中共「天宮」太空站建設之評析
2022.07.01
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壹、新聞重點
2022年6月5日,中國長征2號F遙14火箭搭載「神舟14號」太空船,運送3名太空人進入「天宮」太空站之「天和」核心艙,預計停留6個月,以完成太空站之建造。這是繼2021年發射「天和」核心艙之後,「天宮」太空站正式進入全面建造和人員常駐之階段。
「天宮」太空站之基本架構是由多組模塊在軌組裝成T字型,目標是成為中共國家級太空實驗室和太空科技國際合作平台。太空站由「天和」核心艙、「夢天」實驗艙和「問天」實驗艙三大部分組成,並成為「神舟」載人太空船、「天舟」貨運太空船停泊的太空母港,未來還將加上「巡天」太空望遠鏡,使用壽命大約10-15年。/div>
為了在年底完成太空站之建造,中共今(2022)年將內依次發射6個太空飛行器:天舟4號(5月,已發射)、神舟14號(6月,已發射)、實驗艙Ⅰ(「問天」,7月)、實驗艙Ⅱ(「夢天」,10月)、天舟5號、神舟15號等(2022年底),將創下首次有6個太空飛行器在軌組合飛行、首次有太空人駐留6個月、首次有2組太空人同時在軌及輪替交接之新紀錄。 [1]
貳、安全意涵
一、太空站之核心關鍵技術值得注意
「天宮」太空站由單艙(「天和」核心艙)建造為三艙(加上「問天」「夢天」實驗艙),其過程要經歷9種組合體構型、5次交會對接、3次分離撤離和2次轉位。[2]此過程有許多關鍵技術受到注目,如:霍爾電推進引擎、柔性太陽能電池翼等,其中最值得注意的是太空船與太空站自主快速交會對接,以及機械手臂艙外爬行、協助太空船轉位之技術。神舟14號從發射到與核心艙對接,僅花不到7小時即完成。[3] 這顯示中共之人工智慧在太空領域的運用有相當進展,且持續改良精進中。/div>
其次,太空站的機械手臂具7個關節(7自由度),且肘部、肩部、腕部各裝有1個攝影相機,不但可在艙外移動爬行,也可視覺辨識外來物件,增進其應對目前總數約3萬顆的太空垃圾(碎片)或衛星之緊急避撞能力。 [4]此外,中國預定在兩個實驗艙自主對接核心艙之後,以機械手臂抓住該模塊旋轉90度,使之轉位對接到核心艙另一個艙口。[5] 此任務如果順利達成,中國機械手臂在太空中的應用將大度增進,如:捕捉其他衛星、抵近觀察並加以旋轉、在軌維修太空飛行器等,恐怕值得特別關注。
二、中共太空軍事攻擊能力大幅提升
中國太空火箭發射和人工智慧等技術日益成熟,顯示其長程導彈或從太空攻擊地面之能力,如:超高音速飛彈(滑翔彈)進行精準攻擊之能力也大幅提升。有人員常駐的太空站如果成為中共在近地空間之司令塔,中共就可即時操控其衛星網,增進太空情監偵能力,不但可從太空全天候監視敵人動向,更能精準導引其飛彈或無人武器之攻擊,並進行反導彈或反衛星操作等。此外,太空站的機械手臂不但具有視覺辨識和人工智慧能力,還可依常駐人員之指揮,即時採取任何行動。換言之,「天宮」太空站可能在太空中實現「人機協同」(真人與具人工智慧之機械合作),更增加各國太空軍事安全之隱憂。
參、趨勢研判
一、太空站成為中共後續太空計劃之中繼站
依據《2021中國的航天》白皮書,「天宮」太空站完成建造之後,中共還規劃了載人登月、火星採樣返回、木星探測、近地小行星採樣、彗星探測、太陽系邊際探測等工程。這些都需要以「天宮」太空站為中繼站,特別是中共打算與俄羅斯合作建造「國際月球科研站」,其難度比太空站建設更高,過程也更需要太空站居間支援。此外,如前已述,神舟14號3名太空人進駐太空站之後,今年底將首次迎接神舟15號下梯次3名太空人到訪並進行在軌輪班交接,換言之,太空站未來還可能成為中共太空商業旅遊的必訪景點之一。
二、中共以太空科學實驗平台做為外交利器
