2008年一季度世界航天要闻——美国积极发展太空及时响应能力

starinsky

2008年一季度，美国航天发展的一大特点是加速其太空军事化建设。美国政府继续支持反卫星技术的研发和部署，并致力于提高太空态势感知能力。期间最受瞩目的是，美国首次使用战术导弹击毁一颗故障的间谍卫星，以及作战及时响应型太空（ORS）的重大进展。以下将从五方面简要介绍美国航天工业2008年一季度的发展情况。 　　一、战略规划
　　美国政府公布NASA 2009财年的预算。2月，美国总统宣布，2009财年NASA的预算总额为176.1亿美元。其中57.8亿美元用于航天飞机和国际空间站计划，44.4亿美元用于科学任务，35亿美元用于开发新型载人航天器系统，4.47亿美元用于航空研究，1.05亿美元用于月球机器人任务，13亿美元用于继续探索火星及其它太阳系行星。剩余资金的用途并未透露。
　　2009财年国防预算中，布什政府继续支持反卫星及天基武器技术的研究及部署。3月报道，该预算中有关太空军事任务的申请主要包括5个项目：
　　（1）太空试验平台，申请预算1000万美元；
　　（2）近场红外试验(NFIRE)，申请预算900万美元；
　　（3）实验航天器系统（可能发展成天基动能及/或定向能反卫星计划)，2009财年预算申请部署一颗跟随卫星；
　　（4）用于评估局部太空的自主纳卫星守卫者(ANGELS)，2009财年预算计划选出“两项可提供防御能力的技术”，并将其用于地球同步轨道卫星或低轨道卫星；
　　（5）星火光学试验场，星火试验包括卫星的“补偿光束传播”。
　　美国军方一再强调太空军事力量的重要性。（1）2月7日，美国空军参谋长发布《国家保护者：美国的21世纪空军》白皮书，重点关注空军如何在平等的基础上将三大作战领域（空中、太空及网际空间）更好地整合、部署。（2）3月美国军方讨论，将长期寻求的常规“快速全球打击”（PGS）能力作为反卫星武器的屏障。PGS计划的设想是在1小时内将武器运送至全球，并强调现有的天基能力必须保持可用，同时还要研发、部署替换能力。（3）同月消息，美国空军计划部署首个专门用于对抗反卫星导弹和其他威胁的系统。该系统被称作“快速攻击识别探测报告系统 (Raidrs) Block 20”，目前还只是概念阶段。五角大楼希望在2011年之前，新系统能及时提供威胁预警数据。美国空军除了计划在2009年部署天基太空监视电光学卫星来监视其他卫星，还在努力提高太空态势感知能力，包括升级太空防护——陆基太空监视传感器。
　　另外在出口控制方面。美国太空产业政策及出口控制高级小组建议，将商业通信卫星系统从军需名单中删除。并表示现在美国政府出口控制采用的粗分类法在某种程度上阻碍了美国工业的发展。
　　二、导弹及导弹防御
　　2008年一季度美国航天方面的一大事件是，利用“标准”弹道导弹成功击毁故障卫星。这是美国首次利用战术导弹击落卫星。2月20日，美国“伊利湖”号巡洋舰发射“标准”-3型舰对空导弹“直接命中”故障的NROL-21（USA193）间谍卫星。导弹并未携带爆炸性弹头，只是采取“迎头撞击”方式准确摧毁卫星的燃料箱。 “标准”-3导弹主要用来拦截中远程弹道导弹，美国为此次任务改造了3枚导弹。此外，还有3艘驱逐舰对任务予以支持，负责跟踪卫星，传送并收集卫星信息。美国采取行动的原因有：降低了卫星剧毒燃料给人类造成伤害的风险；测试了新型太空武器；避免卫星携带的尖端设备和先进技术落入他人手里。3月13日，美国国家侦察办公室（NRO）又发射了另一颗NRO卫星，这颗NROL-28间谍卫星搭乘“宇宙神”火箭成功发射。
　　2008年1-3月，几个导弹及导弹防御项目的研发进展如下：
　　2月消息，机载激光器（ABL）计划取得又一重要里程碑。6个化学氧碘激光器全部安装到载机上，随后将对载机内的激光器进行系统激活与地面测试。
　　3月，首颗SBIRS地球同步轨道 (GEO-1)卫星进入关键试验阶段，试验卫星的整体性能。SBIRS系统设计用于导弹发射预警，同时为包括导弹防御、技术情报和战场空间描述在内的其他任务提供支持。
