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軍用航天技術范文1
關鍵詞:航天偵察力量;衛星;軍事光學偵察;情報;通信
中圖分類號:TP311文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2011)21-5235-02
Analysis of the French Space Scout Force
CHANG Xin, XIANG Sheng-yu
(Unit 61651 of PLA, Beijing 100094, China)
Abstract: Recently, spaceflight technology is developing quickly, and is utilized in military affairs more and more. Bring the transform of campaign form. Spaceflight scout is part of the military spaceflight, which bring into play an important action in high tech war future. From introducing the course and the actuality of France spaceflight, the character, capability and function of the spaceflight scout secondary planet in these realms which include optic imaging planet, signal informative planet and military signal communication were analyzed. Integrating development orientation of the World, the trends of developing in France spaceflight also were analyzed in this paper. Hope it will be useful for spaceflight career.
Key words: spaceflight scout; secondary planet; military optics scout; intelligence; signal communication
航天偵察集當代高新尖技術于一體,已成為一個國家軍事實力的象征。法國作為歐洲軍事實力最強的國家之一,其強大的航天偵察力量格外耀眼。1965年11月26日法國發射了“阿斯特里”試驗衛星,標志法國航天偵察力量建設的開始。隨著“斯波特”系列衛星的發射升空,其航天偵察技術飛速發展,航天偵察力量日益強大。
法國一方面奉行獨立自主的發展方針來形成本國的航天技術競爭優勢,另一方面極其重視跟歐盟及其他國家的合作。法國與我國在航天建設方面也存在很多合作。既是合作者,又是競爭者,我們有必要深入了解法國航天偵察力量的建設。可以從中得到很多啟示,對我國航天力量的發展有所幫助。
1 法國航天偵察力量現狀
1.1 光學成像偵察衛星
法國主要的成像偵察衛星有民用“斯波特”對地觀測衛星系統、軍用“太陽神”系列成像偵察衛星系統及“昴星團”光學成像衛星星座。
1.1.1 “斯波特”系列衛星
斯波特(SPOT)地球觀測衛星系統是在1976年正式開始的,由法國國家研究中心設計,與比利時和瑞典合作制造。第一代衛星包括SPOT-1、-2和-3三顆衛星,第二代衛星則包括SPOT-4和-5兩顆衛星。其中SPOT-1、sPOT-2和SPOT-3衛星均已停止工作。SPOT-4工作能力有所下降。目前SPOT-5衛星是SPOT系列的主工作衛星。
SPOT-5衛星重3030千克,比SPOT-4(2755千克)重,設計壽命5年。與前4顆SPOT衛星相比,“SPOT-5”衛星有較大改進,并攜帶有新的儀器設備。其中包括:一、高分辨率立體成像儀,這是新增加的最重要的儀器設備,它能同時獲取兩幅圖像,因此可用于制作更為精確的地形圖和高程圖;二、兩臺高分辨率幾何成像儀,可拍攝2.5米分辨率的全色圖像和10米分辨率的彩色圖像;三、“植被-2”相機,幾乎每天可實現全球覆蓋,圖像的分辨率為1千米。其他新增加的設備和能力還有:新的星跟蹤設備,可提供更精確的星定位圖像;新的星上處理能力,可同時處理5幅圖像。
1.1.2 “太陽神”系列成像偵察衛星
法國于1977年首次提出薩姆羅軍事光學偵察衛星計劃的設想,1981年開始研究部署這種偵察衛星的可行性。1985年12月,由薩姆羅更名的太陽神(Helios)軍事偵察衛星研制計劃正式開始。
1) 太陽神-1衛星
太陽神-1衛星計劃由法國國防采辦局主管,由法國國家航天研究中心監造。整個太陽神-1系統由兩顆衛星(太陽神-1A衛星、太陽神-1B衛星)加地面設施組成。
太陽神-1A數字圖像傳輸型偵察衛星重2.5噸,運行在高約680干米、傾角98°的太陽同步軌道上,重訪周期為48小時,設計壽命5年。
