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第六期 ,其他  2011年7月1日

深宇宙的行星探测才是日本应有的国际贡献

国产机器人的开发制造愈发困难重重

第二次世界大战后,将科学技术作为立国之本的日本,在宇宙开发领域,其发展前景并不容乐观。也就是说,如果现在不从根本上重新审视宇宙领域的开发战略,日本恐怕会沦落为”二流国家”。事实上,火箭和卫星等国内宇宙机械产业的从业人数,1995年达到最高点后一直呈下降趋势,近几年大约有50多家公司退出市场,这使得H-Ⅱ火箭的开发、制造(如开发制造必需的零件难以采购等)出现了很多困难。基本上全部使用国产零件,并且在国内的开发体制下发射火箭及卫星等,我们一直将这种能力称作”向宇宙自由进发的能力””能够活动的能力”,但是,日本的这种能力,正在急速的消失。

本来所谓宇宙航天的市场,就是以需要高科技宇宙机械产业为支柱,其周边产业,有宇宙航天服务行业以及宇宙航天关联的民生机械产业、用户产业群等诸多产业组成的较为广泛的产业构造(参考左页图)。日本的宇宙产业,以其拥有约7兆日元(2008年度∕社团法人日本航空宇宙工业会调查)的整体规模而著称。其中,宇宙机械产业的规模为2,591亿日元(同前),而政府需求占九成以上。

这样一个由政府需求所支撑的宇宙机械产业结构,在美国以及中国等国家也是同样的情况。但是,如果同美国相比较的话,日本的预算为美国航空预算的十分之一以下,并且由于近年来严峻的财政情况,甚至维持预算现状也变得困难起来。也就是说,只能依靠政府需求的国内宇宙机械产业每况愈下的现状是不言而喻的。并且,在日本的情况下,政府需求还未成为民众需求的诱因,这是一个很大的问题。日本宇宙机械产业的出发点,是以研究开发为主要目的,将其与民间的商业联系在一起的想法属于预料之外。

但是,所谓的”科学技术”本来就是与经济领域联系在一起,而且必定与国民的利益息息相关。笔者认为,宇宙航天技术方面也应该不例外。另外一方面,”科学(纯科学)”是以有利于揭秘自然为目的,很多情况下并非一定与经济学上的所谓利益挂钩。在日本,”科学技术”和”科学”的概念经常被混淆,但是,两者本身是截然不同的概念。

载人飞行计划真的有必要吗?

假设,所谓”科学技术”,其原则在于能够为国民带来利益,关于宇宙实际利用的技术开发,对于其投入费用和其相对应效果的严格审查是非常有必要的。例如,中国、印度以发扬国威为目的,频繁尝试载人航天飞行。但对于日本而言,还没有到达支付庞大的资金来进行载人航天计划的程度。2010年8月,在文部科学省的宇宙开发委员会上,突然公开发表了日本版载人宇宙飞船的开发计划,并且按照计划预计将花费1兆日元以上的费用。鉴于日本每年的与宇宙相关的预算大约在3,390亿日元(2010年度),这大概是一个不太现实的话题。

日本的载人计划的实际状态,只是以努力将日本的宇航员送上美国主导的国际宇宙航天站(的日本设施)为目的。与花费了20多年的时间、约1兆日元的国家经费的投入相比,其相对的技术性成果却显得很少,当然其科学性的发现也几乎没有。也许是因为在乎舆论的批判,文部科学省将日本的载人航天计划的目的解释为”宇宙外交”,那归根结底也只不过是面向美国摆出的姿态,根本称不上是国际贡献。

笔者认为,不如索性将载人航天计划取消。那样一来,每年大约就可以腾出多达400亿日元的预算。可以将这多出的400多亿日元用于诱导民间投资。例如,日本的卫星广播公司为什么不使用国产的火箭,这只是单纯的经费问题。H-ⅡA火箭的发射费用是90亿日元,另外一方面,假设ESA(欧洲宇宙开发机构)的亚里安火箭需要花费70亿日元的话,那么大家都不考虑使用国产火箭是理所当然的。但有一种方法,就是两者之间的差额款由国家提供补贴来弥补。不仅仅是政府卫星,如果商业卫星也使用火箭来发射的话,这与维持大家所担心的技术也是有着联系的吧。

另外,为了这一目的,关于火箭发射场的问题也应该仔细考虑。仅仅靠现在的种子岛是非常不够的。只要发射场不局限在日本本国领土的话,可以考虑靠近赤道的圣诞岛(澳大利亚领地)等等,可以从取消载人飞行计划的预算资金当中拨款。这可以推进国产火箭的发射能力迅速提高,JAXA(日本宇宙航空研究开发机构)和从事火箭制造的相关企业,一定都会非常的欢迎。或者,如果要更有效地使用预算资金,还可以借用印度的火箭发射场地。作为加深与印度的”宇宙外交”重要的一环,也应该是非常有效的。

