2016年世界航天工业发展回顾

2017-2-4 11:25:22 0人评论 215次浏览 分类:新闻资讯

    2016年,主要航天国家制定航天发展战略与政策,积极推进航天产业和航天应用发展。运载火箭领域,主要航天国家提出研制新型低成本运载火箭计划;美俄积极推进重型运载火箭的研制;美国在重复使用运载火箭技术方面取得重大突破。卫星技术领域,美、俄、欧继续发展新型侦查卫星;持续发展微小卫星对地观测系统;通信卫星实现星间激光通信的业务应用;美、俄、欧、印的导航卫星系统建设取得进展。太空对抗领域,美俄积极开展太空态势感知、太空进攻与防御技术的研究。

  一、战略与管理

  1. 美国

  1月,美国家海洋与大气管理局(NOAA)发布《商业航天政策》,明确指出利用商业航天满足气象观测需求的背景、目标、用途、原则、措施以及管理机构。

  10月,美国白宫科技政策办公室发布“利用小卫星革命”倡议,推动政府与私营企业合作利用小卫星执行遥感、通信、科学与空间探索等任务。同月

  12月,美国防部公布修订版《国防部太空政策》,提出确保太空任务有效性的三个等级,明确航天力量与其他军事力量共同实施太空威慑和协同军事作战。

  2. 欧洲

  10月,欧盟委员会发布《欧洲航天战略》,提出推进航天应用、强化航天能力、确保航天自主、提升航天地位四大目标,强调深化欧洲航天政策一体化,壮大航天工业能力、抢占全球航天市场。

  11月,欧洲航天局11月正式发布“航天4.0概念”,并在12月召开的部长级航天会议上形成了“迈向航天4.0时代的欧洲航天一体化决议”。

  3. 俄罗斯

  3月,俄罗斯通过了《2016~2025航天发展未来十年规划》,拟为规划的实施投入1.4万亿卢布,并提出了未来俄罗斯航天发展的五大目标。

  二、航天运载器

  2016年,全球共进行了85次航天发射(不含亚轨道发射),其中俄罗斯19次、中国22次、美国22次、欧洲9次、印度7次、日本4次、以色列1次、朝鲜1次。另有3次航天发射失败或部分失败。

  1. 新型低成本运载火箭

  9月,美国蓝源公司启动“新格伦”(New Glenn)运载火箭的研制,计划2020年前实现首飞。该火箭包括二级和三级两种构型,不捆绑助推器。目前,蓝源公司正在研发大推力BE-4液氧/甲烷发动机,预计2017年初进行全尺寸发动机点火试验。

  9月,俄罗斯赫鲁尼切夫中心和国际发射服务公司宣布在现有的大型“质子”系列火箭基础上研制中型和小型“质子”号运载火箭,两型火箭分别将在2018年和2019年进行首飞,以全面覆盖各类商业卫星发射需求。中型“质子”号GTO运载能力为5吨,小型“质子”号GTO运载能力为3.6吨。

  2. 重型运载火箭

  为实现2018年“航天发射系统”(SLS)重型运载火箭首飞,美国继续推进火箭研制生产,其中火箭主芯级开始进行整体焊接装配、固体助推器完成全部点火测试、过渡型低温上面级进入样机测试阶段;火箭试车台主体、火箭尾部服务塔脐带等相关基础设施也已开展建设。

  8月,俄罗斯能源火箭航天集团2016年考虑以现有较成熟的RD-171液氧/煤油发动机和“能源”号重型火箭为基础,研制新的重型运载火箭。该重型火箭近地轨道运载能力将达120吨,必要时可改变火箭构型和提升发动机能力,将运载能力增至160吨,用于未来的载人登月计划。

  3. 重复使用运载火箭

  美国太空探索技术(SpaceX)公司的“猎鹰”-9火箭2016年成功完成4次海上回收,1次陆上回收。9月1日,SpaceX公司“猎鹰”-9 V1.2火箭搭载以色列AMOS-6卫星在卡纳维拉尔角空军基地进行静态点火试验时爆炸,星箭俱毁。火箭在加注燃料时,第二级的液氧贮箱内氦气瓶发生泄漏导致贮箱爆炸。此次事故使SpaceX公司后续发射计划推迟。