太陽神-1基于SPOT-4衛星的平臺(提供控制、電源和推進等),但其光學成像系統和磁帶記錄儀(能夠存儲數百幅圖像)的性能比SPOT-4衛星大大提高。星載主遙感器是1臺CCD光學相機,用推掃方式拍攝1米分辨率圖像。其三軸穩定系統和精確側擺系統使星載相機不僅能夠拍攝星下點目標,還能夠以傾斜角度拍攝地面軌跡兩側遠達400千米處的目標。星上除了像SPOT衛星一樣裝有紅外敏感器外,還加裝了恒星傳感器(亦稱恒星跟蹤器),以自動測定衛星相對于基準恒星的方位,從而使指向精度高達0.005°(RMS)(相比之下,SPOT衛星的指向精度為0.05°)。圖像數據可實時傳給地面站,或先存儲在星載磁帶記錄儀上待飛越特定地面站時再下傳。此外,衛星還裝有電子情報搜集設備。
太陽神-1B衛星與太陽神-1A基本相同,1994年2月開始建造,1999年12月3日從庫魯發射升空,進入與太陽神-1A大致相同的太陽同步軌道。此后,兩顆太陽神-1衛星協同工作,將地面目標重訪周期縮短至24小時。
目前,太陽神-1B與2004年因電源故障無法繼續工作,已按指令脫軌;1995年發射的太陽神-1A至今仍在正常工作。
2) 太陽神-2衛星
1994年4月,太陽神-2衛星方案論證工作啟動。太陽神-2系統包括兩顆衛星:太陽神-2A、太陽神-2B(分別于2004年和2008年發射升空)。
軍用航天技術范文2
飛機剎車副潛力無限
新材料享受政策紅利
當前股價:
今日投資個股安全診斷星級:
公司簡介
博云新材是國內領先的先進復合材料制品生產企業,公司軍用、民用飛機剎車副(粉末冶金飛機剎車副、炭/炭復合材料飛機剎車副)、航天用炭/炭復合材料、環保型高性能汽車剎車片、高性能模具材料等四大產品類具有自主知識產權,技術領先。公司在先進復合材料領域“基礎研究-應用研究-產業化”鏈條較為完善、競爭力強,自主開發的炭/炭復合材料性能達到甚至超過國際先進水平。
主營收入。公司營業收入和營業毛利主要來自四大類產品。2009年前三季度,公司實現主營業務收入和歸屬于母公司的凈利潤分別為15753.97萬元、1971.46萬元,分別比2009年同期增長27.22%、13.83%。
經營情況:國外企業在先進復合材料領域具有絕對的優勢,國內市場份額主要由外資把持。公司產品的價格僅僅約為國外同類產品價格的60%,具有較高的性價比優勢和巨大的進口替代需求。隨著國內軍用、民用航空的快速發展和汽車工業(尤其是國產品牌)的高速增長,市場對公司產品需求旺盛,公司主要的產品供不應求。從盈利能力來看,公司銷售毛利率和銷售凈利率比較穩定,即使在金融危機期間也沒有明顯的下滑趨勢。公司穩定的期間費用率展示了良好的三費控制能力,近年來銷售費用率、管理費用率比較穩定,財務費用率在公司募集資金到位后大幅下降。
核心競爭力:博云新材核心競爭力來自在粉末冶金復合材料領域強大的研發實力,其炭/炭復合材料是具有全球競爭力的產品。公司成功開發的飛機剎車副、航天用炭/炭復合材料等產品技術含量高,打破了國外競爭對手長期壟斷的格局,確保了國家航空戰略安全,在國防上具有重要的戰略意義。由于航空航天產品對材料的安全和性能有極高的要求,各國政府均實施許可證(PMA)式生產方式,公司擁有俄羅斯圖波列夫設計局頒發的生產許可證,還是國內企業取得波音系列飛機剎車副PMA證書數量最多的企業,而且空客部分機型飛機剎車副PMA項目已批準立項且取得部分PMA證書,這些資源也是公司的核心競爭力。
產品技術先進 潛在市場巨大
粉末冶金復合材料是以傳統的粉末冶金技術為基礎,結合先進復合材料技術制備的材料,產品廣泛應用于航空、航天、交通運輸、工程機械和能源等領域,在國際上僅有少量的國家擁有核心生產技術。博云新材的產品包括軍用、民用飛機剎車副(粉末冶金飛機剎車副、炭/炭復合材料飛機剎車副)、航天用炭/炭復合材料、環保型高性能汽車剎車片、高性能模具材料四大類。
飛機剎車副:飛機剎車副在重要性上是和發動機媲美的A類消耗性部件,是飛機安全運行的重要保證。博云新材是南方航空、廈門航空、上海航空、海南航空等公司和軍用剎車副合格供應商,其中,圖-154飛機剎車副全面出口前蘇聯各國,空客320系列飛機剎車副已成功試飛并取得PMA證書。在國內民用飛機剎車副市場上,國外廠商在粉末冶金剎車副和炭/炭復合材料剎車副的市場份額都超過80%。公司生產的炭/炭復合材料剎車副的部分性能已經超過國外同類產品,又具有絕對的價格優勢,已經發展成為最大的國產供應商,目前在兩個領域的市場份額分別為10%和6%。國內民用航空的快速發展,公司產品性價比優勢將使公司產品有更多的進口替代需求。我們預計未來隨著我國航空業高速增長,公司產品的市場空間逐漸擴大、市場份額將不斷上升。目前,公司擁有2500套粉末冶金材料飛機剎車副和2000套炭/炭復合材料飛機剎車副產能,募投項目產能為4000套炭/炭復合材料飛機剎車副,增長200%,我們預計該項目2011年將開始貢獻業績。
航天用炭/炭復合材料:在航空航天領域,炭/炭復合材料廣泛應用于航天飛機的機翼前緣、火箭發動機尾噴管等超高溫部位,是火箭發動機的關鍵技術之一。國內航天火箭發動機噴管均采用炭/炭復合材料,公司已有多個型號的產品定型批產。我國將大力發展航空航天技術,公司將是我國航天產品做大做強的最大受益者之一。目前公司擁有2000公斤的產能,募投項目2000公斤產能將于2011年達產,產能增長幅度為100%。
