國(guó)外載人航天發(fā)展回顧

王霄（北京空間科技信息研究所）

國(guó)外載人航天發(fā)展回顧

2016 Year in Review: Foreign Human Spacef l ight

王霄
（北京空間科技信息研究所）

2016年，全球共計(jì)進(jìn)行了14次載人航天任務(wù)，成功13次，失敗1次。其中，5次載人飛船發(fā)射任務(wù)，8次貨運(yùn)飛船發(fā)射任務(wù)，1次空間實(shí)驗(yàn)室任務(wù)，發(fā)射數(shù)量與2015年持平。俄羅斯發(fā)射4艘“聯(lián)盟”（Soyuz）載人飛船和3艘“進(jìn)步”（Progress）貨運(yùn)飛船，其中進(jìn)步 MS－04飛船任務(wù)失敗，是俄羅斯近1年半以來(lái)發(fā)生的首次航天事故；美國(guó)商業(yè)公司成功發(fā)射4艘貨運(yùn)飛船；日本成功發(fā)射1艘貨運(yùn)飛船，即第6個(gè)“H-2轉(zhuǎn)移飛行器”（HTV－6）；中國(guó)發(fā)射首個(gè)空間實(shí)驗(yàn)室，1艘載人飛船。

1 概述

2016年，載人航天領(lǐng)域發(fā)展較為平穩(wěn)。重點(diǎn)圍繞低地球軌道（LEO）開(kāi)展空間應(yīng)用，同時(shí)積極推進(jìn)低地球軌道以遠(yuǎn)的系統(tǒng)建設(shè)，以載人火星為長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)持續(xù)推進(jìn)。在任務(wù)執(zhí)行上，美、俄圍繞“國(guó)際空間站”開(kāi)展運(yùn)營(yíng)維護(hù)。美國(guó)仍然依靠商業(yè)公司的“龍”（Dragon）、“天鵝座”（Cygnus）飛船進(jìn)行了貨物運(yùn)輸；俄羅斯載人飛船再升級(jí)，聯(lián)盟 MS－01首飛成功，聯(lián)盟－U火箭再遇發(fā)射失利，進(jìn)步 MS－04飛船損毀。在系統(tǒng)建設(shè)和技術(shù)研發(fā)上，美國(guó)持續(xù)推進(jìn)以“獵戶座”（Orion）飛船和“航天發(fā)射系統(tǒng)”（SLS）為主的探索系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，受預(yù)算影響，小行星計(jì)劃面臨推遲；俄羅斯新一代載人飛船聯(lián)邦號(hào)（Federation）進(jìn)展緩慢，東方發(fā)射場(chǎng)完成首次發(fā)射，計(jì)劃2023－2025年進(jìn)行首次載人發(fā)射，2030年起開(kāi)展月球探索任務(wù)。在空間應(yīng)用方面，重點(diǎn)圍繞“國(guó)際空間站”這一在軌平臺(tái)開(kāi)展技術(shù)開(kāi)發(fā)與驗(yàn)證試驗(yàn)。

在商業(yè)化發(fā)展方面，低地球軌道商業(yè)運(yùn)輸穩(wěn)步推進(jìn)，商業(yè)公司進(jìn)軍太空旅游和開(kāi)發(fā)，美國(guó)航空航天局（NASA）不斷開(kāi)拓新型公私合作伙伴關(guān)系。NASA授出第二輪“商業(yè)補(bǔ)給服務(wù)”（CRS2）合同，美國(guó)太空探索技術(shù)公司（SpaceX）、軌道-ATK公司和內(nèi)華達(dá)山脈公司（SNC）均獲勝，將從2019年起分別用“龍”飛船、“天鵝座”飛船和“追夢(mèng)者”（Dream Chaser）太空飛機(jī)為“國(guó)際空間站”提供貨物補(bǔ)給；波音公司（Boeing）、太空探索技術(shù)公司有望2017－2018年實(shí)現(xiàn)低地球軌道商業(yè)乘員運(yùn)輸；畢格羅航天公司（Bigelow Aerospace）研制的“畢格羅充氣式試驗(yàn)艙”（BEAM）在軌成功展開(kāi)，成為全球首個(gè)與“國(guó)際空間站”對(duì)接并成功展開(kāi)的充氣式活動(dòng)太空艙；太空旅游呈現(xiàn)重大進(jìn)展，維珍銀河公司（Virgin Galactic）成功進(jìn)行了第二艘太空船－2（SpaceShipTwo）首次無(wú)動(dòng)力滑翔飛行試驗(yàn)；此外，洛馬公司（LM）、軌道-ATK、聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟公司（ULA）、太空探索技術(shù)公司等諸多商業(yè)公司提出地月空間及載人火星探索規(guī)劃。