  美国蓝源公司1月成功完成了“新谢泼德”亚轨道试验飞行器火箭助推器的地面垂直回收试验,此次试验采用2015年11月试验中成功回收的火箭助推器,首次实现了同一枚液体火箭助推器的重复使用。

  印度空间研究组织(ISRO)5月23日成功进行了“重复使用运载器技术验证器”(RLV-TD)无动力飞行试验。试验中,RLV-TD采用单级HS-9固体火箭垂直发射,约90秒内达到马赫数5.2的最大速度。

  三、航天器

  2016年底,全球在轨卫星数量达到1385颗,比2015年增长约7%。

  1. 侦察监视卫星

  (1)美国

  2月,美国家侦察局(NRO)发射了1颗“未来成像体系-雷达”(FIA-Radar)卫星。该卫星编号为USA-267,是“未来成像体系-雷达”系列的第四颗卫星,发射重量约3300千克。

  6月,NRO又发射了1颗地球静止轨道电子侦察卫星。该卫星编号为USA-268,是美国现役“顾问”(Mentor)或者“先进猎户座”(Advanced Orion)系列的第7颗卫星。

  (2)俄罗斯

  3月,俄罗斯“猎豹”-M2(Bars-M2)光学测绘卫星成功发射。该卫星编号为“宇宙”-2515,装有双线阵立体测绘相机,分辨率约为1.1米,设计寿命为5年。

  6月,俄罗斯第二颗GEO-IK-2(编号为“宇宙”-2517)卫星由“轰鸣”号运载火箭从普列谢茨克航天发射场成功发射。GEO-IK-2系列卫星发射质量约900千克,设计寿命约5年。

  (3)其他国家

  6月,印度“制图卫星”-2C(Cartosat-2C)新型光学成像卫星由“极轨卫星运载火箭”(PSLV)成功发射。该卫星是第四颗“制图卫星”-2系列卫星,发射质量为727千克,功率为986瓦。

  9月,以色列发射“地平线”-11(Ofeq-11)卫星。该卫星由以色列宇航工业公司(IAI)研制,分辨率可优于0.5米,发射质量约为300千克。“地平线”-11卫星的部署将推动以色列侦察监视卫星的更新换代。

  9月,秘鲁发射首颗侦察监视卫星“秘鲁卫星”-1(PeruSat-1)。该卫星空间分辨率为0.7米,由欧洲空客防务与航天公司研制,采用AstroBus-300平台,发射质量为430千克,设计寿命为10年。

  2. 通信卫星

  (1)美国

  7月,NRO发射新一代“卫星数据系统”(SDS)的首颗卫星,编号为USA-269。“卫星数据系统”是国家侦察局运行的军用数据中继卫星,可部署在地球静止轨道或者“闪电”大椭圆轨道,用于向美国本土及时回传侦察监视数据。

  (2)欧洲

  1月,欧洲航天局成功发射“欧洲数据中继系统”(EDRS)的首个实用载荷EDRS-A。该载荷可使星间数据传输速率提高一倍达到1.8吉比特/秒,为低轨遥感卫星提供稳定的大容量数据实时中继服务。

  5月,德国军方将空客防务与航天公司提供的商业卫星通信服务延续到2023年。

  (3)其他国家

  6月,日本首颗军事通信卫星DSN-1在运输过程中损坏通信天线,导致发射推迟。

  6月,加拿大军方计划建设一个覆盖北极地区的通信卫星星座。该星座至少由2颗部署在大椭圆轨道的卫星组成,可实现对北极地区的24小时通信能力。

  3. 预警卫星

  9月,美空军推迟发射第三颗“天基红外系统”地球静止轨道卫星(SBIRS GEO-3)。该卫星原计划在10月3日发射,目前推迟到2017年初。

  8月,“天基红外系统”的新型地面运行控制系统“增量2”完成集成测试和评估(IT&E)阶段工作,测试了系统成熟度,将进入作战效能评估(OUE)阶段。

  7月,美空军在科罗拉多州设立红外数据利用实验室,首次向政府民用机构、工业界、大学等提供“天基红外系统”卫星红外数据,以支持拓展新的军事和民用用途。

  4. 导航卫星

  (1)美国

  2月,美国发射第12颗GPS-2F卫星,实现全部GPS-2F卫星部署,GPS现代化改进计划完成第二阶段任务。

  5月,美空军分别授予波音、洛马和诺格公司生产就绪度可行性评估合同,演示验证建造下一批GPS-3卫星的能力。美空军此次提出要采用弹性设计建造未来GPS-3卫星,设计要求包括在轨重编程、在轨升级以及可增加新信号或新任务的能力。首颗卫星预计不早于2017年8月发射。