環保型高性能汽車剎車片:汽車剎車片是汽車安全行駛的可靠保證,在汽車零部件名錄上被列為A類關鍵性安全部件,具有易損耗、更換快的特點。目前,無石棉環保型剎車片是市場的主體,其中陶瓷基摩擦材料和非金屬(無鋼纖維)摩擦材料占據了高端汽車剎車片市場。公司的汽車剎車片技術已經達到國際頂尖水平,完全掌握陶瓷基剎車片的關鍵技術和生產工藝、具有非金屬剎車片的技術和生產能力、全陶瓷剎車片、炭/陶剎車片和炭/炭剎車片也已進入開發驗證階段。公司產品已成為中國一汽集團、東風汽車、上汽通用五菱、長豐捷報等汽車主機廠的主要配套廠家,公司還積極介入國外汽車主機企業采購鏈,為美國通用汽車(GM)、德國博世(BOSCH)、美國德爾福(DELPHI)、澳大利亞泛太集團(PBR)和全俄汽車制造股份有限公司等國外汽車主機廠開發的汽車剎車片項目進展順利,與美國H.M.公司合作開發的高性能剎車片已批量供貨。
高性能模具材料:模具材料是模具工業生產的基礎工藝材料,高性能模具材料產品主要應用于級進沖壓模等高端模具領域。我國在高性能模具材料制備技術和模具加工技術等方面與發達國家存在較大的差距,國內市場主要由外國品牌控制。公司的高性能模具材料制備技術達到了國際先進水平,而產品價格僅為國外產品的55%左右。憑借卓越的性價比優勢,公司目前已經打入國內高性能模具材料市場,向國內電機定轉子級進沖模模具前兩位企業寧波震欲和慈溪鴻達批量供貨,產品銷量逐漸擴大。公司目前擁有80噸高性能模具材料產能,募投的120噸已基本建設完畢,產能增長幅度為150%,預計今年開始貢獻業績。
公司正在大力開發納米晶粒高性能模具材料、風電機組用剎車片、高鐵剎車材料、磁懸浮列車磨耗材料和工程機械摩擦材料等。公司產品在航空航天、汽車、高端沖壓模具三個領域的成功應用,為公司拓展高性能粉末冶金復合材料其他應用領域提供了良好的示范效應。未來公司產品將有潛力應用于高鐵、風電、工程機械等領域,這些項目是我國“十二五”規劃重點建設的領域,產品的潛在市場空間廣闊。
軍用航天技術范文3
社科文獻出版社出版的《中國青年發展報告·2013》指出,經粗略估計,北京約有16萬“蟻族”,生活在高校周邊或人口流動聚集區。這些人月平均工資為4133元,低于全市職工月平均工資4672元(2011年度),該群體人均居住面積“10平方米及以下”的占到67.8%。
數字解讀:“蟻族”概念提出者、青年學者廉思認為,從“天之驕子”到“蟻族”,中國的高等教育機制負責篩選社會精英的作用已然消失。讓所有大學畢業生都參與到國家事務的管理中,不現實;從事低端或純體力勞動,又不符合人才培養的模式。事實上,任何國家都不可能保證所有成員的成功。所以,成功的主流價值觀,應該是讓弱者能得到一定的安慰,而不至于對成功者乃至社會產生怨恨。
390億或撬動4000億
數據顯示,載人航天工程實施20年,中央財政共安排人民幣390億元,主要用在技術研發、樣品研制、飛行產品的生產,試驗設施設備的建設以及大量的地面試驗和飛行試驗的消耗。美國、歐洲多家研究機構采用不同模型和方法的評估結果顯示,航天領域每投入1元,將產生7元~12元的回報。這意味著390億元載人航天工程或將催生4000億元左右產業空間。
數字解讀:木糖醇口香糖、有機菜品、運動鞋鞋底、數字高清電視這些都來源于載人航天技術。分析師說,從經濟規律和國外的經驗看,航天等偏軍用技術的發展,不僅會帶動中國的軍工和與之相關的高新技術等產業,還會在技術成熟的情況下,更廣泛地運用到民間領域,誕生更多類似北斗導航這樣的民用產品。
數萬億
數據顯示,我國受重金屬污染的耕地面積已達2000萬公頃,占全國總耕地面積的1/6,防治形勢十分嚴峻,并且還呈現不斷加劇的趨勢。據估算,如果對這些耕地進行修復,需求資金將要數萬億元。再加上我國目前土壤污染底數不清、土壤修復相關法律和標準缺失,我國耕地重金屬污染修復任重道遠。
數字解讀:與大氣和水污染相比,土壤修復顯得更加困難。與一些有機污染物不同,土壤中的重金屬無法降解,與土壤分離難度非常大,修復非常困難。業內專家一致認為,當務之急是控制源頭污染。須源頭控制、過程阻斷、末端治理相結合,千萬要防止再走先污染后治理的經濟發展之路,這也是目前我國所提倡的生態文明的核心內容之一。
百萬噸
2012年中國三大主糧進口猛增。據海關總署統計,玉米進口521萬噸,同比增長了197%;小麥進口369萬噸,同比增長195%,超越2005年的354萬噸。稻米進口231.6萬噸,同比增長了305%,這也是12年來稻米進口量首次超過百萬噸大關。如果按照這樣的增長速度計算,自給率很高的中國三大主糧品種均有可能步大豆的后塵。中國的糧食進出口政策向來以“調節余缺、調節品種、保持適量進口和出口”為宗旨,但從實際調控結果來看未達目的。
數字解讀:根據中儲糧的公開說法,2012年糧食庫存增加量遠遠超過凈進口增量。這說明,中國谷物進口激增的原因不在于“缺口”而在于“價差”。中國的糧食進出口政策秉持“調節余缺”的思想。但以低價格出口糧食,一直是發達國家爭取國際貿易主動權的常用手段。
七成
軍用航天技術范文4
【關鍵詞】飛行 模擬技術 發展趨勢
隨著現代計算機技術的發展,飛行模擬技術也獲得較快的發展,為飛行實驗研究提供了發展與研究動力。飛行模擬技術在發展與應用中有其自身的發展特點,在分析其特點的同時也分析這項技術的發展趨勢。
1 空中飛行模擬技術
1.1 空中飛行模擬