即將為“國(guó)際空間站”提供載人天地往返服務(wù)的“追夢(mèng)者”太空飛機(jī)

2016年9月和10月，天宮－2空間實(shí)驗(yàn)室和神舟－11載人飛船先后成功發(fā)射，形成組合體并穩(wěn)定運(yùn)行，開(kāi)展了較大規(guī)模的空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)與技術(shù)試驗(yàn)，突破掌握了航天員中期駐留、地面長(zhǎng)時(shí)間任務(wù)支持和保障等技術(shù)。目前，中國(guó)已突破掌握載人天地往返、空間出艙、空間交會(huì)對(duì)接、組合體運(yùn)行、航天員中期駐留等載人航天領(lǐng)域重大技術(shù)。

2 各國(guó)圍繞“國(guó)際空間站”積極開(kāi)展空間活動(dòng)

俄羅斯發(fā)射首艘新型聯(lián)盟 MS載人飛船

2016年7月7日，俄羅斯成功發(fā)射載人飛船聯(lián)盟MS。聯(lián)盟 MS是俄羅斯“聯(lián)盟”系列載人飛船的最新一代型號(hào)，繼承了聯(lián)盟 TMA－M飛船的設(shè)計(jì)，同時(shí)也將成為“聯(lián)盟”系列的最后一代飛船，之后俄羅斯將啟用新一代載人飛船聯(lián)邦號(hào)。

俄羅斯發(fā)射首艘新型聯(lián)盟 MS載人飛船

自20世紀(jì)60年代以來(lái)，“聯(lián)盟”系列飛船就在外觀設(shè)計(jì)上保持了一致性。但在飛船內(nèi)部，聯(lián)盟 MS型號(hào)則進(jìn)行了眾多明顯改動(dòng)，包括將烏克蘭制造的量子－V（Kvant－V）無(wú)線電通信系統(tǒng)替換為統(tǒng)一指令遙測(cè)系統(tǒng)，結(jié)束了俄羅斯對(duì)烏克蘭天線、饋線和通信電子設(shè)備產(chǎn)品的依賴；新的遙測(cè)指令系統(tǒng)能夠使用“射線”（Luch）地球靜止軌道（GEO）通信衛(wèi)星向地面中繼遙測(cè)數(shù)據(jù)并接受中繼指令。有了新的通信系統(tǒng)，“聯(lián)盟”飛船能在70%在軌時(shí)間內(nèi)保持與地面的聯(lián)系。

聯(lián)盟 MS飛船的一個(gè)通信升級(jí)是安裝啟用了鄰近通信鏈路，與“國(guó)際空間站”交會(huì)過(guò)程中可建立連接實(shí)現(xiàn)相對(duì)導(dǎo)航，作為飛船導(dǎo)航數(shù)據(jù)的額外來(lái)源。聯(lián)盟MS裝置了“全球定位系統(tǒng)”（GPS）和“全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)”（GLONASS）接收器，用于準(zhǔn)確測(cè)時(shí)、狀態(tài)向量計(jì)算和軌道確定，不再依賴于僅在經(jīng)過(guò)地面站時(shí)才能使用的雷達(dá)跟蹤，之前雷達(dá)跟蹤只能在通過(guò)地面站時(shí)進(jìn)行。聯(lián)盟 MS還安裝了改進(jìn)型攝像系統(tǒng)，并采用數(shù)字視頻傳輸向“國(guó)際空間站”和地面?zhèn)魉透旬?huà)質(zhì)的畫(huà)面。聯(lián)盟 MS采用數(shù)字電視系統(tǒng)取代了模擬電視系統(tǒng)（Klyost），使視頻能夠作為數(shù)據(jù)流的一部分，通過(guò)天對(duì)天通信鏈路傳輸。對(duì)飛行控制系統(tǒng)、船載軟件和通信系統(tǒng)的改進(jìn)，也將推動(dòng)從模擬向數(shù)字視頻傳輸?shù)霓D(zhuǎn)換。

