我国航天技术的直接经济效益

【摘 要】分析研究了我国运载火箭的经济效益;阐述了卫星应用所开创的新领域;详细论述了卫星技术在国民经济建设诸多领域中所发挥的重大作用。

一、运载火箭的社会和经济效益分析

运载火箭技术是一项军民两用技术。从1970年4月24日长征1号火箭将东方红1号卫星送入太空,到1998年3月26日长征2号丙改进型火箭圆满地发射美国摩托罗拉公司制造的铱星,我国的长征系列火箭用28年的时间走完了50次发射的风雨历程,形成了具有近地轨道运载能力8.8吨、太阳同步轨道运载能力2吨、地球同步转移轨道运载能力约5吨的长征系列运载火箭。

我国发展运载火箭的社会效益主要表现在对综合国力和国际地位的提高方面。东方红1号卫星的成功发射,使中国成为继苏、美、法、日之后第5个有能力用自制运载火箭发射人造卫星的国家。独立自主地发展我国的运载火箭技术对提高我国在世界上的威望和地位做出了巨大贡献。而运载火箭在国民经济建设中的作用及取得的经济效益也是十分显著的。运载火箭的直接经济效益主要体现在以下几方面:

1.节省发射费用

应用卫星技术的发展促进了对航天运载服务的需求。预计到2000年,中国运载火箭对国内外卫星的发射任务可达60次左右,其中,国内卫星的发射需求占1/2,仅此一项就可为国家节省大量的发射费用。

与长征4号运载火箭能力相当、可用于发射类似风云1号卫星的国外运载火箭有美国的宇宙神F和德尔它系列、法国的阿里安1,其发射费用分别为 4400万美元、3900万美元和3000万美元。若我国的风云1号卫星采用国外最便宜的阿里安1火箭发射,其发射经费折合人民币17160万元(按 1988年汇率计算)。这个数字相当于研制长征4号运载火箭外加两枚飞行火箭在内的全部费用。用中国自己研制的运载火箭发射卫星的费用只相当于国外同类运载火箭的22%,因此采用自己的运载火箭为国家节省了大量外汇。

2.对外发射服务

1985年,我国政府批准长征系列运载火箭走向商业发射。1990年4月,长征3号火箭首次成功地为亚洲卫星公司发射了由美国休斯公司制造的亚洲1号卫星。截止1998年8月,长征火箭已实施了16次商业卫星发射,并为法国、德国进行了5次微重力试验和应用搭载飞行,向世界展示了中国发射服务的实力,使中国成为继美国、法国之后的第三个进入国际发射服务市场的国家,在航天发射市场占有一席之地。尽管我国发射服务价格比国际市场同类服务的价格低 15%,但发射服务的收益还是相当高的。以长征3号火箭发射亚洲1号卫星为例,其发射费用约为2500万～3000万美元,折合人民币14300 万～17160万元(按1988年汇率计算),而长征3号火箭的生产费用和发射勤务费用合计为5000万元,可见,经济效益相当显著。

二、应用卫星开创了前所未有的新领域

通信卫星是目前航天技术应用最广泛、最重要、商业化程度最高的领域。由于卫星通信的开发和应用成本仅为微波通信成本的43%,因此20多年来,卫星通信系统业务量每年以15%～20%的速度增长,形成了一个广阔的市常例如:内蒙古自治区原计划投资十几个亿,用5～8年的时间架设微波中继线,以解决电视收看问题。而采用卫星电视接收站后仅投资300万～400万元,约用两年时间就实现了全区电视覆盖。即使把卫星费用列入,总投资也只有1000万元。由此可见,卫星通信在全国所取得的效益十分显著。

我国的卫星通信工作起步于70年代初。1984年,中国成功地发射了地球静止轨道通信卫星,卫星通信工程的地面建设也随之展开,使卫星通信得到广泛应用。截止到1994年,全国已开通8100条邮电卫星通信线路、11条卫星电视线路和30条广播线路,承担中央及盛市的电视、广播、教育电视以及全国与境外接轨的公众通信、金融、水电、能源、交通、公安等国家部门的专用通信。利用已经发射的通信广播卫星,开通了数字和模拟电话、电视和广播节目的传送、图片文字传真、数据报表传输、电视教育等应用项目。卫星通信系统已成为国家信息体系中的新生力量和重要组成部分,使我国新疆、西藏、青海、云南等边远地区、山区和海防、边防地区的数亿人民收看到了中央电视台的节目,初步改变了我国边远地区通信、广播、电视传播的落后状况。目前,全国已建成3万多个卫星接收站,电视覆盖率达到80%。由于通信卫星的应用,直接推动了电视、广播、教育、邮电等业务的飞速发展,其经济和社会效益巨大。从市场需求看,卫星(在轨)资源的紧缺是今后通信卫星市场竞争激烈的根本原因。特别是在公众通信方面,如果用卫星解决全国通信量的3%～4%,需用3～4颗具有24个转发器的通信卫星,再加上轨道备份,国内通信就需要4～5颗 24个转发器的通信卫星在轨服务。我国在2010年前干线宽带业务将有巨大的发展。初步测算,如果整个国家的通信业务有1%～2%由卫星通信实现,则在 2010年前后,要发射15～20颗相当于东方红3号容量的卫星才能满足市场的需求。所以说,卫星通信市场蕴藏着巨大的潜力。这也正是世界发达国家的卫星制造商在中国频繁活动的原因。中央电视台的C频段卫星电视广播所取得的巨大社会效益和经济效益就是一个例证。

