丨日本探月连遭挫折,航天研发亟待突破与提升

资讯 » 科技探索 2025-06-14

从 2022 年的 “好客” 号起,到近期的 “坚韧” 号,日本连续 4 年,每年向月球发射一辆探测器,却每次都以失败告终。其中,“好客” 号因姿态控制系统失灵直接失联;“白兔 R”1 号因燃料估算错误,最终撞向月球;2024 年发射的 SLIM 探测器由于一台发动机失效,倒扣着陆,无法获取太阳能而无法使用;今年 6 月 6 日尝试软着陆的 “坚韧” 号又因激光测距仪发生故障,探测器撞上月球。

日本这四次探月行动,每次失败的原因均不相同,这不禁令人怀疑日本是否有进行登月探测的能力以及决心。日本作为经济科技强国,虽其航天研发投入占 GDP 比例远低于美国的 0.05%,但已接近中国 0.08% 的航天经费占比。当然,中日、美日经济体量差距巨大,实际航天经费差距也更大,但似乎并未悬殊到四年连个月球软着陆都搞不定的程度。目前日本正在进行的重大航天项目数量,与中美两国相比,差了一个数量级,如 H-3 运载火箭、准天顶卫星项目以及月球探测,一只手都能数得过来。

而且日本不仅四次探月大败而归,研发已超 10 年的 H-3 运载火箭,至今仅发射 2 次还失败一次,成功率仅 50%,却已投入上千亿日元(折合几十亿人民币),至今无法常态化使用。不过,日本的准天顶卫星导航项目进展相对不错,但整个导航系统总共才 11 颗卫星组网,现在仅升空 4 颗,首颗制导卫星就投入 400 亿日元(约 20 亿人民币),比中国同类型导航卫星贵了近一倍。以 “工匠精神” 精密仪器制造闻名的日本,为何在航天领域表现如此之差,甚至还不如印度?

回顾日本的登月计划,从上述失败原因来看,日本登月计划一败涂地主要有两方面原因。其一,设计问题。例如姿态控制系统故障和发动机失效,在航天界属于常见问题。各国通常的解决方案是增加系统冗余度,像为确保姿态控制输入数据正确,较成熟的设计会为航天器配备尽可能多的敏感器,以便一种设备故障时,可通过其他备份通道确定飞行器状态;对于发动机失效问题,各国也常通过增加单台发动机推力或配置更多发动机,来确保一台失效时其他发动机仍能支撑探测器完成降落。其实战机设计同理,双发战机在单发失效情况下仍能保证基本飞行能力。

而日本的 “好客” 号和 SLIM 探测器明显因设计冗余不足才最终失联。这个问题对日本而言,实则是一个难以解决的惯性思维问题,二战时日本就以各种毫无冗余度的作战方案闻名,如捷一号作战,要求三支舰队在极其遥远且复杂、低冗余度的方式下进攻莱特湾,结果一环出现问题便致全线崩盘。如今日本登月计划接连受挫,局面与之何其相似。

其二,零部件制造问题。如 “坚韧” 号的激光测距仪故障,值得一提的是,美国私人月球着陆器奥德修斯也曾因激光测距仪故障躺着在月球着陆。此次 “坚韧” 号因相同原因登陆月球失败,不禁令人怀疑美日登月探测器使用的激光测距仪是否出自同一家。激光测距仪对美日而言并非高新技术,但受供应链萎缩以及去工业化影响,美日航天工业高精尖设备制造加工能力下降,面临零部件制造不达标或不可靠的严峻问题,小到登月探测器、载人航天器,大到 H-3 运载火箭乃至星舰,因零部件问题失败在美日两国屡见不鲜,且在重建完善航天工业前,这种制造工艺赶不上理想的情况还会持续困扰日本。

此外,探索太空需要胆大心细,而日本所谓的 “工匠精神” 使其航天工业精于局部钻研却轻视整体技术开发,具体表现为对重大航天项目系统集成能力不足。再加上日本对完美计划的过度追求,导致冗余度不足,故而工业底子尚可的日本每次探月都铩羽而归。再者,日本是一个对失败非常敏感的国家,H-3 火箭项目便是典型例子,一旦失败便遭社会口诛笔伐。然而探测器和火箭的研发需要在频繁失败中积累教训与成果,日本社会氛围压抑,航天作为经济效益低的边缘项目,容易受此拖累,从而放慢技术发展节奏。所以,日本距离稳定登月,还有相当长的一段路要走。



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