　　3月，雷神公司在格陵兰岛苏尔空军基地完成升级型预警雷达的（UEWR）建造，随后将进入硬件安装和集成阶段。该雷达是导弹防御局弹道导弹防御系统的一个关键传感器，可提供目标探测和跟踪。雷神公司还将支持UWER的集成试验、导弹防御和遗留任务的性能试验。
　　3月消息，洛.马公司将为“民兵”-3洲际弹道导弹（ICBM）安全增强型再入载具（SERV）计划全速率生产提供硬件组件。这些组件包括电子指挥信号发生器，导弹控制系统与再入载具间的辅助电缆接口，以及连接导弹与再入载具间的硬件。“民兵”-3导弹将借助SERV在2011年完成升级。
　　此外，1-3月期间，美国导弹防御局（MDA）公布了“宙斯盾”弹道导弹防御（BMD）系统的飞行测试。GAO也公布了对美国BMDS Block2006的评估结果。1月，MDA宣布计划在2008年进行3次“宙斯盾”BMD系统的飞行测试。试验内容是：近程弹道导弹末段拦截、启动利用战术数据链发射拦截、与日本舰船进行联合拦截测试。“宙斯盾”BMD系统是美国导弹防御架构中主要的海基部分。目前，已有10艘美国战舰和日本“金刚”号驱逐舰安装了“宙斯盾”系统。2月，GAO对美国弹道导弹防御系统（BMDS）Block 2006的研发部署情况进行评估。GAO：MDA未完成该阶段的预定目标，部署的资产很少，进行的试验也较少，成本却增加了约10亿美元。GAO认为BMDS计划仍存在监管问题。
　　美国的欧洲导弹防御基地计划也取得最新进展。1月消息，捷克将与美国签署3份导弹防御的合作框架。内容包括：在捷克部署雷达、美捷合作研发部署弹道导弹防御系统、美国在捷克驻军。波兰外长2月表示，已与美国在导弹防御基地问题上达成共识。两国还将就具体细节继续协商。美国计划在波兰建10个导弹拦截装置，波兰则希望美国提供“爱国者”导弹和“末段高空区域防御”系统之类的中短程导弹，以助其加强防空能力。
　　三、卫星系统
　　1.转型卫星（TSAT）预算缩减，先进极高频卫星（AEHF）计划超支
　　自五角大楼决定开展TSAT计划后，曾一度停止3颗AEHF卫星的采购。随后五角大楼又在2009财年的预算请求中削减了TSAT计划的预算，并将部署日期推迟到了2018年前后。因此五角大楼决定采购第4颗AEHF卫星。自AEHF-3卫星合同授出，生产已中断4年，一些供应商可能已经停止零件的生产。3月消息，美国空军和洛.马公司正在研究第4颗AEHF卫星的成本。AEHF用于替代“军事星”星座，一颗AEHF卫星所提供的容量将高于目前在轨的整个“军事星”星座提供的容量，单个用户的数据传输率将提高五倍。另据2月消息，诺.格公司利用新型可扩展数据速率（XDR）波形演示了AEHF卫星接口与用户地面终端的兼容性。TSAT卫星也将使用XDR波形。3月，美国首颗AEHF军事通信卫星完成声学试验。
　　2.作战及时响应型太空（ORS）
　　ORS有效载荷及卫星平台的技术标准化。1月消息，美国空军正在推进作战及时响应型太空（ORS）有效载荷及卫星平台的技术标准化工作，同时关注小型军事卫星的快速、有成本效益的批量采购。标准化工作由波音、雷神、通用动力、ATK、轨道科学公司、Microcosm及劳拉公司太空系统分部组成的“通过集成系统工程小组”（ISET）负责。目前ISET小组已经形成了4份ORS技术标准文献，每份文献提出225个标准需求。这些标准用于建造ORS通用型卫星。标准还规定了卫星平台与载荷间的界面，以及燃料与动力的衔接。
　　ORS计划的首个有效载荷将于6月发射。3月报道，美国ORS办公室与SpaceX公司签署合同，使用“猎鹰”（Falcon）-1火箭发射首个“快速启动”（Jumpstart）任务有效载荷。Jumpstart任务旨在为响应性签约确定初步框架，并演示快速集成与执行任务的能力。“猎鹰”-1火箭也将演示其执行及时响应型任务的能力。
　　系统F6卫星的概念研发。3月消息，DARPA授予轨道科学公司系统F6卫星概念研发合同。系统F6指的是：以信息交换为纽带的未来快速、灵活、分块、自由飞行航天器。该计划的目标是验证卫星结构的可行性和优势，传统上的“整体式”航天器将被无线联通的航天器模块组群所替代。系统F6计划将转变当今军事航天结构，创造一个网络化的太空系统中的系统。
　　3.环境卫星
