欒恩杰
一、國際航天發(fā)展現狀與趨勢
1、運載火箭
世界各國和地區(qū)已經研制了 80多種運載火箭，形成了30多個系列，可以適應不同軌道的發(fā)射任務。
*提升運載能力
主要航天國家在已有眾多大型運載火箭的情況下，繼續(xù)加大對運載火箭技術的投入，加快新型運載火箭的研制。一個主要趨勢是提高運載能力，最先進的運載火箭的近地軌道運載能力已超過 20噸，同步轉移軌道運載能力超過10噸。運載能力的大幅提升為大型衛(wèi)星、載人飛船、深空探測器和空間站的發(fā)射入軌提供了有力的保障，對于促進航天技術進步，促進人類航天活動領域的拓展有巨大的意義。
* 降低航天活動成本，提高可*性
隨著眾多新型號火箭的投入使用，國際商業(yè)發(fā)射市場競爭會更加激烈。在此形勢下，各國更加深刻地認識到降低發(fā)射成本、提高可*性的重要性。美國在 20世紀90年代開發(fā)德爾它4及宇宙神5火箭時，目標是將發(fā)射費用降低25～50％；歐洲阿里安5投入商業(yè)使用后，單位有效載荷的發(fā)射費用比阿里安44L降低了45%。除了采取專門技術降低發(fā)射成本之外，火箭性能的提高、可*性的增長本身也是降低成本的有效途徑。
* 一箭多星
隨著衛(wèi)星星座技術的發(fā)展和火箭運載能力的提高，一箭多星發(fā)射能力已成為運載火箭的一個重要性能指標。美國、俄羅斯和歐洲早已掌握了一箭多星發(fā)射技術并不斷發(fā)展提高，俄羅斯的質子火箭可以進行一箭6星發(fā)射，而歐洲的阿里安5火箭可以一箭8星發(fā)射。
* 時敏性要求
隨著用戶對運載火箭快速響應能力的要求越來越高，運載火箭的制造與發(fā)射面臨時敏性要求。時敏性，簡單來講是對時間的反應，對時間的感知。這個概念最早是個軍事作戰(zhàn)領域的概念，是美國在伊拉克戰(zhàn)爭期間提出的，現在其適用范圍已經大大拓展。在航天領域，就是以時間作為標志提出對航天工業(yè)、航天系統(tǒng)的要求。美國宇宙神運載火箭的制造周期從 1997年的4年多縮短到2003年的10個月。
2、衛(wèi)星
從 1957年到現在，全球共發(fā)射航天器5000余個，其中衛(wèi)星占90%以上。目前有600余顆在軌的通信衛(wèi)星、對地觀測衛(wèi)星、導航定位衛(wèi)星、科學衛(wèi)星和技術試驗衛(wèi)星。
* 發(fā)展大容量、長壽命應用衛(wèi)星，一星多用，多譜段觀測、探測
* 靜止軌道通信衛(wèi)星向大平臺、大功率、長壽命、多頻段方向發(fā)展。2004年7月18日，加
拿大阿尼克－ F2（Anik－F2）通信衛(wèi)星發(fā)射升空，是迄今為止人類制造和發(fā)射的最大的通信衛(wèi)星。衛(wèi)星采用波音－702型衛(wèi)星平臺，發(fā)射重量近6噸，設計壽命15年，功率16千瓦，裝載了94臺轉發(fā)器，包括C、Ku和Ka波段。美國空間系統(tǒng)/勞拉公司正在開發(fā)名為"20.20"的下一代地球靜止軌道通信衛(wèi)星平臺，是一種大容量、高功率的巨型衛(wèi)星平臺，可攜帶150臺以上的轉發(fā)器，功率在20kw以上。
* 遙感衛(wèi)星向一星多用、多譜段觀測、探測方向發(fā)展。即由一顆衛(wèi)星同時完成氣象觀測、海洋觀測、資源探測、災害預報等任務，并加強紫外、可見光、紅外、微波等多種遙感器綜合利用，實現多譜段觀測、探測。日本1996年發(fā)射的ADEOS－1衛(wèi)星上既有海洋水色和溫度掃描儀，又有可見光/紅外輻射儀，另外還有微波散射計，它可以看作是"海洋衛(wèi)星"（MOS）與"日本地球資源衛(wèi)星"（JERS）的組合體。歐洲在2002年3月1日發(fā)射的"環(huán)境衛(wèi)星"－1（ENVISAT-1）是一顆先進的多用途遙感衛(wèi)星，星上裝載了8臺不同種類的遙感器，包括合成孔徑雷達（SAR）、雷達高度計、微波輻射計、成像光譜儀等。
* 導航定位衛(wèi)星向高精度、長壽命、抗干擾方向發(fā)展。歐洲正在研制的Galileo衛(wèi)星設計壽命達到15年，定位精度10米。美國下一代GPS－3衛(wèi)星的設計壽命將達到30年，抗干擾能力與當前衛(wèi)星相比將提高100-150倍，將實現20～50厘米的定位精度。
* 發(fā)展由中小衛(wèi)星組成的星組、星群和星座，加強各種天基系統(tǒng)的綜合利用，開展空間基礎設施建設
美國在 1995年4月實現了GPS系統(tǒng)的完全運行。GPS系統(tǒng)空間部分由24顆衛(wèi)星組成。歐洲的Galileo系統(tǒng)設計由30顆衛(wèi)星組成，其中27顆工作星，3顆備份星。美國研制部署了“跟蹤與數據中繼衛(wèi)星”系統(tǒng)，用于轉發(fā)地面站對低、中軌道航天器的跟蹤測控信號和中繼從航天器發(fā)回地面的信息。系統(tǒng)由2顆以上的衛(wèi)星組網工作，形成各種天基系統(tǒng)與地面之間的中繼鏈路。