如前已述,「天宮」太空站之主要目標是成為中共國家級太空實驗室和國際太空科技合作平台。「天和」核心艙內部設置了無容器材料科學實驗櫃、高微重力科學實驗櫃兩個大型研究設備,可進行先進材料和流體動力學等領域之太空實驗。[6] 「問天」實驗艙主要進行太空生命科學研究,「夢天」實驗艙則進行微重力科學研究。[7] 再加上,現行國際太空站(ISS, International Space Station)自1998年完成建造以來已運作超過30年,在其退役後(預計2031年)到新太空站完成之前,「天宮」太空站將成為近地軌道唯一運行的太空站,因此,許多國家的太空科學研究者都密切關注中共太空站之進展。中共也一再地宣稱將和平利用太空,並已針對9項研究課題,向17個國家相關專家發出邀請,獲得不少積極的迴響。[8] 換言之,「天宮」太空站建造完成之後,中國可利用此太空站,和其他先進國家建立太空科學實驗和技術驗證之合作關係,一方面獲得太空基礎科學研究之最新趨勢,一方面建立太空科學領域的國際合作關係。
三、太空站之後續維持和營運需要大量資金
太空站之建造和維持是金額龐大的投資,不僅展現其科技力、軍事力,也需要經濟力、社會力等為後盾。中國太空站之規格雖然比國際太空站小且輕(附表),但是其每年花費在太空計劃之預算相當可觀,2003年為20億人民幣,至2016年已超過100億人民幣。若以世界主要國家2020-2021年太空計劃之政府支出來看,中國(110.3億美元)也僅居於美國之後(540.9億美元),排名第二。[9] 雖然中國自2016年起開放民營企業參與航太領域之研發生產,[10] 但其前提是中國經濟必須能夠長期保持高度成長。另一方面,中共航天技術研發和產品製造,主要掌握在兩大央企級軍工集團「中國航天科技集團」和「中國航天科工集團」手中。特別是「航天科技集團」,幾乎包辦運載火箭、太空站、載人和貨運太空船之設計製造和系統整合。在中共「國進民退」「共同富裕」的政策指導下,「軍轉民」能否順利進展,恐怕還在未定之天。最近,中國開始致力於商業航天發展,如:太空站利用、火箭發射、衛星服務等,但是如果市場不夠成熟,中共很可能步舊蘇聯之後塵,因亟欲在太空競賽中勝出而最後落得民窮財盡。
附表、中共「天宮」太空站與國際太空站(ISS)基本資料之比較
資料來源:王綉雯整理自公開資訊。
[1]〈《焦點訪談》 20220605 太空三人組 出差造“天宮”〉,《央視網》,2022年06月05日,https://reurl.cc/0pqYQ6;〈10年內普通人也能進空間站?楊利偉:不是技術問題〉,《新浪新聞》,2022年3月6日,https://reurl.cc/RrVa8G;〈航太科技集團發布《中國航太科技活動藍皮書(2021年)》,《中國航太科技集團》,2022年2月11日,https://reurl.cc/n13WXn。
[2] 〈中國空間站建設這些看點值得期待(築夢“太空之家”——中國空間站建設記),《人民網》,2022年4月21日,http://finance.people.com.cn/BIG5/n1/2022/0421/c1004-32404822.html。
[3]〈現場畫面!神舟十四號載人飛船與天和核心艙完成自主快速交會對接 | CCTV中文國際〉,Youtube,,2022年6月6日,https://www.youtube.com/watch?v=eSH1BV1OgKs。div>
[4]「天和」核心艙配有大型機械手臂,而「問天」實驗艙則配有同型較小之機械手臂。
[5]〈揭秘核心艙機械臂:百變金剛“中國臂”〉,Youtube,,2021年7月4日,https://www.youtube.com/watch?v=EpFkHyl1NS0。
[6]《中國航天科技活動藍皮書(2021年)》,《中國航天科技集團》,頁10。
[7]〈神舟十四號用成功向祖國報告〉,《中國共產黨新聞網》,2022年6月6日,http://cpc.people.com.cn/BIG5/n1/2022/0606/c444438-32439117.html。
[8]這17個國家為:德國、法國、義大利、西班牙、荷蘭、比利時、瑞士、波蘭、挪威、俄羅斯、印度、日本、墨西哥、秘魯、沙烏地阿拉伯、肯亞,以及中國。
[9]“Government Expenditure on Space Programs in 2020 and 2021, by Major Country,” Statista, January 2022, https://reurl.cc/ZAoxK3
[10]如:「藍箭航天」「星際榮耀」等民間企業」發射自主研發之商用火箭或衛星進入地球軌道。