俄烏沖突已持續(xù)半年多,美歐西方國家與俄羅斯之間在航天領(lǐng)域展開了制裁與反制裁較量,波及到幾乎所有美俄、俄歐之間的合作項目,對雙方都造成不同程度的損失。本文跟蹤梳理受制裁影響的重大國際合作項目,分析其影響程度及應(yīng)對策略,并預(yù)測航天國際合作的前景。
引言
自2022年2月24日俄烏沖突爆發(fā)以來,美國、歐盟、英國、日本等多個國家和地區(qū)對俄羅斯航天領(lǐng)域進行制裁,主要內(nèi)容包括加緊對俄出口管制,禁止向俄出口航空航天產(chǎn)品和技術(shù),并禁止提供與這些產(chǎn)品有關(guān)的技術(shù)援助和其他服務(wù);禁止對俄出口通信、電子、半導(dǎo)體、飛機和零部件、航天元器件等產(chǎn)品。俄羅斯也采取了一些反制裁措施,如停止所有火箭發(fā)動機向美國出口,停止“聯(lián)盟”(Soyuz)火箭發(fā)射歐洲衛(wèi)星以及暫停庫魯航天中心發(fā)射活動,撤出所有工作人員等。那么,西方制裁和俄羅斯反制裁對現(xiàn)有合作項目造成怎樣影響?國際空間站(ISS)何去何從?是否會如外界擔(dān)心的那樣“失控墜毀”?航天國際合作前景如何?這些都是當下值得關(guān)注的問題。
1 制裁對航天合作項目的影響分析
蘇聯(lián)解體后,俄羅斯與美歐在航天領(lǐng)域開展了廣泛的合作,如與美國深度合作的國際空間站和火箭發(fā)動機出口項目,與歐洲聯(lián)合開展的“聯(lián)盟”火箭商業(yè)化運營以及火星探測等大型太空探測項目,航天國際合作成為俄羅斯維持航天工業(yè)基礎(chǔ)能力的重要手段。俄烏沖突引發(fā)的制裁與反制裁較量幾乎波及到所有合作項目,造成項目停止,合作關(guān)系破裂,對合作雙方都造成不同程度的損失。
1.1 國際空間站正常運行,俄美合作仍在持續(xù)
沖突爆發(fā)以來,國際空間站能否安全運營成為人們廣泛關(guān)注的焦點。從2014年克里米亞危機以來,俄羅斯就將國際空間站作為反制西方制裁的“籌碼”,不斷以退出相威脅。今年沖突爆發(fā)后,俄羅斯航天國家集團公司(Roscosmos)總裁羅戈津在4月份又一次威脅說要讓空間站“不受控地脫軌墜毀”,引發(fā)外界擔(dān)憂。7月26日,新任Roscosmos總裁鮑里索夫就職后對空間站問題提出兩點原則:一是俄羅斯將在2024年后退出空間站,具體退出時間尚不確定,“可能是2025、2028或2030年”;二是俄羅斯將籌建獨立的“羅斯”(ROSS)號空間站??梢钥闯?,與羅戈津一貫的強硬態(tài)度不同,新任總裁以委婉的語氣允諾履行合約至2024年,2024年之前一切如舊,之后則暗流涌動,充滿變數(shù)。
國際空間站是美俄最大的合作項目,對雙方都意義重大。對俄羅斯一方來說,載人航天是在航天預(yù)算不斷縮減的情況下最優(yōu)先保障的領(lǐng)域,而國際空間站是維持其載人航天能力的唯一途徑,事關(guān)核心利益,不會輕易退出。而且俄羅斯艙段剛剛在2021年完成了擴建,增加了科學(xué)號多功能實驗艙和停泊號節(jié)點艙,能力得到大幅提升。另一方面,美國一直將國際空間站排除在制裁范圍之外,以確??臻g站的安全運行。在沖突爆發(fā)的第二天,NASA就立刻表態(tài)稱美國對俄的制裁與空間站無關(guān),NASA將繼續(xù)與Roscosmos密切合作。目前來看空間站運行正常,在7月份美俄雙方簽署了座位交換協(xié)議,允許兩國宇航員乘坐對方的飛船,另外,一名俄羅斯宇航員和一名意大利宇航員還進行了一次7個小時的太空行走,完成了歐洲機械臂的安裝工作。
目前國際空間站已超期服役,設(shè)備老化嚴重,導(dǎo)致事故頻發(fā),原計劃在2024年退役,但美國為了與其下一代軌道站平穩(wěn)過渡,堅持讓空間站運行到2030年??梢娝氖姑菆猿值矫蓝韮蓢男乱淮壍勒驹谲夁\行,時間大概在2028~2030年。在此之前,美俄兩國合作關(guān)系破裂的可能性較小,一旦破裂則意味著兩國轉(zhuǎn)入全面對抗??傮w來看,美國主導(dǎo)的、16國參與的國際空間站項目是航天國際合作持續(xù)時間最長的成功實例。