飛行模擬技術對行員的訓練具有很大的幫助,模擬環境以及模擬操作可以讓飛行員或者是航天員在模擬訓練中逐漸熟悉飛行器的操作流程,模擬技術對行環境或者是航天太空環境的模擬可以讓飛行員或者航天員在模擬訓練中適應飛行環境,為實踐飛行的操作與適應奠定基礎。從根本上講,飛行模擬主要是通過專業設計制造的飛行模擬器來實現有關的動力學研究以及運動學的仿真,讓飛行員在視覺上、觸覺上產生相同的感知,針對訓練效果以及模擬效果來對相關技術進行調整與設計。
1.2 空中飛行模擬器
飛行器主要是一種實驗研究對象,通過飛行器來研究飛機或者是航天器的系統設計、飛行性能、設計參數的合理性等,是一種實驗性的模擬器。模擬器是將現代模擬技術以及現代仿真技術進行有效的結合,依據設計以及研究的需要建立相關的模擬器,因此這個模擬器又叫做空中飛行的地面實驗室。飛行器主要是通過一些感應系統以及一些電傳系統來讓飛行員在飛行器中感應并作出相應的行為來改變飛行器的特性,對飛行器進行有關的專業操作,對相關的技術以及研究方法進行專業的探索。另外,在飛行器的模擬訓練中會模擬操作相關操作流程,對飛行器的性能進研究分析,對飛行器的內部結構以及相關的參數等進行研究。
2 飛行模擬技術的特點
2.1 視景顯示系統
視景顯示系統是飛行模擬器的眼睛,視景的范圍越廣,那么飛行員在實踐飛行中的任務的覆蓋范圍也就會相應擴大,對于目標的確定也就會更加清晰明了,這種視景狀況對于戰斗飛行器愈加有利。一般情況下,模擬的飛行器在水平位置上最好保持正負160度左右,在垂直位置一般是90度到負40度的垂直視景。視景顯示技術在顯示系統中應用范圍較廣,一般視景技術又分為球幕視景以及頭盔視景技術,在實踐應用中球幕視景技術應用范圍更加廣泛,在技術上較為成熟,性價比也較高。頭盔視景這項技術在實踐中應用范圍較窄,雖然這項技術在各項性能以及指標上更為理想,但是這項技術相當復雜,對于仿真技術水平要求很高,因此在實踐中應用范圍較小。
2.2 飛行模擬器計算機系統
飛行模擬器通過計算機來模擬以及再現了仿真環境,對物理環境進行實時仿真,對于模擬器來說,實時仿真系統是飛行器的核心系統。計算機系統對飛機的復雜性能以及高精度設備進行高度仿真模擬,通過計算機軟件來對系統進行管理與操作。計算機系統下列顯著特點:需要控制的通道多,子系統繁多;整體化操作與控制;計算機系統一般實現多種采樣并且采樣的速率都是非常高的,這樣才可以計算機系統有效控制與管理模擬飛行器;計算機需要掌握以及控制的模型也是比較復雜的,每一個模型的各個模塊又有很多的通訊數據需要管理與監控。
2.3 國際標準化
飛行模擬技術在發展中各個國家加強模擬技術交流,將模擬技術相關規范進行國際化以及標準化規范,提高世界模擬技術發展水平。對于各項技術制定相關的行業標準,各個國家在模擬技術研制與完善過程中也逐步向國家標準化要求靠近。
2.3.1 虛擬現實技術
在現實虛擬技術應用中可以通過一個訓練平臺來完成多項飛行模擬任務,一機多能功能在實踐中獲得有效應用。另外,還需要強化飛行員的飛行任務以及飛行內容,滿足現實飛行技術發展需要。例如,可以借助現代網絡技術來模擬訓練環境,讓多個飛行員同時進行有關的訓練,在訓練內容上可以通過網絡技術上自由切換,根據飛行員自身的掌握情況來切換飛行訓練內容。飛行課程制定上也需要進一步深化,加深訓練難度,增加飛行員的工作任務,這樣才可以無限接近現實環境,提高訓練效果。
2.3.2 環境建模技術
這項技術主要是為了建立更加逼真的虛擬環境,獲取實際環境中的三維數據,并且結合實際需要來建立與三維數據相對應的模擬環境。環境建模技術最為顯著特點技術建模環境的逼真性,代表著仿真技術的進步。
2.4 操作與接口系統
操作系統為飛行員提供了操縱桿的同時系統可以對飛行員的操作過程進行跟蹤以及信息的記錄與分析,操作系統的真實程度對于模擬機的真實程度會產生重要的影響。接口系統是模擬機與飛行模擬駕駛艙鏈接的重要通道,也是唯一的通道。駕駛艙中的設備與計算機的交互都是通過接口系統來完成的。
3 飛行模擬技術的發展趨勢
3.1 愈加重視模擬技術在實踐中的應用
飛行模擬器具有高度仿真效果,可以取得很好的訓練效果,在教學中也可以獲得很好的教學效果。飛行員在教學以及訓練中都可以在視覺上、行動上以及感知都獲得高度真實的效果,因此在實踐中受到很多國家,尤其是軍方的高度重視與關注。飛行模擬技術以其高度高全性、經濟效益以及訓練的有效性獲得國內外相關人員對于此項技術的重視并將模擬技術進一步發展與研制,提高技術的應用性能。
3.2 加大研制費用,增加采購量
各個國家結合自身飛行技術發展以及國防建設的需要,都在不同程度上加大了飛行模擬技術研究開發費用的投入,增加了模擬技術的采購量,滿足實踐研究與訓練的需要。例如,美國在五年內就采購了36億美元的模擬器用于軍方使用。美國軍方以及飛行器的制造商都不同程度投入資金來研制不同類型的模擬機型,滿足軍用以及商業發展的需要。
4 結束語
飛行模擬技術主要是將航空航天技術以及飛行工業中的相關飛行器進行研究,對空中飛行進行仿真實驗并建立相關的飛行建模來探索空中飛行技術,對飛行器的內部結構、系統的參數等進行研究與模擬。飛行模擬技術主要是依靠計算機硬件與軟件來實現模擬技術,這項技術對于航天航空的發展具有重要作用,值得研究應用。
參考文獻
[1]陳捷. Thales B737 模擬機系統初窺[C]. 2010年飛行模擬設備管理與維護研討會論文集,2000.
[2]賀光武.全動飛行模擬器操縱負荷系統的運行與維護[C].2010 年飛行模擬設備管理與維護研討會論文集,2003.
