2020年前沿科技发展态势及2021年趋势展望——航天篇

业界 作者:全球技术地图 2021-02-17 19:16:41 阅读:37




2020年前沿科技发展态势及2021年趋势展望——航天篇



世界航天领域2020年趋势总结


美国发布顶层战略规划,谋求太空发展绝对优势。美国发布《国防航天战略》和新版《国家太空政策》文件,为美国航天领域未来10年的发展提供全面指导,并将太空视为战略发展重点,要求美国保持制天权。美国总统签发“5号航天指令”和“6号航天指令”,计划提升太空系统的网络安全性,并将加强太空核动力和推进技术发展,以维持太空领域的技术领先优势。


太空军事化进程加速演进,太空武器研发和部署加快。美国太空军发布首份作战条令《太空力量》,首次从物理、网络及认知维度对太空领域进行全面剖析,为其深化太空领域的军事部署奠定基础;美国成立“三角洲”和“守备队”,将针对具体任务和行动开展训练,以为作战部队提供保障;美国成立太空行动司令部,负责维护和保障军事卫星的安全,并为美军全球作战提供支援;美国研发出“小林丸”太空跟踪系统,启用了太空监视雷达站“太空篱笆”和首套太空攻击武器系统“反通信系统Block 10.2”,进一步提升了美国太空攻防能力,强化太空威慑。俄罗斯计划对国家太空监视系统进行改进,将重点提升系统信息探测和数据处理能力,加强太空综合保障能力建设;俄罗斯研制出“努多利河”机动式反卫星系统,并利用该系统发射直升式反卫星导弹,对其实战性能进行测试;北约在德国拉姆斯泰因空军基地建立北约太空中心,将为北约的太空行动提供支持,分享信息和协调相关活动,并将帮助北约开展太空军事理论研究。英国任命首位太空司令部司令,组建内阁级国家太空委员会,并启动太空司令部的建设,以领导英国全面开展太空能力建设,保护英国的太空利益。法国成立太空司令部,并将空军改名为空天军,以打造独立的太空能力。日本正式组建太空部队,并将构建天基预警系统,以提升对高超声速和弹道导弹等威胁目标的探测预警能力,加强太空防御能力建设。


美国强化与盟友太空合作,太空联合对抗初见端倪。美太空司令部正式接管“奥林匹克防卫者行动”项目,将与盟友构建太空联盟,共同强化太空威慑能力以应对中俄太空威胁;已于8月签协议向英国防部开放用于预测在轨物体运行轨迹的标准天体动力学算法库(SAAL)。美国在《太空行动规划指南》中指出,要扩大美军与盟国的合作,为太空力量的发展和壮大提供帮助。美国以“阿尔忒弥斯协定”为抓手,先后与加、日、意等9国签署协定,共同为美国“重返月球”项目提供支持。美太空军建立主管伙伴关系办公室,旨在扩大与澳、日、英、法、德等盟国的太空合作伙伴关系。美国计划与日本构建太空情报共享网络,并帮助日本培养太空军事行动人员,继续深化双方在太空领域的合作。美国与印度签署《在太空态势感知领域开展科学合作》谅解备忘录,双方将在太空态势感知技术研发和地面监视设施建设等方面开展合作。


低轨小卫星星座建设进入起步阶段,将成为新时期太空战略争夺的制高点。美国SpaceX公司通过16次发射成功将953颗“星链”卫星送入轨道,并在内部测试中为用户提供了4G水平的天基互联网服务;美国亚马逊公司的“柯伊伯”星座获得美国联邦通信委员会审批,将部署由约3200颗卫星组网的互联网星座;美军启动下一代太空体系架构建设,希望加快太空系统架构转变,为美军实现联合多域作战提供关键支持;英国和印度联合收购OneWeb公司,并于12月恢复发射,成功发射36颗组网卫星,使OneWeb星座在轨卫星总数达110颗,将为政府和企业提供商业通信服务。俄罗斯计划于2021年起着手实施“球体”计划,将打造由640颗卫星组成的卫星星座,将可提供定位、雷达探测及通信等服务。欧洲计划投资60亿欧元构建卫星互联网星座,将为政府机构和偏远地区提供安全通信和互联网服务,并将使欧洲在卫星互联网竞赛中保持竞争力。