“航向”（Kurs）導(dǎo)航系統(tǒng)在最新一代的俄羅斯“進(jìn)步”和“聯(lián)盟”飛船上有了重大的改進(jìn)，飛船現(xiàn)有的航向－A交會(huì)對(duì)接設(shè)備將升級(jí)為使用俄羅斯國(guó)產(chǎn)現(xiàn)代化電子元器件的航向－NA系統(tǒng)?！斑M(jìn)步”和“聯(lián)盟”飛船上的“航向”系統(tǒng)是基于無(wú)線電的系統(tǒng)，可以保證航天器能夠完全實(shí)現(xiàn)自主交會(huì)、最終逼近和對(duì)接序列?！昂较颉毕到y(tǒng)使用由目標(biāo)飛行器發(fā)送到追蹤飛行器天線的信號(hào)來(lái)確定其視線角和始于距離200km的遠(yuǎn)交會(huì)節(jié)面角，航向、視線角度線及近交會(huì)的距離和距離變化率。航向－NA使得烏克蘭制造的組件從系統(tǒng)中徹底被清除，而為飛船提供了整體質(zhì)量更輕、系統(tǒng)能力更強(qiáng)的組件。航向－NA只需要1副天線便可以為聯(lián)盟 MS飛船提供更精準(zhǔn)的測(cè)量，使其與“國(guó)際空間站”完全自主對(duì)接。

總裝中的俄羅斯進(jìn)步 MS－04貨運(yùn)飛船

此外，飛船太陽(yáng)電池翼的有效面積增加了1.1m2，使電源系統(tǒng)效率提高了25%，同時(shí)增加了第5個(gè)蓄電池組，以提供額外電力儲(chǔ)能能力；推進(jìn)系統(tǒng)將小推力的定位推力器替換為130N的發(fā)動(dòng)機(jī)，讓飛船外部的推力器能得以重新布置。將所有發(fā)動(dòng)機(jī)成對(duì)安裝，使系統(tǒng)更具魯棒性，現(xiàn)在能容許2臺(tái)推力器同時(shí)故障的情況發(fā)生；軌道艙加裝了碎片防護(hù)層，對(duì)接機(jī)構(gòu)內(nèi)加入了備份驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。聯(lián)盟 MS還采用了新型數(shù)字式備份環(huán)路控制器（BURK）；飛船姿態(tài)控制系統(tǒng)采用了新型速率傳感器（BDUS－3A）；新型LED前燈可在對(duì)接序列過(guò)程中提供照明。

俄羅斯進(jìn)步 MS－04貨運(yùn)飛船發(fā)射失敗

截至2017年1月2日，俄羅斯共發(fā)射了3艘進(jìn)步 MS貨運(yùn)飛船至“國(guó)際空間站”。不過(guò)，莫斯科時(shí)間2016年12月1日，聯(lián)盟－U運(yùn)載火箭搭載質(zhì)量7290kg的進(jìn)步MS－04貨運(yùn)飛船從拜科努爾航天發(fā)射場(chǎng)發(fā)射升空，計(jì)劃進(jìn)入193km×245km、傾角51.66°的軌道，并執(zhí)行2天的飛行程序，于12月3日對(duì)接“國(guó)際空間站”星辰號(hào)（Zvezda）服務(wù)艙。然而，在起飛后383s時(shí)，火箭遙測(cè)信號(hào)突然消失。這是俄羅斯1年半以來(lái)首次重大航天事故。初步掌握的資料顯示，本次事故會(huì)讓俄羅斯航天國(guó)家集團(tuán)（Roscosmos）損失超過(guò)40億盧布（約合6300萬(wàn)美元）。

俄羅斯航天國(guó)家集團(tuán)已經(jīng)成立了調(diào)查委員會(huì)，著手調(diào)查聯(lián)盟－U火箭通信異常的原因。初步分析顯示，火箭直至火箭飛行383s遙測(cè)數(shù)據(jù)消失前，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何問(wèn)題。