作者簡介
楊蘇(1980-),女,江蘇省人。大學本科學歷?,F供職于中國民用航空飛行學院遂寧分院。研究方向為飛行模擬訓練器。
軍用航天技術范文5
自1957年前蘇聯第一顆人造衛星飛出地球,人類社會步入空間時代以來,與空間相關的技術和產業得到迅猛發展,并產生了巨大的經濟效益。回顧40多年來世界空間高技術產業發展狀況,展望21世紀初空間產業前景,對于制定適合空間科技及其產業發展政策,發揮空間產業對經濟建設巨大推動作用具有重要意義。
一、空間高技術產業現狀
空間一般是指地球大氣層以外的宇宙空間??臻g產業泛指與空間活動相關的產業,主要包括航天制造業和航天服務業兩大類型。前者包括衛星和地面設備;后者包括發射和衛星服務??臻g產業涉及空間基礎設施、空間應用和空間保障等領域。
20世紀90年代以來,空間高技術和產業發展日新月異,越來越多的國家參與研制和發射種類繁多的衛星,并應用到本國的經濟發展活動之中。據統計,全世界已有60多個國家、1100多家航天公司投資發展空間技術,170多個國家開展了空間技術的應用工作(1)。美、俄等空間大國頻繁地進行發射衛星、載人航天、火星登陸和重返月球等一系列航天活動。運載和衛星制造、空間通訊、空間導航、空間遙感等產業已基本成熟,并產生出巨大的經濟和社會效益;空間材料、空間制藥、農作物空間育種、空間發電、月球和火星資源利用、地球外生存棲息空間和星際旅行等已出現產業雛形,顯示出誘人的產業前景。
(1)運載和衛星制造
宇宙的起源與演化是自然科學重大基本問題之一。宇宙探索將極大地拓寬人類的視野,真正實現人類飛出地球遠古夢想,賦予人類宇宙生存觀以新的哲學意義。它不僅能夠極大地提高人類認識地球、征服太空的自信心,樹立起人類的尊嚴,而且通過探索,將研究開發和驗證一批先進的航空航天及其相關技術,從而帶動相關產業的發展。
為了實現跨出地球的夢想,關鍵就在于運載和衛星制造,由此產生了運載和衛星制造業。經過40余年的發展,目前在空間運行的飛行器有6000多個,各國在該領域創造了成千上萬個就業機會。從1996-2000年,全球衛星產業(包括衛星制造、發射服務、地面設備制造和衛星運營服務等4個產業領域)收入從1996年的450億美元逐年遞增到2000年的832億美元,年均增長達17%,總收入達3209億美。據日本對2000年到2020年衛星發射服務業的市場預測:2005年全球市場為240億美元,日本為8.1億美元;2020年全球市場為730億美元,日本為23.6億美元??梢姡臻g產業市場容量巨大,前景非常廣闊。
該產業的主要產品有:單級和多級運載火箭、航天飛機、衛星和空間站、登月艙、地面設備、發射和運營服務,以及正在研制的空天飛機。
(2)空間通訊
隨著空間活動發展,人類進入了一個嶄新的通訊時代,這就是空間通訊時代。
空間通訊已成為全球經濟和社會活動中最為有力的工具。通過它提供服務所涉及的領域有:金融、移動通訊、廣播、電視、娛樂、家庭直播、電視教育等。由于空間通訊技術的發展,使得世界各個角落人們聯系日趨容易,地球才真正成為了“村”。由于空間通訊而大大改變了人們的生活和思維方式。
世界大公司在空間技術及其產業的投資主要集中在空間通訊方面。到1999年底,全球有48家衛星通信公司在運營約200顆商用通信衛星,擁有5981個轉發器,商業競爭的十分激烈。預計2000-2009年,全世界將發射約200顆商用通信衛星,衛星通信地面設備市場在2006年將達到460億美元。全世界大約160個國家與地區建立了約900個衛星通訊地面接收站,我國建有衛星通信主站15座,各類衛星小站2萬多個。通過衛星組成了全球通訊網,全球范圍內的電視傳播和60%的跨洋通訊全部由空間通訊來擔任。預計21世紀初,全世界計劃發射的衛星將超過1000顆,這些衛星將更先進、更實用,其中通信衛星、全球定位衛星和地球資源衛星被認為最具商業發展前途。
衛星通信產業主要包括:衛星固定通信,衛星移動通信,衛星電視直播/衛星數字音頻廣播和衛星互聯網接入等4個產業領域。
(3)空間導航
衛星導航是衛星技術又一個成功的應用,由此形成了一個全球性的涉及諸多行業、軍民通用的高技術產業。現在幾乎所有民用和軍用飛機,部分船、汽車使用了美國全球定位系統(GPS)的導航接收設備;衛星導航的應用領域還包括野外考察、測繪、地球板塊運動、大地水準、洪水水位、海洋升降監測、通訊網時間同步等一切需要利用位置、速度和時間參數的科學、工程和社會活動。
美國的GPS系統,除擁有天上的24顆導航衛星外,地面產品有普通GPS接收機、差分GPS接收機和高精度測地型的GPS接收機。GPS接收機的定位精度可以從百米左右到厘米左右。
目前,全球GPS接收機的生產廠家約有67家,生產的接收機種類有500多種,申請的專利達上千項。我國在漁船和遠洋輪上也裝有約18萬臺的接收設備。
2000年,全球GPS產業達到85億美元的產值,提供了約10萬人的就業機會,專家估計,2005年總產值可達600億美元。
俄國、歐盟和中國也加入了該產業競爭。正在實施和計劃實施的導航星座計劃還有俄羅斯的GLONASS、歐盟的Galileo計劃和中國的北斗計劃。
該產業的產品主要有:適用于各類場合、不同用途的接收機,及其與其它產品結合形成的用途更為廣泛的產品,如與地理信息系統結合起來的汽車地圖導航系統,與手機結合起來的集通訊、導航于一身的定位手機。
(4)空間遙感
空間遙感是繼衛星通信和衛星導航后的第三個應用領域。目前在地球周圍運行的對地遙感衛星包括氣象、資源、測繪、海洋、環境監測等衛星。它們不斷送回大氣、海洋和陸地資源的圖像和數據,為氣象預報、農林管理、海洋漁業、資源勘測、災害監測提供了大量人類日常生活不可或缺的信息。