深空探测密集开展,月球、火星及小行星成为探索热点。美国发布《月球持续探索与开发规划》和《深空探索与发展新时代》报告,指出美国将于2023年抵达近月空间,2024年再次实现载人登月,此后还将在月球南极建设“阿尔忒弥斯”营地,开展长期经济与科技活动,并支持21世纪30年代的首次载人登火;美国发布“鼓励国际社会支持回收和利用太空资源”行政令,并计划采购由商业公司收集的月球样品,为美国商业航天企业进入太空资源开发领域提供支持;NASA发布“阿尔忒弥斯”探月计划协定,要求参与该计划的国家遵守协定原则,以保障月球探索有序开展。俄罗斯计划与欧洲航天局开展合作,拟在2025年前完成3次落月任务,并对月球极地和土壤环境开展研究。日本“火星卫星探测”任务进入全面研制阶段,将首次尝试把“火卫一”样品送回地球;日本小行星探测器“隼鸟2号”释放的返回舱携带“龙宫”小行星样本于12月成功返回地球。中国成功发射“天问一号”火星探测器和“嫦娥五号”月球探测器,前者使中国实现第一次自主火星探测任务,后者成功实施无人月面取样返回任务,使中国成为继美俄之后第三个取得月球样本的国家。阿联酋研究火星气候的“希望”号探测器乘日本H-ⅡA运载火箭于7月升空。


世界航天领域2021年趋势展望


在航天战略方面,美国将继续推进太空军建设,以发展独立的作战和情报能力,并将充分借助商业航天力量,强化太空系统能力。同时,美国将利用“重返月球”计划,加大对国内科研和生产力量的整合,以引领新一轮科学技术发展,并将借“阿尔忒弥斯协定”深化与盟国在太空领域的合作,构筑太空联盟利益共同体,以维护太空霸权。北约将在美国带领下,继续深入推进太空军事化进程,提升太空能力,以对抗俄罗斯。俄罗斯将继续完善现有太空系统,并着力发展非对称技术和深空探索能力,以应对北约太空威胁和深空探索竞赛。日本将进一步深化与美国在太空领域的合作,借机提升太空监测和感知能力,以保卫国家安全。印度将在立足大国战略竞争的背景下,重点发展军事太空能力,力图打造军事航天强国。


在应用卫星方面:(1)美国计划于2021年利用“发射1号”火箭执行“太空测试计划”-S28(STP-S28)发射任务,拟分3次将44颗小卫星送入轨道。(2)美国计划于2021年发射“黑杰克”项目实验卫星,将利用超算处理芯片在轨开展相关验证工作。(3)美国将于2021年把一台导弹预警传感器集成到卫星平台上,开展在轨试验,以提升对高超声速武器的探测和跟踪能力。(4)美国计划为低轨卫星装备LINK-16数据链,将于2021年3月开展低轨通信试验,以提升跨域通信能力。(5)SpaceX公司拟于2021年中期为印度提供卫星互联网服务。(6)英国OneWeb公司拟于2021年开始提供初期卫星互联网服务。(7)俄罗斯拟于2021年开始部署卫星互联网星座。(8)美国轨道工厂与太空飞行公司计划于2021年将第一颗“卫星加油站”卫星送入轨道,拟进入太阳同步轨道为卫星提供在轨加油服务。(9)欧洲将于2021年对卫星互联网星座开展研究。


在运载火箭方面:(1)美国联合发射联盟公司将于2021年完成“火神-半人马”火箭的首次发射任务。(2)美国“航天发射系统”(SLS)超重型火箭将于2021年执行首次发射任务。(3)欧洲“阿里安-6”火箭将于2021~2022年执行首次发射任务。


在载人航天方面:(1)印度拟于2021年底执行首次载人航天飞行任务。(2)美国SapceX公司拟于2021~2022年开展首次载人太空旅行任务。(3)美国蓝色起源公司的“新谢泼德”火箭计划于2021年完成首次商业载人飞行任务。


在深空探索方面:(1)美国计划于2021年完成无人绕月任务,为2024年实施“重返月球”项目奠定基础;(2)俄罗斯计划于2021年10月发射“月球”25号探测器,对月球两极地区开展科学探测;(3)阿联酋“希望”号火星探测器预计于2021年2月抵达火星轨道,对火星大气层开展探测。(4)美国“毅力号”火星探测器将于2021年2月抵达火星的杰泽罗陨石坑,将对火星开展地质探测;(5)中国“天问一号”火星探测器将于2021年2月登陆火星,对火星地形、地貌及大气等环境开展科学探测;(6)印度将于2021年发射“月船”3号探测器,再次尝试完成月球软着陆任务。



作者简介

张嘉毅 国务院发展研究中心国际技术经济研究所研究三室,副主任

研究方向:航空航天领域战略、技术和产业前沿

联系方式:zjy@drciite.org



作者丨 张嘉毅

编辑丨 刘瑾



研究所简介


国际技术经济研究所(IITE)成立于1985年11月,是隶属于国务院发展研究中心的非营利性研究机构,主要职能是研究我国经济、科技社会发展中的重大政策性、战略性、前瞻性问题,跟踪和分析世界科技、经济发展态势,为中央和有关部委提供决策咨询服务。“全球技术地图”为国际技术经济研究所官方微信账号,致力于向公众传递前沿技术资讯和科技创新洞见。


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