1.2 俄羅斯停止向美國出口火箭發(fā)動機
另外一個美俄長期合作項目是俄羅斯RD-180發(fā)動機,用于美國宇宙神5火箭,該項目自上世紀90年代持續(xù)至今。據(jù)統(tǒng)計,美國共計從俄羅斯購買了122臺RD-180發(fā)動機,已用98臺,還剩24臺庫存。RD-180項目也是俄羅斯反制西方制裁常用的“籌碼”之一,多次以斷供相威脅。此外,美國諾格公司的安塔瑞斯火箭也采用了俄羅斯進口的火箭發(fā)動機。今年3月,羅戈津宣布停止向美國出口火箭發(fā)動機,并且停止對已售出發(fā)動機的技術(shù)維護,“宇宙神”5和“安塔瑞斯”兩型火箭面臨發(fā)動機斷供危機。
實際上,自2014年克里米亞危機以來,美國為擺脫對俄制發(fā)動機的依賴,已經(jīng)啟動了火箭發(fā)動機國產(chǎn)化替代項目,“宇宙神”5的運營商聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟(ULA)公司與藍色起源公司聯(lián)合研發(fā)新型液氧甲烷發(fā)動機BE-4,計劃用在新一代“火神”(Valcan Centaur)火箭上,替代“宇宙神”5,結(jié)束對俄羅斯發(fā)動機的長期依賴?!盎鹕瘛被鸺龑⒂诮衲昴甑浊笆罪w,具體時間取決于BE-4發(fā)動機的交付進度。目前宇宙神5火箭余下的發(fā)射任務(wù)不多,ULA負責(zé)人表示,庫存足夠用來支持余下的發(fā)射任務(wù)。
而諾格公司的安塔瑞斯火箭斷供危機較難解決。該火箭主要用于發(fā)射“天鵝座”貨運飛船,為國際空間站運送貨物。其不僅使用了俄羅斯RD-181發(fā)動機,一子級還是由烏克蘭南方機械制造廠生產(chǎn)的,該廠在沖突中被戰(zhàn)火摧毀,失去了持續(xù)供貨能力。為徹底解決問題,諾格公司正在與美國螢火蟲航天公司(Firefly Aerospace)聯(lián)合研發(fā)新型安塔瑞斯火箭,以取代現(xiàn)役火箭,繼續(xù)完成國際空間站貨運任務(wù)。新型火箭被命名為“安塔瑞斯330”,其主動力系統(tǒng)使用螢火蟲公司在研的“米蘭達”(Miranda)發(fā)動機,預(yù)計最早可在2024年準備就緒。在此之前,庫存的發(fā)動機和一子級足夠支持兩次“安塔瑞斯”發(fā)射任務(wù),庫存用光后諾格只能向SpaceX公司購買“獵鷹-9”火箭的發(fā)射服務(wù),完成“天鵝座”飛船的貨運補給任務(wù)。
綜上,俄羅斯的反制措施對美國火箭運營商帶來一定的壓力,使ULA和諾格公司都付出了高昂的替代成本,但同時也加快了美國火箭發(fā)動機國產(chǎn)化替代的步伐,新一代全國產(chǎn)的運載火箭“火神”和“安塔瑞斯330”將結(jié)束美國對俄制發(fā)動機的依賴歷史,實現(xiàn)運載火箭產(chǎn)業(yè)鏈的全國產(chǎn)化閉環(huán)。另一方面,持續(xù)20多年之久的RD-180發(fā)動機貿(mào)易對俄羅斯航天發(fā)展起到了積極作用,維持了國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈體系正常運行,使國內(nèi)發(fā)動機企業(yè)度過難關(guān),免于破產(chǎn)的命運。停止向美國出口后,俄羅斯將會尋找替代市場。RD-180發(fā)動機推力420噸,達到同類產(chǎn)品性能最優(yōu),在國際市場極具吸引力,中國、印度等都是潛在合作伙伴。俄羅斯可憑借技術(shù)優(yōu)勢在火箭發(fā)動機市場獲得更大、更長遠的利益。
1.3 “聯(lián)盟”火箭停用對歐洲航天發(fā)展造成嚴重影響