Graph : Deep Cosmic Planetary Exploration

“无为而治”――民主党政治的责任

如果将关于宇宙相关预算经费如此大胆地进行”选择和集中”的话,再现日本的”向宇宙自由进发的能力””能够活动的能力”,其可能性非常之大。为此,首先必须将日本的现行体制进行改革。在日本现行体制下,首先由与宇宙利用相关的各省厅分别申请预算,再由政府七拼八凑地汇总后执行政策及预算。用更加现实一点的话来说,日本的宇宙政策,相关预算大约3,390亿日元中约1,854亿日元,也就是一半以上,实际上是依据文部科学省的意向来决定的。并且文部科学省历年的概算要求,只不过是从其管辖下的JAXA的各部门搜集”意见”,变成了一种既得权限。笔者认为,这并不能反映应有的日本宇宙战略。

正如前面所说,在科学技术造福国民这一原则的基础上,将哪个领域作为重点进行预算支配的这一先后顺序的判断,应该在内阁强力的领导之下,自上而下进行决定。这与依据研究者某项研究的需要,自下而上地申请预算是明显不同的。从这一意义上讲,由于从2009年9月,打着”政治主导”旗号的民主党开始上台执政,所以大家都期待着,至今为止一直被文部科学省的意向所支配的宇宙相关预算的存在方式能够得到根本的改变。

当时,我被时任宇宙开发大臣的前原诚司先生召见,他说”老师,请您按照自己的意愿来做”。因此,我担任了”关于今后宇宙政策的存在方式学者会议”的主席。并且进行了一些具体的提案,包括以实际的技术利用为主线的研究开发模式,为了寻求提高日本的宇宙政策透明性以及决议和预算执行的一元化,设置以内阁府为基础、横跨各省厅订立国家战略立案的”宇宙厅”(暂定名称)。

这个”学者会议”于2010年8月解散,一部分成员移至宇宙开发战略总部(本部长:内阁总理大臣)的咨询机构,宇宙开发战略专门调查会,继续进行其相关活动。但是之后,宇宙开发负责大臣由前原先生变为江田万里先生、再变为玄叶光一郎先生等,其在位时间都较短,在这期间,别说是推进”政治主导”,就连宇宙开发本身愈发停滞不前。照这样下去,日本在宇宙开发领域堕落为”二流国家”的恐惧将变为现实。有如此担忧的笔者认为,现今是”最后的机会”。所以,以今年7月左右为目标,正在总结日本应有的宇宙战略,并考虑将这个中间报告递交政府。但是,就目前的政局而言,期待依据”政治主导”来进行日本宇宙开发的重组,几乎是一个幻想。对于日本的宇宙战略而言,面临这样一个重要的分岔点,政治家”无为而治”或者”没有作为”,会受到后人怎样的评价呢?

“日本的强项”在哪里?

在目前的状况下,假设立足于当今日本的”强项”来构思宇宙战略的话,那么有哪些事可做呢。我想说说我的观点。

本来,日本的宇宙技术在世界范围内处于一个怎样的程度呢?这需要客观的评价。依据美国的调查公司Futron统计,2008年日本在宇宙开发利用方面的竞争力,仅次于美国、欧洲、俄罗斯、中国、印度、加拿大,位居第7。可能认为”比预想要低”的人占多数。2008年制定了宇宙基本法,以及2009年制定了宇宙基本计划受到了一定关注,同年,日本的排名上升至第4位。尽管如此,日本的竞争力大致与中国、印度、加拿大并列,紧随之后的则是韩国。今后日本要想和欧美以及这些新兴国家并驾齐驱的话,至少需要现在预算规模的几倍。但是,鉴于目前的财政情况,谋求日本在这一领域的国际贡献和国威发扬,是否是一个现实的选择呢? 另一方面,从宇宙科学的领域来看,在包含深宇宙(深宇宙=地球重力圈外)的宇宙区域,拥有探查成绩的国家,目前只有美国、欧洲、俄罗斯以及日本4个国家(地区)。另外,俄罗斯最近仅仅发射了卫星,并未进行行星探测,实质上只有欧美进行了能够产生科学成果的探测。也就是说,在宇宙科学的领域,日本构成了世界三极中的一极。笔者认为,”日本的强项”正在于此。如何灵活运用这一强项,成为了今后的重要战略之一。

