日本航天能力发展评估

肖武平（北京空间科科技技信信息息研研究究所所））

2017年，日本航天能力评估总分为29.42分，位列全球第5位，比排名第4位的俄罗斯低16.4分，比排名第6位的印度高7.25分。2017年日本的总分较2016年微升0.44分。从评估维度看，日本在政府支持、技术能力、保障能力、创新发展维度高于20国均值，在产业发展维度低于20国均值。整体来看，日本航天能力位于世界第二梯队中间位置。

日本航天能力评估结果

日本在轨航天器按技术领域分类统计图（截至2017年底）

日本近5年发射次数和航天器数量统计图

1 最新发展情况

2017年，日本共完成7次发射，排名全球第5位，相较2016年大幅增长，发射全部成功。按航天器所属国家统计，归属日本的航天器共计13个，包括4颗对地观测卫星、2颗通信卫星、4颗空间科学及技术试验卫星和3颗导航卫星。

截至2017年12月31日，日本在轨运行航天器共计79个，位居全球第5位。按技术领域统计，通信卫星21颗，导航卫星4颗，对地观测卫星24颗，科学与技术试验卫星26颗，空间探测器4个；按航天器用途统计，军用航天器13个，民用航天器45个，商用航天器21个。

近年，日本偏重于研究性质的航天开发有所改观，快速向应用和促进产业发展方向转变。尤其是解除禁止军事航天研发限制后，军事航天进展迅速。在积极的政策引导下，航天预算呈稳步增长趋势，军事航天相关预算增长幅度更加显著。航天政策方面，2017年政府公布了两项重要的航天政策：一项是由宇宙政策委员会发布的《航天产业远景规划2030》；另一项是参照美国的弹性体系建设思想，宇宙政策委员会发布了《关于强化空间系统“抗堪性”的基本想法》。

预算方面，2017年航天预算总额为2898亿日元（25.4亿美元），相比2016年预算微减0.03%。日本共有10个部门参与民用航天研发，包括内阁府、内阁官房、警察厅、总务省、外务省、文部科学省、农林水产省、经济产业省、国土交通省和环境省。防卫省预算再次大幅增长13.2%，达到387亿日元（3.39亿美元），预算主要用于设计空间态势感知系统、研制X频段防卫通信卫星、完善防卫省/自卫队一体化信息通信基础设施（DII）等。负责情报收集卫星系统的内阁官房预算也增长10.6%，达到794亿日元（6.96亿美元），预算主要用于制造供发射情报采集卫星-光学－7、情报采集卫星-雷达－6使用的火箭，制造卫星的零部件等。近年，与军事相关的航天预算远超总体预算的增长态势，与最新《航天基本计划》中将军事航天作为首要目标的精神相一致。

系统技术发展方面，2017年日本航天系统进展迅速。2017年日本进行了7次发射，为近10年来最多。商业航天方面，日本私营企业开始对小型火箭显示出兴趣。

2 日本航天能力发展分析

战略引领目标明确，有效推动航天发展

日本领导阶层清楚地认识到日本航天界面临的问题，并提出了解决问题的办法和具体计划。2008年日本颁布了新的航天基本法，明确了航天在国家发展中的重要性，加强了国家对航天的统一领导，解除了航天不能应用于军事目的的限制，同时提出要更加注重应用。内阁府下成立统管航天的航天开发战略本部，定期发布《宇宙基本计划》，全面系统推进政府的航天政策和计划。新《宇宙基本计划》为未来20年的航天开发利用设定了三大政策目标：一是确保空间安全保障；二是要推进民生领域的航天应用；三是要维持和强化航天产业基础及科学技术基础。

此外，新《宇宙基本计划》会根据用户需求情况和计划的进行情况自行调整。2017年最新的修订版中将具体计划细分为53个小项目，列出了每个小项目的进展情况、未来计划和计划变动情况。其中，2017年的重要调整包括日本决定参加美国主导的月球近旁载人基地；开始着手构建7星组网的“准天顶卫星系统”（QZSS）；开始着手研制“情报收集卫星”（IGS）系统；开始着手研制X射线天文卫星“瞳孔”（ASTRO-H）的替代卫星；根据遥感卫星相关政策，将先进地球观测卫星－1（ASNARO－1）卫星移交给商业公司等。