2017年1月11日，俄羅斯航天國(guó)家集團(tuán)宣布了進(jìn)步 MS-04貨運(yùn)飛船發(fā)射失敗的可能性。這次事故是由于聯(lián)盟-U火箭第三級(jí)未能按計(jì)劃分離導(dǎo)致的。

測(cè)試中的日本第6個(gè)“H-2轉(zhuǎn)移飛行器”

日本發(fā)射一艘“H-2轉(zhuǎn)移飛行器”

2016年12月9日，日本宇宙航空研究開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)（JAXA）使用三菱重工（MHI）的H－2B火箭在日本種子島航天中心成功將第6部“H-2轉(zhuǎn)移飛行器”（HTV－6）送入預(yù)定軌道。除了向“國(guó)際空間站”運(yùn)送飲用水、食物、日用品等補(bǔ)給物資外，它還搭載了7顆由大學(xué)及民間企業(yè)開(kāi)發(fā)的超小型衛(wèi)星、日本生產(chǎn)的鋰離子電池組成的作為空間站電源的新型電池等總計(jì)約5.9t的物質(zhì)。飛船于12月13日與“國(guó)際空間站”交會(huì)，站上日本航天員操作機(jī)械臂夾持飛船完成?？?、對(duì)接。由于歐洲“自動(dòng)轉(zhuǎn)移飛行器”（ATV）已于2016年年初退役，目前負(fù)責(zé)給“國(guó)際空間站”運(yùn)送物資的國(guó)家僅剩美國(guó)、俄羅斯和日本，而“H-2轉(zhuǎn)移飛行器”已成為目前運(yùn)載能力最大的空間站貨運(yùn)飛船。

獵鷹－9v1.1火箭第一級(jí)在海上平臺(tái)回收試驗(yàn)成功

3 穩(wěn)步推進(jìn)商業(yè)載人航天的發(fā)展

美國(guó)對(duì)商業(yè)公司的培育推動(dòng)發(fā)射服務(wù)業(yè)和航天器制造業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，形成了載人航天服務(wù)市場(chǎng)，有助于航天產(chǎn)業(yè)化和國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展。近年來(lái)，NASA推行商業(yè)航天的意志愈加堅(jiān)決，涉及領(lǐng)域從近地空間拓展到深空。2016年，美國(guó)繼續(xù)加大力度，推動(dòng)商業(yè)載人航天的發(fā)展。

“龍”飛船復(fù)飛，充氣驗(yàn)證艙段成功展開(kāi)，

火箭第一級(jí)海面平臺(tái)回收試驗(yàn)成功

美國(guó)東部時(shí)間2016年4月8日，獵鷹－9v1.1（Falcon－9v1.1）火箭成功將太空探索技術(shù)公司的“龍”貨運(yùn)飛船送入軌道，執(zhí)行該公司第8次“商業(yè)補(bǔ)給服務(wù)”任務(wù)。這是繼2015年6月第7次任務(wù)發(fā)射失敗后，該公司發(fā)射的首次“國(guó)際空間站”貨運(yùn)補(bǔ)給任務(wù)。隨“龍”飛船進(jìn)入太空的還有存放在貨艙中的“畢格羅充氣式試驗(yàn)艙”，抵站后完成了在軌充氣部署，進(jìn)行居住技術(shù)驗(yàn)證試驗(yàn)。與此同時(shí)，火箭第一級(jí)在與第二級(jí)分離之后，受控返回位于海上的移動(dòng)回收平臺(tái)，并首次成功實(shí)施垂直軟著陸。

此次任務(wù)中，“龍”飛船攜帶的最大有效載荷是畢格羅航天公司建造的“畢格羅充氣式試驗(yàn)艙”，質(zhì)量約1413kg。該試驗(yàn)艙充氣后直徑增加到3.23m，內(nèi)部空間可達(dá)16m3。艙體裝備有發(fā)電量1000W的太陽(yáng)電池板，用于軌道和位置確定的GPS系統(tǒng)，用于姿態(tài)確定的磁強(qiáng)計(jì)和太陽(yáng)敏感器，以及用于姿態(tài)控制的磁轉(zhuǎn)矩儀。艙內(nèi)采用被動(dòng)熱控方式，將平均溫度保持在26℃。在接下來(lái)的2年測(cè)試期內(nèi)，空間站乘員和地面工程師將收集該試驗(yàn)艙的性能數(shù)據(jù)，包括結(jié)構(gòu)完整性和漏氣率。試驗(yàn)艙內(nèi)嵌入的各種儀器也將提供重要數(shù)據(jù)，包括相較于傳統(tǒng)鋁制艙段的輻射和溫度變化等。航天員定期（每年4次，每次幾個(gè)小時(shí)）進(jìn)入艙內(nèi)收集數(shù)據(jù)并進(jìn)行檢測(cè)。測(cè)試期結(jié)束后，該艙段將與空間站脫離，再入大氣層燒毀。