沖突爆發(fā)后,歐空局第一時間就宣布暫停一切與俄羅斯在航天領(lǐng)域的合作,俄羅斯則宣布禁止“聯(lián)盟”火箭發(fā)射歐洲衛(wèi)星,并從庫魯撤回俄方工作人員,暫?!奥?lián)盟”火箭在庫魯發(fā)射場的發(fā)射活動,致使一大批發(fā)射任務(wù)被無限期推遲。
“聯(lián)盟”火箭的停用影響最大的是英國“一網(wǎng)”星座部署任務(wù)。在沖突爆發(fā)前的2月10日,“聯(lián)盟”火箭完成了第13批次一網(wǎng)星發(fā)射任務(wù),在軌衛(wèi)星數(shù)量擴展至428顆,達到一期規(guī)劃總數(shù)的66%。原計劃在今年8月份之前再通過6次發(fā)射將余下的220顆星發(fā)射入軌,實現(xiàn)提供全球互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)的目標。然而,俄烏沖突的爆發(fā)徹底將一網(wǎng)的計劃打亂,并且在拜科努爾發(fā)射場上演了戲劇性的一幕。3月2日,第14批次發(fā)射任務(wù)整裝待發(fā),星箭組裝完畢。針對英國政府的制裁,俄方要求英國政府退出一網(wǎng)股份,并且一網(wǎng)公司承諾一網(wǎng)衛(wèi)星不會用于軍事目的。雙方未能達成一致意見,隨后各自宣布停止使用“聯(lián)盟”火箭發(fā)射一網(wǎng)星任務(wù),已經(jīng)裝上火箭的36顆衛(wèi)星不得不拆卸下來。
一網(wǎng)公司先后與SpaceX公司和印度航天機構(gòu)簽訂發(fā)射服務(wù)協(xié)議,由獵鷹9火箭和GSLV火箭完成余下的衛(wèi)星發(fā)射,并希望能在年底之前恢復(fù)發(fā)射。臨時改用其他火箭涉及到星箭接口、分配器等相關(guān)結(jié)構(gòu)的改造,將導(dǎo)致進度延期、成本增加等一系列問題。對此,羅戈津曾表示,沒有“聯(lián)盟”火箭一網(wǎng)公司將重新陷入破產(chǎn)境地。一網(wǎng)公司曾在2020年年初遭遇資金鏈斷裂,經(jīng)歷了一次破產(chǎn)重組。這次一網(wǎng)公司即使不會破產(chǎn),也將付出高昂的成本。據(jù)報道,一網(wǎng)公司與歐洲通信衛(wèi)星組織(EutelSat)在7月26日達成合并協(xié)議,兩家將合并業(yè)務(wù)組建全球首個多軌道衛(wèi)星運營商,將EutelSat公司主營的GEO衛(wèi)星與一網(wǎng)公司主營的LEO衛(wèi)星整合為一體,預(yù)計合并將于2023年上半年完成。
其他因“聯(lián)盟”火箭停用而無限期推遲的發(fā)射任務(wù)見表1。除了“一網(wǎng)”星座的6次發(fā)射任務(wù)之外,還包括伽利略導(dǎo)航系統(tǒng)的2次雙星發(fā)射任務(wù),以及哥白尼地球觀測等歐洲項目和韓國、日本的一些微小衛(wèi)星搭載發(fā)射任務(wù)。
可見,在衛(wèi)星發(fā)射領(lǐng)域,歐洲在“殺敵一千”的同時,也付出了“自損八百”的代價。這是因為歐洲長期以來依賴俄羅斯的“聯(lián)盟”火箭發(fā)射衛(wèi)星,自主進入空間的能力較為缺失,新一代運載火箭研制進度緩慢,因而“聯(lián)盟”火箭的停用使歐洲陷入“無箭可用”的窘境,嚴重影響了通、導(dǎo)、遙各類衛(wèi)星的部署。
1.4 多項科學(xué)探索項目前景難料
俄羅斯航天國家集團公司(Roscosmos)因多年來的經(jīng)費削減而舉步維艱,深空探測計劃進展緩慢,許多項目都是通過國際合作的形式進行的,如火星探測、金星探測、天文觀測等大型項目。這些項目目前都陷入僵局,前景難料。
1.4.1 俄歐合作火星探測任務(wù)“ExoMars 2022”推遲發(fā)射