另外,说起行星探测,能够联想到从小行星ITOKAWA取回样本的”隼鹰号”的扣人心弦的活动。克服了重重困难,与装有样本的密封舱脱离后,自身在大气圈中完全燃烧,”隼鹰号”的这一举动,牵动了日本人的心弦。但是,”隼鹰号”的回归,借助于很多的幸运和一些偶然,只不过是一个”侥幸的使者”,从技术上而言,很难说是一个成功的案例。或许这就是恰当的评价吧。如果用一针见血的观点来看,假设”隼鹰号”在途中并未遇到任何意外事件,只是平安的返回地球的话,还会引起如此诸多的新闻关注吗? 实际上,即使是行星探测计划,日本发射的卫星,仅仅在”工学试验卫星”的定位延长线上,缺乏为什么发射,是否为了取样本等等一些明确的目的性。另外,从事这些研究的人材也没有完全培养起来,这也是现状之一。总而言之,日本已经掌握了深宇宙和地球之间往返的技术性手段和工具,但关于如何与”科学”探索相联系这一问题,还没有进行真正意义上的讨论。至今笔者仍然质疑,仅仅只是工学用试验的”隼鹰号”等一系列的研究计划上,政府就投入了100多亿日元的资金,但果真有那样的意义吗?

确认地球外生物存在的意义

那么,为什么日本要以深宇宙空间为目标呢?关于这一点,我想在这里重新阐明一下。

至今为止在”科学”领域,人类已经开拓了新的”知识”的地平线。进入20世纪之前,人类已经能够确认一些现象。从学问领域来讲,能够确认物理和化学在宇宙中成立。换一种说法,人类确定物理学和化学在宇宙中也具有普遍性。关于地学,至今范围只是到银河系,但也在不断地获得其”普遍性”。

另外一方面,生物学又怎么样呢?生物学以地球上的生物为研究对象,目前还未确认生物的全部,所以尚未形成放之宇宙范围而皆准的学问。从这个意义上来说,生物学仍然停留在”地球生物学”的水平,同物理学和化学相比,是”落后的学问”。

从理论上来说,笔者认为,不仅仅是地球,生命应该存在于大范围内。从20世纪末开始,在银河系中发现了实际上与地球类似的天体。之后,学者们努力在宇宙范围内研究和论述生命的分布和起源。2010年4月,我们在千叶工业大学设立的”行星探测研究中心”,也是其中的一环。

在太阳系中,被广为争论是否有生物存在的天体是火星(太阳系的第4大行星)、Europa(木星卫星的伽利略卫星之一)、Titan(土星最大的卫星)。其中,笔者最为关心的是火星。近几年,有报道说在火星上发现了甲烷。按地球上的规律,生成甲烷的细菌生成甲烷。

因此,火星上有生物存在的可能性是很高的。但是,火星上真的存在甲烷吗,即使存在,是一个怎样的结构呢,并不明白详细的信息。因此,笔者正在思考的是,加装附有发信装置的超小型甲烷分析机械,将其散布在火星表面。通过数据分析,来解明火星上的甲烷。如果日本能够开发这样的分析机械,那不仅限于国产的行星探测机,NASA(美国宇航局)和ESA的探测机,也会装载很多这样的分析机吧。另外一方面,日本也在计划,使用模拟火星环境的实验装置进行试验,检测在火星的环境下什么样的生命能够生存。

笔者认为,在金星上或许也会存在生物,将来计划在金星上进行探测。其最终的目标,则是拥有和地球类似大气层的Titan。通过这类对地球外生物的调查,生物学应该可以逐渐在宇宙范围内获得”普遍性”吧。

在宇宙范围内获得生物学的”普遍性”,也能够找到对人文科学一直以来设问的生命是何物,人类是何物,甚至”文明是何物”等等一些问题的解答。用笔者的话来讲,在”地球系统”中,创造了”人类圈”,生存在其中的是我们,这叫做”文明”。但是现在,我们正在面对的是环境以及人口、粮食等问题,一些足以撼动”文明”赖以存在的深刻问题。正因为此,现在重新审视”文明”的意义,是跨越国际的人类共同的课题。拥有深宇宙探测能力的日本,应该率先挑战这一课题。这是笔者视为理想的宇宙战略的根本。

现在,在日本只是进行行星探测器的发射,以及使用H-Ⅱ之类的巨型火箭,将重量近1吨的巨大的探测器送入宇宙空间等。并且这也只是几年一次的低频率,需要巨大的预算。我想要改变这种行星探测方法本身。为了弄清宇宙的”科学”,最好积累行星探测的业绩。将物体小型化的技术本来就是日本的特长。为了在宇宙开发领域做出真正的国际贡献,日本能够做的事情应该还有很多很多。

(译自《Voice》2011年5月号)[2011年5月]


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