目前對地遙感波段包括電磁波的絕大部分波段,其產品包括可視、紅外、微波等波段的圖像和數據。據國外報價,每平方公里衛星影像的價格為30-40美元。另據聯合國預測,全球遙感和地理信息系統年產值已達40-50億美元。
根據有關計算,美國應用氣象衛星使農業增產和減少災害損失,每年獲益20億美元,投入產出比值為1:7,前蘇聯該值為1:10。
利用遙感技術對農作物估產已取得滿意結果。從20世紀80年代中期開始,中國先后選擇了冬小麥、玉米及水稻等主要農作物進行產量和面積預報。在進行省級(或地區級)大面積的估產中,小麥估產精度優于95%,玉米優于90%,水稻優于85%。
中國氣象部門利用本國和國際氣象衛星對沿海強臺風的預報,已經取得了良好的經濟效益和社會效益,如1981-1987年間的幾次臺風和洪水的準確預報就減少損失幾十億元。
二、方興未艾的新興空間產業
21世紀空間高技術產業將以更加迅猛的速度發展,除上述四大相對成熟產業繼續向前發展外,以下四個領域將由目前具備產業雛形發展成為成熟的產業。
(1)空間材料加工和空間制藥
利用外層空間的微重力、超高真空和超潔凈等特殊環境,進行材料加工和制藥,已經顯示出巨大的商業前景。它將使人類能夠在21世紀初生產許多產品,如超純材料、新的藥品和農產品,下一步將要突破的是規模生產技術和工藝。
在空間進行在地面無法制造的用混合金屬、偏晶合金和復合材料制備、生長摻雜分布更均勻、化學配比更加正確和晶體結構更加完美的單晶材料,已進行多次空間試驗,并獲得了滿意結果。在空間進行大尺度蛋白質晶體以及高效率地提純高純生物制品,有制藥前景的動、植物細胞的生長、代謝、合成及分泌生物活性物質的影響等空間試驗也開展了多次,同樣獲得了滿意的結果。
中國利用空間特殊環境進行種子搭載試驗,培養了小麥、水稻等糧食作物新品系,在油料、棉花、花卉等經濟作物方面也獲得了很好的變異品種。對回收的種子進行種植,取得了可喜的結果,如糧食畝產可提高8%-20%,水稻蛋白質含量可提高8%-12%。
美國民用空間技術規劃明確了開展和擴展商業性空間工業的目標。據有關資料介紹,美國目前已有20多種地面上難以制成的藥物在空間制成。美國國家航空航天局(NASA)建立了空間商業發展中心,與工業界簽署了多項促進空間材料制備的協議。中國自1997年開始利用返回式衛星進行空間材料的制備,已經完成了10多次的空間飛行實驗,進行了諸如InSb晶體等一系列的生長實驗,取得了較好的實驗結果。
(2)空間能源
無論從地球上的能源消耗,還是從人類在外層空間停留或居住角度來考慮,能源獲取都是一個關鍵問題。利用空間資源來獲取能源,最有可能實現的是太陽能發電和等離子體發電。
①空間太陽能發電
由于外層空間沒有大氣對太陽光的反射和吸收,空間太陽能發電衛星能接收到近于無損失的太陽輻射;在外層空間,由于不受天氣影響,日照時間長,因而在外層空間同樣面積一年內可以利用的太陽能,相當于地面的5倍多。如在空間中建造面積55平方公里的太陽電池陣,利用微波傳送電能到地面,就能直接為地面用戶輸送500萬千瓦的電力。
目前,美國、日本等已在計劃發射太陽能發電衛星,在空間構筑大型太陽能電池陣或太陽能收集器,用微波把所產生的巨大電能傳送到地面。
②空間等離子體發電
空間等離子體發電是利用系留衛星來實現的一種發電形式。系留衛星發電系統是利用航天飛機或衛星帶動一根金屬導線切割地磁場進行發電的系統,可提供在軌飛行器的電能。它的核心部件是等離子體接觸器,它是一個與空間環境等離子體作交換電流的裝置。
1996年,美國和意大利聯合進行了飛行試驗,從航天飛機上釋放了一條長19.7公里的導電系繩,產生了約1700瓦的功率。雖由于系繩斷裂,致使試驗中斷,卻已顯示了空間等離子體發電的巨大應用前景。目前,美、加、意、德、日等國均有此類研制計劃,有的還進行了有關飛行試驗。(3)外星資源開發利用
外星資源是指地球以外星球(包括月球)資源。21世紀這類資源主要來自月球和火星。
①月球資源的開發利用
月球具有豐富的礦產資源,月巖包含有地殼中含有的全部元素及約60種礦物,其中有6種礦物是地球上沒有的。如果進展順利,人類可能在21世紀20年代實現月球采礦。月球土壤中豐富的He[,3]是核發電站的重要原料,以發電量大著稱,如25噸He[,3]發電量,足夠美國使用一年。
月球土壤中含氧量豐富,利用月球上的氧,可解決人在月球上供氧問題和推進劑問題。
月球沒有大氣和磁場,月面引力加速度只有地球的1/6,因而是建立觀測基地、進行天文觀測和日地空間環境研究的理想場所。
世界各空間大國都重視月球的開發利用。2000年中國航天局了中國航天白皮書,表明了近期中國對月球探測的考慮和計劃安排。
②火星資源開發利用
21世紀初人類對宇宙的認識將會有新的飛躍。深空探測、開發和利用的重點領域,除月球外就是火星。火星是離地球最近的一顆行星,對其探測、研究及開發利用具有重要的戰略意義。美國1998年已成功實現火星登陸,其它空間大國也在準備實施21世紀探測火星的宏偉計劃。這些計劃除了認識宇宙外,將會進一步促進空間科技如宇航工程、材料科學、人工智能、計算機技術、信息科學和精密儀器研制等發展,從而推動經濟和社會的迅速發展。
(4)外層空間永久居住站和星際旅行
隨著人類空間活動的日益增多,空間往返及空間飛行器技術的成熟,在外層空間或外星球建立永久性居住地成為可能。預計2015年,全世界人口達到75億左右,2050年達125億左右,地球顯然難以承受如此大的人口壓力,使得人類離開地球而生活在外層空間和外星球上成為一種選擇。美國計劃于2010年在月球建立永久基地,2050年建立月球城市,2020年實現人類首次登上火星。
