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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

踏入2020年,中美兩國角力均衝出地球,航天動作頻頻。日前,美國私人航天公司SpaceX,成功用火箭送人上太空。反觀中國雖也有「長征五號乙」首射成功,但外國更關注是其傾國之力推動的航天科技,3月中起便頻有失誤,當中包括兩次火箭發射失敗。

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

國家   2020年    2019年

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)
資料來源:Space Launch Report
2020年截至6月4日 ()內為發射失敗
引用來源:蘋果新聞
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