隨著航天技術的發(fā)展，國外已經提出了“空間基礎設施”的概念并開始建設。近年來，我國國內也提出要開展“空間基礎設施工程”建設?？臻g基礎設施是指以空間為基本平臺，利用空間技術手段，按照軍民結合和天地一體化原則建設起來的為國民經濟發(fā)展、人民物質生活水平提高和國家安全提供長期穩(wěn)定服務的國家基礎設施。該設施由處于不同軌道、具有不同功能的多種應用型航天器、發(fā)射設施及地面應用系統(tǒng)組成，構成一個有機聯系、功能基本完善的應用系統(tǒng)。國家空間基礎設施工程的建設，可以有效提高空間資源利用率，可以極大滿足國民經濟發(fā)展、國家安全和國防建設的需要，具有十分重大的現實意義。
3、空間科學與技術
空間科學為空間技術的發(fā)展提供了需求動力；空間技術為空間科學提供支撐，提供了先進的技術手段和廣闊的發(fā)展空間?？臻g科學和空間技術的相互結合，形成了相互促進、共同發(fā)展的趨勢。
* 推動空間技術發(fā)展
空間科學活動的發(fā)展，特別是深空探測活動的不斷發(fā)展，有力地推動了諸如離子推進技術、遙操作技術、延時控制系統(tǒng)等前沿空間技術的發(fā)展。
* 推動空間科學發(fā)展
人類借助于人造衛(wèi)星、宇宙飛船、航天飛機、空間站、深空探測器等平臺，開展了廣泛的科學和技術研究，逐漸形成了宇宙學、行星學、比較行星學、太陽科學、空間物理學、空間天文學、空間生命科學、空間環(huán)境科學等眾多學科并取得了巨大成果。今后，在空間科學方面將進一步開展以太陽和日地關系為主的空間環(huán)境研究，繼續(xù)重視空間物理和空間天文，空間生命科學將成為空間科學的重大前沿。
4、載人航天
人類已經開發(fā)出宇宙飛船、航天飛機兩種載人航天運載工具，以及空間實驗室和空間站兩種載人空間設施，迄今共進行了 240余次載人航天飛行。人類已經實現了登月，共有12名航天員登上月球。今后將重點發(fā)展長期在軌生存技術和遠距離航行技術；將加強空間基地的建設。目前，由16個國家參加的國際空間站（ISS）計劃正處于邊組裝邊應用的過程中，預計于2010年建設完成。國際空間站是迄今規(guī)模最大的空間活動國際合作項目。ISS技術復雜、投資巨大，總建造費用高達600億美元，任何一個國家都難以獨立建造和運營如此大型的空間站。至今已有包括美、俄、加、日、巴西和11個歐空局成員國在內的16個國家參加了這一項目。ISS計劃預計于2006年完成。ISS將為21世紀開展材料、通訊、地球與生命科學等領域的研究，提供一個前所未有的研究場所。
5、 深空探測
迄今人類共發(fā)射 120多顆深空探測器。進行了對太陽系內的行星（冥王星除外）的探測和星際探測，實現了在月球和火星上的著陸，完成了月球上的采樣并帶回地球。今后30年中，月球探測和諸如火星探測等行星探測將是深空探測的熱點。
6、國際合作
航天活動具有高投入、高風險的特點。為了減輕承受的經濟負擔和風險，促進技術交流和進步，美、俄、歐、日等航天大國正在積極開展雙邊或多邊合作，國際空間站、地球觀測系統(tǒng)（ EOS）、伽利略導航定位衛(wèi)星系統(tǒng)等國際合作大型航天工程不斷取得進展。國際合作已成為航天活動發(fā)展的一個重要趨向。
我國一貫支持和平利用外層空間的各種活動，主張在平等互利、取長補短、共同發(fā)展的基礎上，增進和加強空間領域的國際合作。近年來，我國與俄羅斯、歐洲以及亞太地區(qū)的空間合作取得了很大成果。 2000年5月成立了中俄兩國總理定期會晤委員會航天合作分委會，建立了兩國政府間的合作機制，中俄航天合作取得了突破性進展。2001年7月，在巴黎歐空局本部正式簽署了中國航天局與歐洲空間局間關于地球空間雙星探測計劃的合作協(xié)議。雙星計劃是我國和發(fā)達國家的第一次從技術到應用的高層次、實質性對等的合作，是探索及和平利用外層空間的重大國際合作項目，也是中國與歐空局合作的重要里程碑，這表明了我國的實力和水平。另外，我國與法國加強了航天合作，成立了中法航天合作委員會，促進了對法空間合作有序發(fā)展。中國十分重視亞太地區(qū)的區(qū)域性空間合作。1992年，中國與泰國、巴基斯坦等國聯合倡導并發(fā)起了“亞太地區(qū)空間技術與應用多邊合作研討會”。在此區(qū)域合作的推動下，中國、伊朗、韓國、蒙古、巴基斯坦和泰國等六國政府于1998年4月在曼谷簽署了《關于多任務小衛(wèi)星項目及有關活動合作的諒解備忘錄》，之后孟加拉國也參加進來，該項目在2001年已經落實啟動，為亞太多邊合作起到了實質性的推動作用。推進亞太多邊合作的亞太空間合作秘書處也于 2002年1月在北京正式掛牌，為開展后續(xù)工作奠定了基礎。今后中國將繼續(xù)致力于亞太地區(qū)的空間合作，促進亞太區(qū)域空間技術和應用的發(fā)展。
