2019年航天專題：從登月探測看中、美、俄三國實力

2019年2月21日晚，以色列發(fā)射“貝雷特希”（beresheet）升空前往月球，歷時六周有余靠近月球，但最終在距離月球表面約149米時失去信號，最終墜毀。這是以色列首次嘗試登月，也是首個有私人贊助的探月任務。截至目前，全球僅有美國家實現(xiàn)了載人登月的目標。

登月發(fā)展歷程

20世紀50年代末到70年代中期是月球探測的第一個高潮期，這期間的月球探測以蘇聯(lián)與美國在太空領域的“空間競賽”為標志，為贏得競爭，這個時期美國和蘇聯(lián)均制定了載人登月計劃。蘇聯(lián)在1959－1976年期間共發(fā)射了64個月球探測器，取得月球探測的多項第一，主要型號為“月球”（Luna）系列及“探測器”（Zond）系列。而美國在1958－1973年期間共發(fā)射了36個月球探測器，主要型號為“先驅者”（Pioneer）、“徘徊者”（Ranger）、“勘測者”（Surveyor）和“月球軌道器”（LunarOrbiter），目的是為阿波羅載人登月做前期探索和技術準備。

20世紀70年代中期到80年代末期，美國和俄羅斯航天戰(zhàn)略重點轉為發(fā)展近地軌道載人航天和空間站，月球探測進入低潮沉寂期，全球約有14年的時間未發(fā)射月球探測器。特別是隨著蘇聯(lián)的解體，俄羅斯經濟發(fā)展疲弱，其月球探測活動也進入低潮，從1977年至今有40多年的時間，蘇聯(lián)/俄羅斯再未實施月球探測活動。

20世紀80年代末，在此期間，美國、歐洲、日本紛紛組織力量開展研究，并相繼提出月球探測計劃。其中，1989年7月20日，美國總統(tǒng)喬治·布什為紀念“阿波羅”飛船登月20周年，提出了重返月球、在月球駐留并以此為基礎完成載人火星探測的構想；1990年，日本于成功發(fā)射其首個月球探測器“飛天”(HITEN)； 1994年1月和1998年1月美國分別于發(fā)射“克萊門汀”(Clementine)和“月球勘探者”(LunarProspector)探測器，進而發(fā)現(xiàn)月球上有水冰存在的跡象，極大地激發(fā)了世界各國開展月球探測的熱情，標志著新一輪月球探測活動的興起。

進入21世紀，歐洲、日本、中國和印度也相繼開展了月球探測，私營航空企業(yè)也于彼時崛起。目前，包括新興航天國家在內的多個航天國家紛紛提出和制定了新的月球探測計劃。

新一輪登月熱潮掀起

目前，全球各國均在積極進行登月探索。截至2018年底，全世界共實施了116次無人月球探測任務，實現(xiàn)了月球飛越、環(huán)繞、著陸、巡視和采樣返回探測。第一次探月高潮始于1958年，止于1976年，以美、蘇兩國空間競賽為標志，重在展示國家實力，開啟了人類深空探索的序幕，實現(xiàn)了月球飛越、撞擊、環(huán)繞、軟著陸、表面巡視、無人采樣返回和載人登月，其中俄羅斯完成了3次無人月球采樣返回，美國實現(xiàn)6次載人登月，獲取了前所未有的科學探測成果，促進了大量新興學科的誕生，一大批科學技術成果廣泛應用于經濟建設。月球探測的再度興起是在20世紀90年代以后，主要航天國家紛紛啟動并實施了月球探測活動，截至2018年12月共進行了16次發(fā)射（美國6次，中國6次，日本2次，歐洲1次，印度1次）。新一輪月球探測更注重科學驅動和新技術的應用，旨在獲得新的科學成果，探測器技術更先進、功能更全、壽命更長。90年代以來的月球探測活動呈現(xiàn)出科學目標明確、參與國家眾多、規(guī)劃長遠、成功率高的特征。