“天鵝座”飛船成功執(zhí)行2次正式合同任務(wù)

2016年3月23日，美國(guó)軌道-ATK公司的“天鵝座”飛船在卡納維拉爾角空軍基地發(fā)射升空，這是“天鵝座”飛船第5次為“國(guó)際空間站”運(yùn)送貨物。飛船帶有3.5t貨物，包括航天員補(bǔ)給物資和一些實(shí)驗(yàn)設(shè)備，其中還有一個(gè)升級(jí)版3D打印機(jī)。經(jīng)過(guò)約3天的飛行，飛船于3月26日抵達(dá)“國(guó)際空間站”，2個(gè)月后，飛船攜帶近1.5t垃圾返回地球。與以往任務(wù)不同的是，本次飛船脫離空間站后，地面控制人員遙控在飛船上進(jìn)行了“飛船火焰實(shí)驗(yàn)”，該實(shí)驗(yàn)有助于了解微重力環(huán)境對(duì)火情擴(kuò)散蔓延的影響，以便研制更好的防火材料和技術(shù)。2016年10月17日，“天鵝座”飛船第6次為“國(guó)際空間站”執(zhí)行貨物運(yùn)輸任務(wù)，其運(yùn)載火箭是繼2014年上一次發(fā)射升空數(shù)秒后爆炸事故以來(lái)首次執(zhí)行任務(wù)的“安塔瑞斯”（Antares）火箭。

私營(yíng)公司獲得商業(yè)合同

藍(lán)色起源公司發(fā)射的“新謝潑德”亞軌道飛行器

“多用途乘員飛行器”在軌飛行示意圖

2016年1月，NASA宣布第二輪“商業(yè)補(bǔ)給服務(wù)”競(jìng)爭(zhēng)的獲勝者，太空探索技術(shù)公司、軌道-ATK公司和內(nèi)華達(dá)山脈公司均獲合同，將從2019年起分別用“龍”飛船、“天鵝座”飛船和“追夢(mèng)者”太空飛機(jī)為“國(guó)際空間站”提供貨物補(bǔ)給。根據(jù)各家公司選用的航天器/運(yùn)載火箭組合，初期的第二輪“商業(yè)補(bǔ)給服務(wù)”任務(wù)將向“國(guó)際空間站”運(yùn)送22500～26500kg補(bǔ)給品和設(shè)備。之后，NASA可能會(huì)視空間站運(yùn)行情況追加2021－2024年的補(bǔ)給任務(wù)。其中“追夢(mèng)者”太空飛機(jī)首次飛行計(jì)劃于2019年進(jìn)行，將由宇宙神－5（Atlas）火箭發(fā)射。

繼太空探索技術(shù)公司和軌道-ATK公司在第一輪“商業(yè)補(bǔ)給服務(wù)”取得成功之后，NASA就已正式開(kāi)始第二輪合同授予的程序。原計(jì)劃2015年初宣布合同授予結(jié)果，后一再推遲到2016年初。此外，NASA又相繼增加了太空探索技術(shù)公司和軌道-ATK公司在第一輪“商業(yè)補(bǔ)給服務(wù)”階段的任務(wù)次數(shù)，確保第二輪任務(wù)開(kāi)始之前的貨物補(bǔ)給工作。

