因之一,而未來美國必全力禁制高科技流入中國,將直接打擊其航天發展,料技術差距會持續落後美國10至15年。
美國的SpaceX在5月31日,成功以「獵鷹9號」(Falcon 9)火箭搭載「載人飛龍號」(Crew Dragon)太空船升空,將2名太空人送往國際太空站(ISS),是美國穿梭機9年前退役以來,再度有太空人在美國本土升空執行任務。更厲害的是SpaceX以私人公司之姿,成功發展最尖端的載人航天技術,並獲得美國太空總署(NASA)的訂單。
與美國競爭表面化的中國,在航天這一領域也不閒着。根據新華社今年初報道,去年全球共有102支火箭上天,發射了492個航天器,當中,中國發射34次火箭,全球最多。今年計劃發射逾40次,刷新紀錄。過去,中國的航天發射除較西方收費便宜外,也以失敗率低著稱,例如2019年發射34次,有兩次失敗;2018年發射39次,有一次失敗。
不過,踏入2020年,情況卻似有改變。自3月16日起,中國連續兩次火箭發射,因推進器異常失敗;1枚中國製造的衞星在壽限前3年便報廢。5月初首次發射的「長征五號乙」重型火箭,雖然順利上天,但所攜的首個充氣式貨物返回艙試驗艙,回程時出現異常,另外,火箭體在墜回地球時也失控,一度有跌落美國境內風險。
中國連串的航天事故,讓外界猜測是否與美國阻止高科技出口,例如高端晶片有關。而中美兩國自疫情爆發後關係越加惡化,美國不斷出招防止中國獲得高科技,由封殺華為、拘捕涉及中國千人計劃學者,以至5月13日,國務卿蓬佩奧閃電訪問以色列,施壓阻止以色列再與中國有高科技合作等,反映中國再要從外輸入高科技軟硬件將越來越困難。這一轉變,會否危及中國的航天甚至軍工發展?
台灣國立交通大學前瞻火箭研究中心主任、特聘教授吳宗信向《蘋果》指,中國近年的高科技雖然有很大進步,但仍落後美國很多。這從SpaceX近年的連串成功可以反映出來,特別是最近「載人飛龍號」成功升空,進一步顯示美國的航天實力遠超中國。吳宗信解釋,載太空人上天涉及許多維生/救生設施,系統的複雜性及可靠性要求極高。SpaceX這私人公司做到不特止,還因為火箭可以回收重用,將太空人送上近地軌道的價格,壓低到約為俄羅斯的一半,只需5,500萬美元(約4.2億港元)一人。他說,SpaceX的成功,與是商業研發,不用受保守的官僚機構約束有很大關係,「像SpaceX研發垂直降落方式(2015年成功),把火箭回收重用以減少發射成本,這種想法過去在火箭界從沒人考慮過。而創意、自由這方面,我不相信中國可以和美國比較。」
吳宗信表示,早前的連串航天意外「不能排除美國重要的晶片管制不給它(有關),有點認同,因為今年的出事率太高啦,跟以前比起來差很多。」
吳宗信指,美國在自由競爭,激發人才下,像SpaceX這種民間公司已把火箭每公斤載荷的入軌成本,由10萬美元(約77.5萬港元),降到3年前約2萬美元(約15.5萬港元),1次發射可送60顆小衞星入軌道,僅它一間公司已佔商業發射市場6成份額,市佔排第二位的Rocket Lab也是美國公司。即使中國過去兩年的發射次數較美國多,但無論在技術或商業領域的佔有率,中國根本無得比。
吳宗信提醒,一、兩年後中國的航天技術發展,在美國持續禁運高科技下,當庫存晶片或其他高科技零件用完後,中國是否能解決是個大問號。他解釋,火箭由逾2萬個零件構成,除了晶片外,還涉及很多精密零件和材料,中國無可能完全自產。「像火箭體必須由高強度碳纖維製造,否則無法夠輕身又夠強度,但這種碳纖維,全球只有5間工廠能生產,日本3間,台灣韓國各1間,中國能量產的沒有。他指,在美國全力禁運下,中國的航天科技便難以前進,差距恐怕繼續拉開,最少落後10至15年。
台灣智庫國家政策研究基金會副研究員、軍事專家李正修回應《蘋果》查詢也認為:「雖然(連續失敗)當中也有很多背景跟原因需要中國大陸深入探討研究」,但估計美國禁運先進晶片可能是其中一個原因。他指,大陸在商業領域上,相對俄國、歐洲等航天機構較受歡迎,主要是因收費較平,較受第三世界國家歡迎。不過,近期頻頻出現失敗狀況,則會影響潛在客戶信心。
李正修強調,航天技術涉及極多高科技,任何一部份稍有差錯也會導致失敗。而晶片在當中起關鍵作用,沒有高質量晶片的話,直接影響成敗。他又指,過去中國的航天技術有長足進步和能收費廉宜,背後有美國商業掛帥,願意出口技術和硬件的因素,但自中美貿易戰起,對中國高科技未來發展便造成很大打擊。
他說,只以民用為例,美國之前制裁中興通訊便幾乎令其運作停頓,之後對華為的晶片限制亦越加嚴厲,直接左右其發展,「像華為自己的『鴻蒙』作業系統結果還是失敗代替不了google的系統。李正修指,這個技術差距,即使中國傾國之力,要追上也不樂觀,像晶片,中國是投入很多資源全力研發,能自製14nm晶圓,「但目前來講仍打不過台積電(7nm),更不要說美國」、「甚至中芯國際的內部人士都講,全世界沒有一個晶片製造商可以擺脫美國的依賴,還是要靠美國的設備、材料和軟體,否則做不出來。」
香港大學工程學院院長趙汝恆認為,近期中國航天接連失利,究竟是疫情、晶片限制、人才外流影響,外界難以判明,因為航天科技乃敏感行業沒法透明。他指,兩次火箭發射失敗,其中「長征七號改」是新的改進型號,初期有失敗可以理解,另一款升空失敗的「長征三號乙」雖然屬成熟型號,但整體發射成功率仍達94%不算差。
趙汝恆同意,航天技術或其他高科技美國仍然領先,未來中國也會遭到更大的軟硬件限制,但認為這反而可能是中國「走完最後一步」的契機。他說,過去美國願意輸出晶片等高科技產品,成本考慮下,中國未必所有領域也有自研自產的緊迫性,未來則要全面靠自己研發,才能長遠發展,「像飛機引擎,中國的技術不差,但可靠性不及外國,這些便是要克服的地方」。
他又指,中國的航天技術,即使整體不及美國,也不乏優勢,「像『長征五號』火箭載重可達25噸,屬國際先進;海上發射能力在也全球前三。」趙汝恆表示,航天應用,除了軍事外,科技、民用範疇才是最大商業價值所在,這方面「中國在人工智能運用和量子電腦等也有很大優勢」。
據美國衞星產業協會(SIA)統計數據顯示,2018年,全球航天產業規模為3,600億美元(下同,2.7兆港元),其中衞星產業收入達2,774億(約2.1兆港元),佔77%。衞星產業部份,發射只佔62億元(約480億港元),地面設備和衞星服務佔2,517億(約19,517億港元)。
2019年至今各國航天發射/失敗次數
中國 12(2) 34(2)
美國 12(1) 19(0)
俄羅斯 7(0) 25(0)
印度 0(0) 6(0)
新西蘭 1(0) 6(0)
歐洲 2(0) 6(1)
日本 2(0) 2(0)
烏克蘭 1(0) 2(0)
伊朗 2(1) 2(2)
2020年截至6月4日 ()內為發射失敗