如俄歐最大的合作項目——ExoMars火星非載人探測任務(wù),該任務(wù)經(jīng)過多次推遲,最終計劃在今年9月份由俄羅斯質(zhì)子火箭發(fā)射,任務(wù)名為“ExoMars 2022”,包括一個火星車和在火星上建立固定的研究站。俄羅斯貢獻了火星著陸平臺、放射性同位素加熱裝置以及若干科學(xué)儀器。沖突爆發(fā)后,歐空局在3月份宣布暫停該項目,并在7月份正式宣布終止在ExoMars項目上與俄羅斯的合作。俄方正盡力索回已交付給意大利做發(fā)射前準備的火星著陸平臺。有消息稱,歐空局需要大量資金和時間為俄羅斯負責(zé)研制的著陸平臺、加熱裝置等幾項技術(shù)尋找替代方案,發(fā)射時間可能推遲到2028年,并可能尋求美國的幫助。
1.4.2 德俄合作天文觀測任務(wù)陷入僵局
另一個已經(jīng)在軌運行3年之久的俄德聯(lián)合開展的X射線天文觀測任務(wù)(Spektr-RG)也難逃制裁的沖擊。Spektr-RG于2019年7月發(fā)射,定位在拉格朗日點L2區(qū)域,開展為期6年半的X射線天文觀測。Spektr-RG上配備了2臺太空望遠鏡,1臺是俄方的ART-XC望遠鏡,另1臺是德國的eROSITA望遠鏡。沖突爆發(fā)后,德國立即宣布暫停與俄羅斯的所有航天合作,德國專家將eROSITA望遠鏡置于安全模式。到了6月份,俄方不顧德國的反對,決定恢復(fù)eROSITA的正常工作,研究人員正在研究俄羅斯控制系統(tǒng)操縱德國望遠鏡的可能性,可能需要2~4個月的時間,尚不清楚重啟是否能成功。eROSITA望遠鏡曾在2021年繪制了有史以來最詳細的黑洞和中子星地圖,并在不到2年是時間里記錄下300多萬個新發(fā)現(xiàn)的天體,其停止觀測對科學(xué)研究造成的損失是難以估量的。
1.4.3 俄美合作金星探測計劃暫停
此外,俄羅斯與美國聯(lián)合開展的金星探索合作項目也被擱置。2月底,俄方宣布暫停金星-D(Venera-D)任務(wù),該任務(wù)計劃于2029年發(fā)射,包括金星軌道飛行器和著陸器。俄方稱將獨立開展或?qū)で笈c中國的合作,目前后續(xù)發(fā)展尚不明朗。
2 航天國際合作前景預(yù)測
俄烏沖突使航天國際合作遭受重大沖擊,未來航天發(fā)展將朝向構(gòu)建自主可控航天產(chǎn)業(yè)鏈的方向發(fā)展。美俄兩國都在布局后國際空間站時代,以維持低地球軌道載人航天能力的持續(xù)發(fā)展,為后續(xù)登月探火做準備。各國更加重視運載火箭產(chǎn)業(yè)鏈的國產(chǎn)化替代,以確保進入空間的能力不受各種不利因素的影響。深空探測領(lǐng)域因其高風(fēng)險高投入,國際合作仍將是重要途徑。
2.1 各航天大國致力于建設(shè)自主經(jīng)營的空間站
美俄兩個傳統(tǒng)航天強國都想繼續(xù)保持在低地球軌道載人航天領(lǐng)域的競爭優(yōu)勢,都推出了各自的下一代空間站建設(shè)方案。俄羅斯“羅斯號”(ROSS)空間站將于2025年啟動,目前核心艙正在建造之中,預(yù)計在2025年建成后發(fā)射升空,2030年前完成一期建設(shè)任務(wù)。美國方面,NASA早在2021年年底就向商業(yè)公司授出了價值超過4億美元的商業(yè)空間站研發(fā)合同,預(yù)計新一代商業(yè)空間站將在2028年開始運行,2030年完全取代國際空間站。屆時,國際空間站使命完成,美俄將由合作轉(zhuǎn)向競爭。中國方面,“天宮”空間站今年接連取得重大里程碑,隨著“問天”和“夢天”實驗艙的相繼發(fā)射,即將完成在軌建設(shè),計劃在年底之前全面投入運營。未來或?qū)⒊霈F(xiàn)三大載人航天強國齊聚太空的新格局。
2.2 重視火箭產(chǎn)業(yè)鏈國產(chǎn)化,確保自主進入空間能力