（注：1、斜杠后的數字為任務成功的次數。2、括號中的數字分別置：中國兩次巡視任務包含在軟著陸任務中，印度的一次撞擊探測包含在環(huán)繞任務中）

美國領先，中俄并列第二

整體來看，世界航天呈現(xiàn)“金字塔”式格局。美國及歐洲的航天產業(yè)實力處于第一梯隊，穩(wěn)居“塔尖”位置；中國與俄羅斯并列第二梯隊；印度、日本及以色列處于第三梯隊。第二梯隊與第三梯隊共同構成金字塔的中堅力量。

盡管，目前不少國家均在航天領域實力深厚，單就“載人登月”這項指標而言，時至今日，全球僅有美國實現(xiàn)了載人登月的目標，但目前網上仍有輿論質疑美國登月成功的真實性。而從實現(xiàn)載人太空飛行這一指標來看，率先實現(xiàn)該目標的則是蘇聯(lián)（注：由于俄羅斯繼承了前蘇聯(lián)的航天基礎，因此后文描述對象為俄羅斯）、其次是美國，第三是中國。

經濟實力：中國人均GDP最低 

從經濟實力來看，以國民生產總值為衡量尺度，根據國際貨幣基金組織IMF的數據顯示，2018年世界各國GDP排名最高的仍為頭號經濟強國美國，其經濟總量達205130.00億美元;中國位居第二，GDP總量為134572.67億美元;而俄羅斯排名則遠遠落后于前兩者， 億美元，排在第12。

從人均GDP的角度來看，美國的人均GDP仍然是最高的，而中國則落后美、俄。2018年，據國際貨幣基金組織統(tǒng)計，中國人均GDP為10087.83美元。

科技實力：中國專利增長最為強勁

從科技實力來看，以專利數量為衡量尺度，據《2018年世界知識產權指標》報告指出，2018年中國國家知識產權局受理的專利申請數量最多，達到了創(chuàng)紀錄的138.16萬件。排在中國之后的是美國（606956件），而俄羅斯排名第八位，專利數量為36883件。

在專利申請量上，世界知識產權組織（WIPO）最新公布的數據顯示，2018年，美國的申請?zhí)峤涣?6142件PCT申請，其次是中國（53345件），而俄羅斯PCT申請量排名甚至跌出前20。按照這一趨勢，世界知識產權組織（WIPO）預計中國將在今后兩年趕超美國。

軍事實力：美國軍工企業(yè)數量占百名榜半邊江山

從軍事實力來看，據國際知名安全與和平問題研究機構——斯德哥爾摩國際和平研究所（SIPRI）最新調查數據顯示，2013-2017年，美國的軍費支出穩(wěn)定在60億美元左右；中國的軍費支出在20億美元左右；而俄羅斯在6億美元左右。

從軍費支出占政府總支出的情況來看，盡管美國的軍費支出一直是三國中最多的，但是其占比近幾年來呈逐漸下降的趨勢；而俄羅斯2010-2016年占比則呈逐漸上升的趨勢，2017年略有下降，但占比仍然高于其他兩國；至于中國，近幾年占比穩(wěn)定在6%左右。

此外，我們還可以從全球軍工企業(yè)的營收狀況來考察下三國的軍事實力，據SIPRI最新數據顯示，2017年，全球軍工企業(yè)營收前100名中，美國軍工企業(yè)達46家，占據了將近半邊江山，而俄羅斯則僅有9家。而在排名前十的榜單中，美國軍工企業(yè)也占據5席，俄羅斯僅占1席，可見，美國軍工企業(yè)實力強悍。

美國登月商業(yè)化程度最好

從三國月球探索技術研發(fā)的模式來看，美國在此領域的商業(yè)化程度最好，而中國及俄羅斯雖然也在積極吸引社會資本，但主要還是國企掌控。

中國登月：當前中國商業(yè)航天正處于以“商業(yè)航天”為主導的發(fā)展階段，即以國家航天企業(yè)為主開展商業(yè)航天活動，并在此過程中越發(fā)開放地與私營航天企業(yè)進行合作，以及廣泛地吸收社會金融資本。