國際空間站已成為迄今為止人類在太空部署的最大和最先進的宇宙飛船,已擁有長駐居民,是通向人類居住地球外星球的一個里程碑。在空間站上的宇航員最長的逗留時間已經超過了1年。人類可能在外層空間建造出許許多多漂浮的太空居留站,在月球建立永久基地的設想已經提出了多年,并計劃以此為“跳板”向火星移民。
2002年,美國富商在支付了2000萬美元后,經過培訓,已經在國際空間站的俄羅斯段進行了太空旅行。俄羅斯開始研發更適合普通人乘坐和觀光的飛船。隨著通向宇宙空間的飛行器技術的飛速發展,會有越來越多的人愿意去體驗從太空中眺望地球、月球和其它行星那激動不已的心情,過一過在失重狀態下的太空生活。
三、空間高技術產業的特點
空間投資巨大,一般民用投資難以滿足。但隨著空間活動的增加和空間技術本身的發展,空間投資逐步顯現出了巨大的商用價值,如衛星全球通訊、全球導航等。歸納起來,空間產業主要有以下特點:
(1)國家啟動,市場跟進,高投資高回報
在空間產業發展的初期,投資行為屬國家行為,主要目標是國家安全和國民經濟建設中重大基礎問題,如軍用偵察衛星、氣象衛星和遙感衛星的發展。隨著技術的成熟和市場潛力的顯現,一些公司開始投資,就像對因特網的前身ARPANET和人類基因組計劃的投資,先由國家啟動然后市場跟進一樣。
(2)空間產業對國家經濟建設具有重大促進作用
為了發展空間事業,必然要求鋼鐵、冶金、電子、材料、計算機、能源化工、元器件等多種行業的大力發展。據美國空間專家估計,美國空間科技上每投資1個美元,將會在提供就業機會和經濟增長上獲得14個美元的回報。生產函數理論計算表明,美國國家航空航天局(NASA)從1975-1984年增加經費10億美元,使國民經濟總值增加830億美元(1)。我國有關科技人員在分析了我國航天事業的發展中,得出了1:17的航天經濟績效作用(3)。
(3)空間技術與其它產業形成互動關系
空間技術的發展推動了相關產業的發展;空間技術的應用帶動了許多新型產業的出現。許多的空間技術應用在地面有關產業中產生了巨大經濟效益,據美國統計,約有10%的投資會帶來一系列產生商業效益的副產品技術在國家其它經濟行業的應用。以哈勃望遠鏡為例,將其CCD技術應用到人體胸部組織檢查上,避免使用現有的外科手術,不但減輕了病人的痛苦,也使檢查更加清晰和有效,同時也產生了巨大的經濟效益。用外科手術的方式進行胸部組織檢查大約花費是幾千美元,而用CCD成像檢查只需幾百美元。
從空間技術發展的歷史很容易了解到,這種相關技術的轉移和在其它行業的應用,完全可以由企業或公司來投資并運作,且能夠產生高額回報。如中國利用火箭發動機高溫密封技術研制生產的特殊閥門新產品,為燕山、大慶、齊魯、揚子、上海、天津等石化企業引進的生產線提供配套,節約了數千萬美元的外匯。
(4)空間活動是高技術產業的發祥地
空間活動是指人類為進入和利用“空間”而開展的各種活動。在短短的40余年的發展過程中,空間活動全面滲透到國家經濟建設、國防建設和人民生活的各個方面,孕育和發展了許許多多的高新技術產業,是名副其實的高技術產業發祥地??臻g產業具備已形成產業化規模的高技術產業的所有特性,如高戰略性、高創新性、高增值性、高滲透性、高投入性、高風險性和高競爭性。
四、對我國空間產業發展的啟示
隨著我國加入WTO,我國空間高技術產業將面臨著更多的商業機會和巨大的商業前景,同時也面臨許多意想不到的競爭環境。因而,汲取國內外空間產業的經驗,建立在社會主義市場經濟條件下的我國空間產業的政策、法規、資本運作、產業促進機制和現代企業的體制機制已經是擺在我們面前的現實問題了。
(1)加強空間高技術產業化
自1970年成功發射第一顆衛星以來,我國空間事業也取得了令人矚目的成就。但我國空間技術應用的總體水平還不高,還沒有形成產業規模,在全球航天產業中的份額只有1%。在國際上已產生重大商業效益的空間通訊和空間導航方面,我國還沒有進入世界商用市場的通訊衛星和地面的全球移動通訊系統,沒有自己知識產權的GPS地面接收機等。
(2)轉換空間技術開發與應用管理機制
國際空間發達國家大多已建立起比較完善的空間技術轉移與產業促進政策。如美國在1958年就制定了“國家航空航天法”,以法律形式明確了NASA在技術轉移中的任務和職責。我國尚未形成對空間產業一系列的法律、政策和產業促進機制,空間技術開發、利用和轉移的管理機制還需要進一步完善,以形成良好和有效的宏觀政策和產業發展環境。
(3)按現代企業制度改善和運行現有航天企業
由于計劃經濟的歷史原因,我國所有的航天企業都是在國家計劃安排下,按計劃經濟的體制建立的,在特定的歷史條件下為國家做出了巨大的歷史性貢獻。隨著市場經濟體制的逐步建立,宏觀經濟環境必然要求計劃經濟體制下建立起來的航天企業跟上時代的步伐。事實上,我國在這一領域已經進行了改革,建立了以航天科技集團和航天科工集團為代表的航天企業。但如何真正按現代企業制度來運行,并使之在市場經濟的大環境下,對國家經濟建設和國家安全發揮更大的作用,應當說還有較長的路要走;同時,如何引入國有資本之外的資金進入空間產業領域,以形成良性競爭的產業環境,也是非常重要和必須面對的問題。
【參考文獻】
1.航天技術與現代社會編委會編.航天技術與現代社會.北京:宇航出版社,1996
2.姜景山主編.空間科學與應用.北京:科學出版社,2001
軍用航天技術范文6
馬克?加諾是加拿大第一位航天員,也曾擔任美國航空航天局航天飛行任務試驗任務專家。1996年和2000年他曾兩次進行航天飛行,航天飛行記錄超過677小時。
2001年11月,他被任命為加拿大航天局局長,成為一名航天官員。
近日,《望東方周刊》就神六和國際太空格局專訪下馬克?加諾。
中國和加拿大將加強航天合作
《望東方周刊》:你如何評價神六和中國航天事業的未來?