俄烏沖突引起的多起火箭發(fā)動機斷供事件為運載火箭產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈安全敲響警鐘。俄羅斯對美國停止進口發(fā)動機是意料之中的事,并且美國已經(jīng)為此做了多年準備,正逐步實現(xiàn)國產(chǎn)化替代。而歐空局新研的中型運載火箭Vega-C(中譯“織女星”)的斷供則有些令人猝不及防。Vega-C火箭是四級構(gòu)型,前三級采用固體發(fā)動機,第四級采用了RD-843液體火箭發(fā)動機,是由烏克蘭南方機械制造廠生產(chǎn)的。Vega-C火箭于7月13日成功首飛,歐空局原指望它能填補“聯(lián)盟”停用后的空白,發(fā)揮救場作用,但僅僅2天后,隨著烏克蘭南方機械制造廠的被炸這一愿望成為泡影。雖然Vega火箭的主承包商Avio公司早在3月份就宣稱有足夠的庫存和戰(zhàn)略儲備支撐今明兩年的發(fā)射任務(wù),但該型火箭的后續(xù)發(fā)展存疑。歐空局目前正在加快Vega-C的下一代Vega-E火箭的研發(fā)工作,Vegq-E研制的關(guān)鍵是上面級采用全新的歐洲制造的M10液氧甲烷低溫發(fā)動機,以替代烏克蘭的發(fā)動機。M10發(fā)動機在2020年2月已經(jīng)完成了靜態(tài)點火試驗,預(yù)計將從2025年起為Vega-E的上面級提供動力。
2.3 國際合作將是深空探測的重要途徑
美國正在加緊推進名為“阿爾忒彌斯”的載人登月計劃。與上世紀60年代美國獨立完成的阿波羅登月計劃不同,這次美國采取廣泛的國際合作的組織模式。為此,美國發(fā)起了《阿爾忒彌斯協(xié)定》的簽署活動,廣邀西方盟友國家加入,規(guī)則是各國共同參與技術(shù)研發(fā),分擔(dān)經(jīng)費,美國分享登月技術(shù)成果。自2020年10月簽署活動啟動以來,在短短不足2年的時間里已經(jīng)有21個國家簽署協(xié)定,加入了美國主導(dǎo)的重返月球計劃,未來還會有更多的國家加入?!栋栠瘡浰箙f(xié)定》已成為美國牽頭的具有廣泛影響力的國際航天合作倡議,有可能成為有史以來最大的航天合作計劃。并且美國正以此為契機,推動以立法的形式劃分月球資源,設(shè)定安全區(qū),實現(xiàn)在月球“跑馬圈地”的目的。
鑒于在國際空間站上的良好合作,美國曾邀請俄羅斯參與登月計劃,但俄羅斯最終拒絕了邀請,選擇與中國聯(lián)合建造月球科研站,并于2021年3月與中國簽署了合作建造月球科研站的協(xié)議。
可以預(yù)見,深空探測任務(wù)風(fēng)險之大、難度之高、花費之巨,將大部分國家拒之門外,只有通過廣泛的合作,才能讓所有想發(fā)展航天事業(yè)的國家以較小的成本實現(xiàn)航天夢,因此國際合作將是深空探測的重要途徑。
3 總結(jié)及啟示
(1)從以上分析可以看出,國際空間站是此輪危機中唯一幸存下來的俄羅斯航天合作項目,其他項目,無論是在軌運行的、臨近發(fā)射的,還是在研的,合作關(guān)系均告破裂,無一例外,包括火箭發(fā)射、發(fā)動機貿(mào)易、火星探測、金星探測、天文觀測等各個領(lǐng)域。事實證明,航天領(lǐng)域跨東西方陣營、跨意識形態(tài)的合作存在較大風(fēng)險,應(yīng)持審慎態(tài)度,尤其要關(guān)注意識形態(tài)和政治分歧可能帶來的影響。
(2)新興商業(yè)航天企業(yè)是美國發(fā)起制裁不懼反噬的底氣。在制裁與反制裁博弈下,美國培育了新的創(chuàng)新驅(qū)動力,不僅填補了載人航天能力的空白,還即將實現(xiàn)火箭發(fā)動機國產(chǎn)化替代,降低對俄羅斯的依賴,整體實力已今非昔比。在商業(yè)航天賽道上,美國一路領(lǐng)先,強者更強,與跟跑者的差距進一步拉大。
?。?)中國航天始終堅持自主創(chuàng)新的發(fā)展道路,近年來成績顯著,但仍有許多弱項需要彌補,火箭發(fā)動機技術(shù)就是其中之一。目前我國最先進的液體火箭發(fā)動機最大推力為120噸,與俄羅斯的RD-180發(fā)動機420噸級相比還有很大差距。加強國際合作和技術(shù)交流仍是我國推動自主創(chuàng)新、實現(xiàn)代際跨越的有效途徑。
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