  (2)俄罗斯

  2月和5月,俄罗斯相继发射两颗“格洛纳斯”-M卫星。卫星质量1415千克,设计寿命7年。该型卫星改进了星钟和天线部分,携带三台稳定性达到1×10-13的铯原子钟,天线等效全向辐射功率为25~27分贝瓦,并在L2频段增加1个频分多址(FDMA)民用信号,播发4个导航信号。

  2月,俄罗斯第三代导航卫星“格洛纳斯”(GLONASS)-K首颗业务星正式服役。“格洛纳斯”-K1采用全新设计,卫星重量995千克,设计寿命提高到10~12年,增加首个码分多址(CDMA)民用信号L3OC,星载时钟稳定度更高。

  3月,俄罗斯航天国家公司开始向国防部移交“格洛纳斯”地面系统的控制权。 “格洛纳斯”系统2016年在巴西境内新增了2个地面运行控制站。此外,2016年俄罗斯还完成了一座位于尼加拉瓜的“格洛纳斯”地面测量站建设。

  (3)欧洲

  5月和11月,欧洲先后成功发射两批共6颗“伽利略”全面运行能力卫星,使在轨卫星达到18颗(包括4颗在轨验证卫星),实现初始运行能力。

  6月,欧盟决定在欧洲航天研究与技术中心(ESTEC)附近建立一个“伽利略”参考中心(GRC)。该“伽利略”参考中心将由欧洲全球导航卫星系统管理局(GSA)进行管理,用于监测和评估“伽利略”系统的服务质量,将与GSA、欧洲航天局以及其他“伽利略”系统设施独立运行,预计2017年完成核心设施建设,并提供初始服务。

  (4)印度

  4月,印度成功发射“印度区域导航卫星系统”(IRNSS)系列的第7颗卫星,完成了系统空间段部署,使印度成为全球第4个拥有自主卫星导航能力的国家。

  5. 环境监测卫星

  (1)美国

  11月,美数字全球公司成功发射“世界观测”-4(WorldView-4)高分辨率商业遥感卫星。该卫星是数字全球公司第二颗0.3米量级分辨率的光学成像卫星,全色图像分辨率为0.31 米,多光谱图像分辨率为1.24 米,重访周期约为1 天。

  11月,美国“静止轨道业务环境卫星”(GOES)R系列的首颗卫星搭乘“宇宙神”-5运载火箭发射升空。GOES-R卫星也是首颗搭载闪电测绘仪的地球静止轨道卫星,能够以200张/秒的速率探测天空云层内和云地之间的闪电,为极端天气提供更多的预警时间。

  (2)俄罗斯

  3月,俄罗斯发射“资源”-P3(Resurs-P3)光学成像卫星。该卫星发射质量约5920千克,设计寿命为5年,可用于农业、渔业、林业和气象等机构。卫星有效载荷包括Geoton-2高分辨率相机、宽覆盖多光谱载荷和高光谱载荷,其全色分辨率可达到1米,多光谱分辨率为4米,成像幅宽为38千米。

  (3)欧洲

  2月和4月,ESA相继发射两颗“哨兵”(Sentinel)卫星,分别是“哨兵”-3A卫星和“哨兵”-1B卫星。 “哨兵”-3A卫星用于全球海洋与陆地监测,可获取全球地表图像和温度数据,海洋和陆地区域的空间分辨率分别为1.2千米和300米以及全球海平面高度数据。

  1月,法国和美国联合研制的“贾森”-3(Jason-3)卫星由“猎鹰”-9运载火箭成功发射。“贾森”-3卫星搭载了“海神”-3B(Poseidon-3B)雷达高度计、微波辐射计等探测设备。