2017年，日本围绕新《宇宙基本计划》的三大目标出台了多项政策。首先，在空间安全保障方面，政府相关部门专门成立了联络会议制度，讨论如何保障空间系统的整体性能，宇宙政策委员会根据讨论结果发布了《关于强化空间系统“抗堪性”的基本想法》，目的是增强天基能力的抗攻击性以及受损后快速恢复能力。推进民生领域的航天应用方面，为顺利实施《航天活动法》，完善了《卫星管理措施》《根据发射形式的实施安全标准》《卫星构造标准》等多项内阁府令；出台了进行航天活动需提交申请的《申请方法细则》。强化航天产业基础方面，航天开发政策委员会制定了《航天产业远景规划2030》（草案），指导加快航天产业化，带动国家产业振兴。这些政策的出台将推进国家航天计划实施。

预算方面，不包括追加预算，日本近年预算保持在3000亿日元（约27亿美元）左右，在第二梯队国家中属于中等水平。航天投入占GDP比例方面，日本仅为0.06%，与欧洲和中国的0.07%相当，但与美国、俄罗斯和印度差距较大。日本的航天预算申请由参与航天的各政府部门提出，包括内阁府、内阁官房、警察厅、总务省、外务省、文部科学省、农林水产省、经济产业省、国土交通省、环境省和防卫省，共11个部门。军用航天预算支出主要包括内阁官房的“情报收集卫星”项目和防卫省项目，约占总体预算的三分之一，其余可视为民用预算。在总体预算变动不大的情况下，军用相关预算近年一直保持增长态势。

国际合作是日本航天政策中的重要一项，在众多航天项目中均可看到国际合作的身影。日本曾与美、俄、英、澳等国达成了十多项双边合作协议，同时还通过多边合作致力于国际社会共同面对的消除空间碎片威胁等问题。最新的航天基本计划中甚至提出在所有航天项目中都要考虑国际合作。日本是参与“国际空间站”计划的主要国家之一，不仅建造了大型增压实验舱，还建造了“国际空间站”中唯一的舱外实验平台。2017年，日本政府和日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）与多国政府机关和航天机构签署了多项合作协议，包括JAXA与新加坡公司签订空间碎片清除技术研究合作协议、JAXA与印度空间研究机构达成了《关于探测月球极地区域的实施安排》的协议、JAXA与德国航天局发布深化合作共同声明等。

航天系统趋于健全，科学探测具有优势

日本技术能力得分虽然略高于平均分，但与排名在前的国家相比劣势明显。主要原因是日本的产品体系尚不健全。其中，比较突出的问题是军事卫星在轨数量少和区域导航卫星系统尚处于建设阶段。近年，在政府大力支持下，航天系统趋于完备。

日本通信卫星领域早期受美国“研制卫星不如买卫星划算”舆论的影响，研制起步较晚。在JAXA的支持下，日本通信卫星的研制主要依托三菱电机公司，该公司开发了DS-2000大型通信卫星公用平台，为结束日本大型通信广播卫星完全依赖美国的被动局面奠定了基础。在系统建设方面，日本研制了数据中继试验卫星（DRTS）、轨道间光通信工程试验卫星（OICETS）、超高速因特网卫星（WINDS）等民、商用通信卫星，并且持续开展通信卫星新技术的研发，获得了很多技术成果，在技术广度方面甚至超过了欧洲。军事通信卫星方面，日本近年来不断谋求树立军事大国地位，在强调军事战略由立足于“本土防御”转向“御敌于国门之外、歼敌于海上”的同时，其军事卫星资源应用也向“合理、高效、精干”服务于防卫力量的方向发展，并着重增强了海军远洋作战和空军海洋防空能力，已经开始谋划并发展相应军事系统，以增强日本陆、海、空自卫队“先发制人”的作战能力。目前，自卫队卫星通信使用的是租用搭载在日星公司（JSAT）3颗“超鸟”（Superbird）卫星的转发器，其中2颗卫星即将到达使用寿命。2013年，日本防卫省与DSN公司签订了一项旨在完善日本下一阶段X频段卫星通信中继功能的合同，包括3颗卫星组成的X频段卫星通信网络系统和其管理、维护经费。该系统不仅可覆盖日本本土，还可覆盖与包括远离日本本土的小笠原群岛等周边岛屿，以及部署在最西线（亚丁湾）和最东线（夏威夷）的日本自卫队。该系统首颗卫星煌－2（DSN－2）于2017年发射成功。