　　3月，洛.马公司提交“静地运行环境卫星-R系列”（GOES-R）的建议案。洛.马的解决方案是以A2100地球同步轨道卫星平台及精确的成像能力为基础。NASA将在2008年底授出最终的卫星建造合同。另据1月消息，美国国家极轨运行环境卫星系统（NPOESS）预备项目的一个关键传感器研发进展缓慢，可能会延误预定的发射日期。3月，ITT公司为NPOESS卫星研发的CrIS大气探测器通过振动试验。CrIS将于5月交付。
　　四、航天运输
　　1.空间站新型运送载具的研发
　　2月消息，NASA最终选定轨道科学公司为商业轨道运输服务（COTS）研发用于国际空间站运输的商业货运飞船。轨道科学公司将为其研发新的中型运载火箭“金牛座”（Taurus）-2和 “天鹅座”（Cygnus）飞船。2007年10月，NASA与Rocketplane Kistler公司终止了COTS合同，并开始重新招标。
　　2月，SPACEX公司COTS项目下的“龙”太空舱第二次演示飞行任务方案通过初步设计评审。第二次演示飞行过程中，无人“龙”太空舱将到达与空间站相距10千米以内的位置。在随后四天的任务中主要演示“龙”太空舱与国际空间站之间的通信和控制系统链路。其他验证目标包括验证导航与机动能力，太阳能电池和热冷却系统的部署与运行，以及传输GPS数据的能力。另据3月消息，SpaceX公司首次对 “猎鹰”-9火箭的3台发动机进行点火试验。
　　2.用于太空旅游的新型亚轨道载具
　　3月，美国XCOR公司宣布，将研发一种亚轨道载具——“天猫座”（Lynx）。该载具预计于2010年首飞，主要用于太空旅游，也可用于科研和教学。它的尺寸相当于一架小型私人飞机，有两个座位。能飞至距地60千米的高度，可从跑道起飞及着陆。“天猫座”使用的液体燃料发动机是清洁燃烧型，可重复使用。在增强安全性的同时，还可保持较低的运营成本。
　　五、深空探测
　　1.重返月球
　　美国的星座计划。1月消息，美国国会修订的2008财年预算拨款案中，NASA“星座”计划的“战神”-1乘员运载火箭（CLV）多获得0.49亿美元预算，基本满足预算请求。同月消息，“猎户座”乘员探索飞行器（CEV）将采用NASA研发的新型对接适配器。该装置被称作：低冲击对接系统适配器系统（ATLAS）。它由一个APAS和一个LIDS组成。APAS用于与俄罗斯设计的空间站异体同构周边式对接系统（APAS）对接，LIDS用于与NASA计划于2020年发射的“牵牛星”（Altair）月球着陆器对接。3月消息，“猎户座”航天员逃逸系统的全尺寸模型已建造完成，并准备进行首飞试验。
　　其他月球任务。1月，NASA月球勘测轨道器（LRO）探测任务进行整装与测试。轨道器预计在2008年晚些时候发射，计划用1年的时间绘制月表，帮助NASA确定航天员着陆点以及月球资源，同时研究月球环境对人类的影响。同月消息，洛.马公司将为NASA的引力恢复和内部实验室（GRAIL）任务建造航天器。此次月球任务将使用两个同样的航天器，在低的极轨道上绕月运行，并使用Ka波段仪器相互传递信号，然后将数据传回地球进行分析。GRAIL将绘制一个全面的、高精度、高分辨率的月球重力地图，为从月球的外壳到核心的发展历程和内部结构提供全新理解。该任务有望于2011年发射。3月，SpaceDev公司获得小企业创新研究合同，研发下一代仪器封盖密封技术。该技术将提高未来探月作业漫游车和机器人系统的能力。
　　2.月球以远的太空探索
　　火星科学实验室（MSL）项目成本超支。2月消息，MSL最初批准的成本是15亿美元，项目成本的最新评估值为18亿美元，并还有可能继续增长。原因是项目人员对热保护方案做出了昂贵的调整。如果火星科学实验室项目告吹，NASA火星任务的预算申请也会大幅下降，“外行星旗舰”（OPF）项目、“火星样本返回舱”（MSR）任务都将受到影响。
　　“尤利西斯”号太阳探测器即将停止工作。2月消息，美欧合作研制和发射的“尤利西斯”号太阳探测器由于燃料冻结，即将停止工作。原本探测器所携的加热器可以保证燃料温度，但长期超龄运行使相关设备无法正常工作。“尤利西斯”号是人类成功发射的第一个黄道外太阳探测器，使科学家首次近距离观察了太阳两极地区。