  9月,空客防务与航天公司宣布将自主投资建造一个由4颗光学卫星组成的卫星星座,并计划在2020年和2021年发射,用于接替目前在轨运行的“昴宿星”(Pleiades)星座。

  (4)日本

  11月,日本使用H-2A运载火箭将“向日葵”-9(Himawari-9)地球静止轨道气象卫星发射入轨。该型卫星由三菱电机公司研制,采用DS-2000平台,发射质量为3500千克,设计寿命为15年。

  (5)其他国家

  9月,印度发射“印度国家卫星”-3DR(INSAT-3DR)气象卫星入轨。该卫星是“印度国家卫星”-3D的替代卫星,由印度空间研究组织(ISRO)研制和运行,采用I-2K平台,发射质量为2211千克,功率为1700瓦,设计寿命为10年。

  3月,菲律宾首颗对地观测卫星“迪瓦塔”-1(Diwata-1)由美国“天鹅座”货运飞船送入国际空间站,4月通过国际空间站“希望”号实验舱释放。卫星发射质量50千克,搭载4个对地观测载荷。

  四、太空对抗

  1. 太空态势感知

  (1)美国

  1月,S波段“太空篱笆”太空监视雷达样机在测试中跟踪到首批太空目标,预计2018年可获得初始运行能力,2022年具备全面运行能力。

  7月,DARPA融合多源数据的“轨道展望”项目已完成对7个太空态势感知数据提供者实时数据的集成,整合了全球100多个传感器。

  8月,美空军两颗GSSAP卫星发射升空,将与先期入轨的两颗GSSAP在轨组网。卫星体积小,单星质量600千克,星上安装有光电传感器。

  10月,DARPA向美空军转交了新一代地基光学“太空监视望远镜”的控制权。按计划,SST将迁移到西澳大利部署,预计2020年获得初始运行能力。

  (2)俄罗斯

  5月,新一代“沃罗涅日”预警雷达叶尼塞市雷达站正式建成,投入试运行;6月,西伯利亚乌索利耶市雷达站投入使用。

  6月,俄科学家研制出可探测太空碎片的大尺寸镜头。新研制的镜头是俄罗斯光电系统的主要组成部分,其透镜直径约800毫米,可发现并测量近地太空碎片运动参数。俄罗斯计划于2016年底将镜头安装到巴西的OPD天文台。

  2. 太空攻防对抗

  (1)美国

  按照空军2017财年预算申请,在空间对抗系统项目下,美军继续推进通信对抗系统(CCS)预规划产品改进(P3I)子项目,继续研发、集成并测试Block 10 P3I项目增量-2(CCS 10.2);继续开展进攻性空间对抗(OCS)指挥与控制子项目,在交付了螺旋4能力基础上,2017财年持续开展螺旋5研发,包括未来系统。

  在美国空军2017财年预算中,“空间安全与防御计划”(SSDP)虽然继续推进“威胁减缓防护与行动”、“战略防护行动及产品”、“卫星通信弹性增强”三个子项目,但不再增加额外的经费,转而为新设的“空间防护与生存性”子项目投入3200多万美元。

  (2)俄罗斯

  5月25日,俄罗斯实施一次“努多利”直接上升式反卫星导弹飞行测试。测试用的“努多利”导弹从莫斯科以北500千米处的普列谢茨克试验场发射,美国间谍卫星监测到了此次测试,并推断“测试看上去取得了成功”。据悉,俄官方媒体过去曾提到,“努多利”项目是“俄罗斯新的远程导弹防御和空间防御拦截综合体”。

  7月12日,俄罗斯科学院高温联合研究所研发的电磁导轨炮在训练靶场进行首次公开试射。试验中,重2克的弹丸以3.2千米/秒的速度发射,随后两个紧固销从设备脱离。俄罗斯科学院院长表示,导轨炮任务的目标是:使系统产生极高压力并用其研究宇宙如何形成;防御空间碎片、陨石、彗星等高速太空物体对航天器和地球造成的威胁;将卫星送入地球轨道。

  9月,俄罗斯准备重新试验高功率机载激光器,目标是摧毁近地轨道侦察卫星。本次项目重启后,将以改进型A-60战斗机作为新一代激光武器的载机。

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