导航卫星方面，2015年新《宇宙基本计划》确定了发展“准天顶”系统后，明确了“准天顶”系统两步走的发展路线。第一步，2018年前完成由1颗地球静止轨道（GEO）卫星＋3颗倾斜地球同步轨道（IGSO）卫星组成的空间星座；第二步，2023年前完成7颗卫星组成的“准天顶”系统的部署，并投入运行。政府将“准天顶”系统视为提升日本航天产业规模的重要航天基础设施，高度重视该系统的发展，因此交给内阁府直接负责。2017年，日本接连发射了“准天顶”系统的3颗卫星——准天顶－2、准天顶－3和准天顶－4卫星，其中准天顶－2和准天顶－4为准天顶轨道，准天顶－3为GEO轨道，与在轨运行的准天顶－1卫星组成了4星组网的GPS增强型系统，完成了日本导航卫星战略的第一步，日本成为继美国、俄罗斯、欧洲、中国、印度后第6个拥有导航系统的国家。目前，政府正在推广该系统的应用并进一步完善“准天顶”系统的应用环境，包括实施在农业生产、智能交通等领域的验证试验，扩建亚太地区的电子基准点网络等。

日本形成了用于军事侦察、陆地观测、气象、温室气体、全球变化观测等多个卫星系列，利用航天技术优势，积极参与国际合作，开发先进有效载荷技术和对地观测卫星，并共享全球数据，以增强其在地球科学和全球综合观测方面的能力。2015年新《宇宙基本计划》确定了新“情报收集卫星”（IGS）星座。IGS星座的标准配置将从现有的2颗（光学）+2颗（雷达）扩展至4颗（光学）+4颗（雷达）+2颗数据中继卫星。近年来，日本除了更新换代现役系统外，还启动了“先进地球观测卫星”项目，研制高性能、标准化、通用化、低成本的小卫星平台，可配备光学、雷达、超光谱、红外4种有效载荷，为本国军民用户提供多样化服务的同时，也能助力日本打开对地观测卫星出口的国际市场。此外，大学等研究机构和公司也在不断利用微纳卫星开展研究和提供服务。

日本在空间科学与深空探测领域有较长发展历史，40余年发射了近30个科学与探测航天器，取得了众多重要成果，尤其在小行星探测和X射线天文卫星方面具有国际领先地位。在发展空间探测方面，日本坚持以自主研制为基础，实施具有独创性的探测任务；扩大与欧洲、美国等空间探测领域先进国家的合作，为日本独立地掌握有关技术积累经验，使日本空间科学研究和空间探测技术得以持续发展。日本正着力发展月球精确着陆技术，计划于2019年发射“小型月球探测着陆器”（SLIM），主要任务目标是验证月球高精度软着陆技术。在小行星领域，日本将继续加大投入，发展新型探测器，探测更原始的D类小行星。在行星探测方面，日本与欧洲合作于2018年发射了“贝皮-科伦坡”（BepiColombo）水星探测器；计划在2021年向火星发射采样返回探测器。

保障能力相对偏弱，从业人数严重制约发展

日本在近年研制航天器的总质量与总数量、航天员数量、航天从业人员数量几个方面与排名靠前的国家有较大差距。尤其是航天从业人员数量严重落后于第一、第二梯队国家。据日本航空宇宙工业会（SJAC）的统计结果，2015年日本仅有8千余人从事航天相关行业。在排名靠前的几个国家中，日本具有最少的从业人数，与美国、欧洲等国相比更是差了一个数量级。另据日本官方文件报告，近年日本大学中航天相关专业的大学生和研究生数量有增长趋势，但是学生毕业后选择在航天行业就职的学生仅占10～20%。日本以明显少于其他航天先进国家的人数创造了不凡的成绩，但另一方面也限制了日本航天的整体发展。如果不增加该行业的人力资本，日本将很难提高目前的航天规模。

近年来，日本的年火箭发射次数始终保持在4次左右。2017年日本发射了7颗中、大型卫星，为近10年来最多。以往，由于航天产业严重依赖于政府，而政府对航天的需求有限，导致航天企业的生产意愿不强，严重削弱了航天产业基础，进而限制了日本航天的发展。新《宇宙基本计划》在提高产业界投资的“可预见性”方面做了更大努力，明确国家所需的项目，提供给产业界明确的信息。这些措施给予产业界更多信心，三菱电机和日本电气公司（NEC）等日本大型航天企业近年纷纷扩建了航天器生产工厂，扩大了生产规模。