俄羅斯：前蘇聯(lián)解體后，俄羅斯全面推行市場經濟體制，航天企業(yè)也進行了大規(guī)模的改制，由俄羅斯聯(lián)邦航天局統(tǒng)計管理軍用、民用及商業(yè)航天活動。盡管航天企業(yè)改革的主要方向是打造若干大型集團公司，但重要航天工業(yè)力量仍然屬于國有或國家控股形態(tài)。目前，俄羅斯重大航天項目的管理是一種以集權式為主的混合管理模式：主要特征表現(xiàn)為三點：1、相對集權的管理體制、2、相對開發(fā)的決策機制、2、重視戰(zhàn)略規(guī)劃，吸引多方資源。

商業(yè)化月球探測活動迅速成長

目前來看，全球登月探索主要呈現(xiàn)出以下幾點趨勢：

（1）無人月球探測與未來載人探索緊密結合，實現(xiàn)月球持續(xù)探索和利用美國和俄羅斯等國均瞄準實現(xiàn)載人月球探測，未來將開展一系列無人月球探測任務，利用月球探測和環(huán)境開展核心技術驗證，為實現(xiàn)載人登陸火星的長遠目標奠定技術基礎。

（2）月球資源勘探和開發(fā)利用是未來發(fā)展的熱點，從科學探索向勘探應用發(fā)展20世紀90年代以來，主要航天國家在推進月球探測活動的同時，還開展了月球原位資源利用（ISRU）技術的研究。利用月球固有的礦產資源，滿足月球基地建設對基礎性原材料的需求，成為未來月球開發(fā)與利用的重要內容之一。月球探測的下一步仍是利用先進機器人技術、先進鉆巖技術、先進測量分析技術等對月球資源及其蘊藏量進行全面深入的勘察，為載人登月和建立月球基地獲取重要的數據資料。目前，美國、歐洲、俄羅斯、印度、日本等均制定了月球著陸探測計劃，2019－2025年將實施多個月球著陸任務。預計未來數十年，各航天大國將在月球資源的勘探、開發(fā)利用和科學探索方面展開激烈競爭。

（3）未來無人月球探測任務重點聚焦月球背面、極地以及水資源和礦藏。月球探測將以月球資源、能源和特殊環(huán)境利用以及通過月球走向更遠深空為目標，并且利用月球特殊的環(huán)境條件開展天文觀測、空間科學研究和技術試驗驗證等。從發(fā)展趨勢看，未來數年月球探測活動將主要針對以前探測較少的月球背面和月球極區(qū)展開深入的探測和研究。目前，只有美國、俄羅斯和中國實施了月球軟著陸任務。在NASA的未來空間探索規(guī)劃中已將“月球南極艾特肯盆地采樣返回”列為“新疆域”計劃的第4項任務的備選項目。俄羅斯提出的新探月計劃中，將探測重點瞄向月球南極，計劃向月球南極發(fā)射著陸器，以及實施月球采樣返回任務。歐洲積極發(fā)展月球極區(qū)著陸技術，計劃與俄羅斯合作實施月球－27極區(qū)著陸/巡視任務，勘探月球極區(qū)資源。日本正著力發(fā)展月球精確著陸技術和月球機器人技術，旨在開展月球資源環(huán)境勘察和利用。

（4）商業(yè)化月球探測活動將迅速成長。從最近10年的發(fā)展態(tài)勢來看，世界航天產業(yè)長期保持穩(wěn)定增長，商業(yè)航天已經成為世界航天產業(yè)的主要構成和主導力量。隨著低成本進入空間技術和低成本利用空間技術快速發(fā)展，航天產品與服務逐漸從政府高端用戶向大眾消費市場傾斜。商業(yè)資本紛紛涌向航天領域，帶動大量技術和資源進入航天領域，商業(yè)航天整體向低成本、多樣化、規(guī)?；较虬l(fā)展，技術更迭更快，創(chuàng)新效率更高，為全球航天產業(yè)發(fā)展注入新活力。

以上數據來源參考前瞻產業(yè)研究院發(fā)布的《 中國衛(wèi)星導航與位置服務產業(yè)市場前瞻與應用前景預測分析報告》。

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