在全球通信一体化的进程中,真正的信息高速公路应是以光纤、卫星通信和广播链路相结合构成的立体空间电子通信骨干网络。卫星技术在信息高速公路中不仅担负着空间通信的硬件作用,还由于其自身就是独特的信息源,也是信息高速公路的信息数据库的重要组成部分。卫星的应用促进了广播电视、远距离通信、导航定位等学科的科学研究,开创了卫星通信、卫星广播、卫星气象、卫星导航、卫星侦察、卫星勘探和空间研究等前所未有的新领域,发挥了传统方式无法或难以达到的效益和作用。

三、卫星技术在国民经济建设中发挥了重大作用

1974年至今,我国已成功地回收了16颗遥感卫星,送回的大量宝贵的空间遥感资料,广泛应用于我国地质、海洋、农林、考古、环保、铁道、公路和军事等部门,收到了一次发射,多方受益的效果,社会和经济效益巨大。我国利用返回式卫星进行的微重力试验,获得22项材料加工和103项生物实验成果。可以说,卫星遥感技术在国民经济各个领域的应用硕果累累。

1.航天技术在农业育种工程中的应用

中国有句古话:民以食为天。解决12亿人口的吃饭问题是关系国计民生的大事。我国的可耕地面积不断减少,而人口却以每年1400万的速度增加着,农业发展形势严竣。向太空要效益,通过空间育种使粮食增产,是解决我国米袋子和菜篮子的有效途径。从1987年到1994年,我国成功地利用返回式卫星进行了7次共51类农作物、300多个品种的种子搭载试验,经过太空育种专家8年的地面育种试验,证明经过太空处理的种子,能够产生有益的遗传变异,取得了显著的增产效果。如经过空间育种的水稻穗大粒大,比未经空间处理的种子增产20%左右。小麦种子在秆高、品质等性状上产生了很多变化,获得了矮杆、丰产和早熟的优良后代。西红柿种子种植后长势旺盛,果实增多,抗病虫害。青椒种子已培育出一种高产、优质、抗病能力强的新品系,单果平均重量从 90克提高到160克,亩产与太空育种前相比增加25%～30%,已在黑龙江等地推广种植了5000余亩。专家一致认为:利用宇宙空间的微重力、高真空、超洁净、强辐射和大温差等地面不具备的独特条件进行育种,具有使种子产生有益变异多、变幅大和性状稳定快等地面无法实现的优势,可以培育出高产优质、早熟和抗病的良种。因此,利用空间技术育种是解决粮食、蔬菜增产和发展精益农业的很有希望的途径。九五期间,我国将利用长征火箭发射一颗农业育种卫星,将选择12类、170个品种进行种子选育和种植试验。

2.海洋资源卫星在海洋观测中的应用

中国有300多万平方公里的海域面积,相当于陆地面积的1/3。开发、利用和保护海洋资源是实现中国经济可持续发展的重要内容。经专家计算, 应用海洋资源卫星对台风和灾害海况监测预报将使中国每年减少损失22.5亿元。在实现对海洋油气开发与矿藏资源开发的海洋预报中,每年得益1亿～1.6亿元;在指导海洋捕渔业和养殖业生产中,可使渔业成本下降,捕鱼量增加,每年得益14亿～18亿元;在指导中国1000艘远洋船选择最佳航线方面,年得益 1.4亿元。总之,海洋资源卫星与卫星海洋观测事业的发展,净增经济效益40亿元,其投入与产出之比惟1∶14。此外,应用海洋资源卫星绘制的南沙群岛海域北部影像海图,结束了我国一直依赖于1984年美国版海图的局面,并纠正了美国版海图的错误,为南沙资源的开发和国防建设发挥了重要作用。