航天产业能力落后，近年取得快速发展

日本政府早期的航天政策“过分地强调研究开发高精尖技术”。尽管发射了技术领先的“隼鸟”小行星探测器和“希望号”实验舱等，但是由于没有给予应用卫星足够的重视，导致航天产业进展缓慢，商用卫星和火箭发射服务在国际市场上缺乏竞争力，无法获得国内和国外的商业订单。另一方面，航天器部件对运行环境要求极高，需要其他产业所不具备的尖端技术。如果没有明确的政府需求预期，企业必然缺乏动力。日本政府以往缺乏长期航天计划，产业界难以根据政府每年出台的预算确立未来的投资计划，因此民间企业相继从该产业中退出，同时也没有新企业加入进来。这种恶性循环导致航天产业基础动摇，对于日本来说是一个很大风险。

与美、欧政府需求占行业产值一半左右相比，日本政府需求占比超过90%，可见日本航天器产业严重依赖于政府需求，而受制于政府预算无法大幅增长，导致产业规模很难扩大。必须指出的是，日本在商用卫星方面已经有了长足的进步。三菱电机研制的具有优越性价比的DS-2000平台先后获得了数个国内外商业卫星订单，不但打破了轨道上没有日本自己研制的通信广播卫星的记录，还具有历史意义地实现了使用本国制造平台卫星的整星出口。尽管目前日本尚不具备实力向欧美企业销售商业卫星，但是面向航天新兴国家已有一定竞争力。

日本参与商业卫星的国际竞争虽然刚刚起步，但凭借较强的工业实力，日本生产航天部件早已进入国际市场，并占据了相当的市场份额。比如，NEC生产的转发器应用于200多颗通信广播卫星，世界市场占有率大约为50%；NEC生产的供通信广播卫星使用的地球敏感器占据世界50%市场份额；IHI航天公司生产的500N级和22N级推力的远地点发动机占据同种类推进器的25%市场份额；三菱电机生产的卫星太阳能电池板市场占有率超过41%，与欧美大型卫星制造商签订了长期供应合同。为了验证民用器件在太空中的可靠性，提高星载部件的国际竞争力，由经济产业省出资推进了“太空环境可靠性验证卫星”（SERVIS）项目。SERVIS项目将200多种民用计算机和手机上的器件建立数据库，对通过地面试验的民用器件进行太空验证，最后将测试合格的器件应用在卫星上，达到降低成本的目的。目前，SERVIS项目已在太空中验证了用于卫星各分系统的近20个部件。相对以往的航天专用部件，这些民用部件不仅成本非常低（仅为原成本的1/2甚至更低），性能更高，并且有些部件甚至超过了航天专用部件的可靠性。一些民用部件，比如锂电池、星载敏感器控制装置和太阳帆驱动装置等已经应用于卫星。

当今，世界的航天产业正在发生巨大转变，成本大幅降低，航天与IT、大数据等新技术融合推动了产业创新，航天商业化加速。2017年日本出台《航天产业远景规划2030》。日本政府认为航天产业是孕育新兴产业的前沿阵地，因此该远景规划的目标就是使航天成为第四次产业革命的驱动力，并在2030年实现航天产业整体规模的倍增。

创新能力一般，重视技术试验卫星的技术转移

日本的创新能力在第二梯队国家中属于中等水平。日本政府非常重视研制技术试验卫星和技术转移，认为技术试验卫星可以推动日本的应用卫星快速发展，并且已经有了显著成绩。因为研制新卫星或平台需要投入大量的人力和财力，对于企业来说是巨大的风险，因此企业不愿意单独研发。由政府投入资金研制技术试验卫星，再进行技术转移是行之有效的办法。目前打入国际市场的DS-2000平台就是以JAXA的数据中继试验卫星（DRTS）和技术试验卫星（ETS）为基础改进的。

日本政府在促进产业创新方面正在扩大向初创公司等提供风险资金，建立航天商业创新奖励基金，努力完善商业航天制度，以促进航天新兴企业的增加和壮大。