馬克?加諾:我認為中國的太空事業前途是非常光明的。中國未來會在太空領域創造很多奇跡,特別是載人飛行。
從2003年第一次載人飛行到現在只有兩年的時間,但已經有了很大的改進。現在中國開始做第三次載人飛行的計劃,第三次載人飛行包括太空行走和太空對接,這些在技術上是很困難的。中國計劃在未來五年里發射將近100顆衛星,這個紋量是非常驚人的。特別值得一提的是,中國還準備探測月球。中國的航天事業步子非常大。
《望東方周刊》:你認為加拿大和中國航天技術的長項分別是什么?
馬克?加諾:和中國的航天計劃比起來,加拿大在規模上沒有這么大,特別是加拿大沒有自己的運載火箭。中國的航天計劃基本包含了航天的各個領域,如運載火箭、通訊衛星、地球觀測、遙感、太空定位和導航。加拿大的太空計劃規儀沒有那么大,我們是有重點有選擇的:地球觀測、衛星通訊、空間科學和太空的探索是我們重點的發展方向。
加拿大自從有了太空計劃以來就一直尋求同其他國家合作,我們希望未來能和中國有更多的合作。
《望東方周刊》:請你介紹一下中加航天合作的現狀和前景?
馬克?加諾:中國和加拿大在十年以前就簽署了太空領域的合作備忘錄。此次我們派出了一個龐大的代表團來訪問中國,代表團中包括宇航局的官員和工業界的代表,我們這次希望很認真地尋找一些與中國合作的機會。
我們將和中國國家航天局和氣象局在幾個方面展開合作。我可以說兩點,一個是“夸父”計劃,夸父計劃是由三顆衛星組成的,它的主要目的是為了研究空間的天氣變化并對此進行預測,比如太陽風等對地球的影響。加拿大在這個計劃里會提供一些設備和儀器。
第二個是我們和中國國家氣象局討論了一個合作,主要是研究空氣的化學組成。中國和加拿大都對大氣污染比較關心,我們的合作就是對大氣污染進行測量。
另外,中國很希望在地球觀測、自然災害和環境監測方面與加拿大進行合作,我們要進行評估以后再確定如何進行合作。
《望東方周刊》:中加是否有可能合建空間站?
馬克?加諾:加拿大是國際太空站的合作伙伴,合作伙伴包括日本、俄羅斯、歐洲航天局和美國。
建一個太空站的費用是很高的,從我們現在每年的費用來看,不太可能和另外的國家再建一個太空站。
中國方面沒有給我們關于中國建立太空站的更多資料,但我感覺中國是想搞―個太空艙。當然我認為加拿大如果能和中國合建一個太空站,是一個很好的事情。所有的國家都能共同參與空間站的建設,那是最好的局面,但是這就涉及政治問題了。
《望東方周刊》:你說的政治問題是指什么?
馬克?加諾:在加拿大和中國之間以及加拿大和其他國家之間的合作,都有一個出口管制的問題,對于某些技術的出口是限制的,這樣就會影響合作。因為出口管制涉及一些技術,這個技術有雙層用途,可以民用,但也可以軍用。
美國會否對中加合作施壓
《望東方周刊》:如果與中國合作,加拿大會不會遭遇來自美國的壓力?
馬克?加諾:我認為不會,出口管制主要是遵守加拿大自己制定的法規。雖然技術出口問題存在,但是這不應該阻礙我們探索合作的機會。加拿大作為國家,會有自己的選擇,不會受第三方的影響。
《望東方周刊》:美俄被認為是航天領域的第一世界,你認為中加合作能否開創第二世界的宇航合作體系?
馬克?加諾:我自己感覺中國現在把太空建設列為一個很重要的工作計劃。我堅信中國只需要十年的時間就有能力成為世界第二大的太空國,僅次于美國。如果中國與其他國家合作,這個進程將變得更快。
《望東方周刊》:加拿大和美國在航天領域一直有密切的合作,除了合作外,兩國是否也存在競爭關系?
馬克?加諾:是的,我認為在太空建設中,兩個國家既存在合作又有競爭是很正常的事情。加拿大和美國合作了將近40年。加拿大的戰略是發展自己認為有優勢的一些領域。
《望東方周刊》:你怎么看國際航天格局未來的發展趨勢?
馬克?加諾:我認為以后總的趨勢是合作,因為太空活動本身就是造價很高的,另外又很復雜的工程,只有通過合作,各國才能得益。
《望東方周刊》:中國航天的進步會不會在未來改變國際航天的格局?