3.卫星遥感技术在土壤侵蚀监测中的应用

1991年,我国的水土流失面积达367万平方公里,造成耕地破坏、农作物减产。水利部利用560张卫星遥感资料对全国水土流失进行分析, 编制了1∶500000解译图,按成因、侵蚀强度、危害程度分类,分别量算了面积,为国家有关部门提供服务。1993年,又先后对山西三江河流域、延安地区、永定河上游等土壤侵蚀进行了调查,编制了1∶500000的土壤侵蚀图。并且,利用卫星和航拍技术相结合,调查了黑龙江13个规划水库、41个比较水位和5个设计洪水位下的淹没损失,在短时间内完成了沿江森林、沼泽等恶劣地域和中苏双方境内的调查,为中央决策机构提供了重要资料。此外,利用遥感技术对黄河入海口地区进行了动态监测,调查了农作物播种面积;为南水北调西线工程选线提供了极大的方便,大大减少了野外作业时间,缩短了周期,仅此一项就比常规调查节省经费50万元。九五期间,还利用遥感技术对土地有效灌溉面积进行调查。

4.利用卫星遥感技术对农作物生长进行监测和估产

据1995年底的不完全统计,全国有30个省(自治区、直辖市)气象局建立了极轨气象卫星资料接收和处理系统,21个省(自治区、直辖市)气象局开展了应用气象卫星的作物遥感监测及估产研究。我国北方气象卫星监测冬小麦长势和估产的工作已进行了10年之久,根据卫星遥感实时监测作物生长状况,及时提供了宏观、准确的多种信息服务,并提前1～3个月作出产量和长势预测,其精确度达95%以上。仅北方冬小麦遥感监测与估产一项,年增收可达4亿元。

5.卫星通信在地震监测预报中的应用

我国是一个多地震国家,在地震预报方面已积累了大量的资料和经验。利用航天遥感技术进行短临地震预报,不仅可提高地震预报的准确性,而且也为地震学家提供了新的研究手段,为人类最终解决地震这个世界性难题做出了贡献。目前,全国已建立400个各类地震前兆观测点。1991年3月26日,山西大同发生5.8级地震,山西遥感所通过气象卫星监测到了地震前兆:地表面升温异常。此外,大型卫星通信站还是震后首先与外界恢复通信联络和数据传送的通信手段。

6.遥感技术在铁路勘测和国土普查中的应用

我国铁道部利用遥感图像对京九铁路进行了铁路勘测设计,并就黄淮洪泛对京九铁路的威胁进行预测,取得了预期的效果。在国土普查中,利用遥感拍摄的照片,对黄河入口、珠江三角洲等地区进行了开发规划。并在土地利用的动态监测中,清楚地发现非农业建设用地的真实变化,为基本农田保护和我国的国土资源管理发挥了重要作用。据专家介绍,过去用航测,需数百架飞机,年耗资2000多万元。利用卫星照片,一年可节省近2000万元,若每年普查一次,10年就节省2亿元。在评估城市建设规划方面,1988年国家地震局利用国土普查卫星照片,确认河北廊房地区地震烈度由原来的9级降为8级,从而使该地区能够引进项目349项,计划总投资153亿元,建成项目83项,创产值8.7亿元,建设面积1500万平方米,节约基建投资7200万元。

7.在地质普查测绘和森林植被调查中的应用

八五期间,我国在新增的30万平方公里1∶200000平面图的地质调查中均广泛采用了卫星遥感方法。截止1997年底,全国已完成1121幅1∶200000平面图区域的地质调查,基本实现了对应测地区的全面覆盖,其测绘周期短,收效快。在主要成矿远景区带的矿产勘查中,全国已完成近150万平方公里3705幅1∶50000平面图区域的地质调查,还进行了新疆区域的地质调查。首钢和长春地质学院合作, 在北京地区找到了7个成矿区,经实地勘测,完全确实。据有关部门统计,已开发的怀柔等铁矿场创造了1亿多元的经济效益。利用卫星拍摄的藏北高原照片,查出当前急需的铬矿,现已建成大矿区,年产铬矿石34万吨。在森林植被方面,利用遥感资料进行了森林植被调查和蓄积量测量,编制了1∶200000森林植被分布图,为林业规划生产提供了重要依据。此外,中国荒漠化监测中心使用多幅卫星遥感图像,监测了不同类型土地荒漠化的空间分布的发展趋势,为防治工程提供了可靠的基础资料。在时间和资金上均比常规调查节省1/3。

8.煤层勘测和考古研究

煤炭部利用遥感技术进行了鄂尔多斯地区聚煤规律及煤炭资源评价、锡林浩特胜利煤田矿区供水水文地质普查、酸雨调查和煤层自然监测。对我国三北地区国民经济发展和人类生态环境保护具有重要意义。

我国的空间遥感考古工作发展很快,已进行了长江下游空间遥感考古、丝绸之路古遗址分布与古地理演变研究、古城遥感研究和古水利遗址遥感研究等。

综上所述,应用卫星和卫星应用技术作为航天技术的一个重要组成部分,必将在我国的国民经济建设中发挥更大的作用,为人们带来更多的福音。