雖然NASA未將內(nèi)華達(dá)山脈公司列入其商業(yè)乘員項(xiàng)目的合作伙伴，但一直向內(nèi)華達(dá)山脈公司的“追夢(mèng)者”太空飛機(jī)試驗(yàn)項(xiàng)目給予投資，并將其列為“可合作的”空間運(yùn)輸合作伙伴。2016年7月11日，內(nèi)華達(dá)山脈公司宣布完成“國(guó)際空間站”第二輪“商業(yè)補(bǔ)給服務(wù)”合同項(xiàng)目下的首個(gè)里程碑事件—NASA批準(zhǔn)了“追夢(mèng)者”太空飛機(jī)的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、測(cè)試和評(píng)價(jià)綜合計(jì)劃。

2016年6月19日，美國(guó)藍(lán)色起源公司（Blue Origin）再次發(fā)射“新謝潑德”（New Shepard）亞軌道飛行器，其推進(jìn)模塊連續(xù)第4次實(shí)現(xiàn)了動(dòng)力控制下的地面著陸，同時(shí)飛行器的乘員艙也試驗(yàn)了其降落傘系統(tǒng)。NASA于2016年6月2日宣布授予藍(lán)色起源公司一份亞軌道研究飛行任務(wù)合同。

4 積極推進(jìn)新型載人航天器系統(tǒng)發(fā)展

持續(xù)推進(jìn)“獵戶座”的“多用途乘員飛行器”（MPCV）

2016年3月，NASA決定將“小行星重定向任務(wù)”（ARM）的發(fā)射日期推遲1年至2021年底。在NASA咨詢委員會(huì)的載人探索與運(yùn)行委員會(huì)的會(huì)議上，該任務(wù)項(xiàng)目主管米歇爾·蓋茨稱，“小行星重定向任務(wù)”推遲旨在開(kāi)展航天器平臺(tái)的先期設(shè)計(jì)研究工作。NASA副局長(zhǎng)威廉·格斯登梅爾表示，推遲發(fā)射與項(xiàng)目技術(shù)無(wú)關(guān)，而是資金出現(xiàn)困難。綜合考慮一些意外因素，“獵戶座”飛船執(zhí)行載人任務(wù)的發(fā)射時(shí)間將推遲到2026年12月。盡管“獵戶座”在一個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)上出現(xiàn)了延遲，但2016年度飛船的研制工作仍持續(xù)推進(jìn)。據(jù)肯尼迪航天中心2016年8月《航天港》報(bào)道，NASA技術(shù)人員與承包商從7月開(kāi)始在尼爾·阿姆斯特朗操作與檢測(cè)廠房的高跨區(qū)內(nèi)進(jìn)行了“獵戶座”飛船熱防護(hù)系統(tǒng)（TPS）防熱瓦的黏合。

俄羅斯持續(xù)推進(jìn)新載人飛船聯(lián)邦號(hào)的研制工作

2016年1月15日，俄羅斯公布了其正在研制的新一代載人飛船的名字∶聯(lián)邦號(hào)。該飛船放棄了目前“聯(lián)盟”飛船的三艙段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，采用全新的兩艙段設(shè)計(jì)，整體設(shè)計(jì)外觀與美國(guó)正在研制的“獵戶座”飛船相似。飛船計(jì)劃由正在研制的安加拉－A5（Angara－A5）運(yùn)載火箭發(fā)射，將取代目前的“聯(lián)盟”飛船執(zhí)行近地軌道任務(wù)，未來(lái)還可用于執(zhí)行載人登月任務(wù)。

聯(lián)邦號(hào)飛船較“聯(lián)盟”飛船進(jìn)行了大量的改進(jìn)，其內(nèi)部空間是“聯(lián)盟”飛船的2倍大，可搭乘4名航天員和500kg貨物。返回著陸前，飛船將伸出4個(gè)裝有減震器的支架，使飛船不會(huì)有強(qiáng)烈的撞擊感。俄羅斯能源火箭航天集團(tuán)（RSC Energia）總經(jīng)理羅伯塔于2016年10月11日披露了聯(lián)邦號(hào)飛船的技術(shù)細(xì)節(jié)，特別是研制的新飛船將采用降落傘和噴氣式著陸系統(tǒng)相結(jié)合的方式，從而使著陸精度提升至5km以內(nèi)。

5 載人航天政策、規(guī)劃和評(píng)估

美國(guó)

2016年2月，美國(guó)白宮發(fā)布了2017財(cái)年預(yù)算申請(qǐng)，NASA為190.25億美元，較2016財(cái)年批準(zhǔn)的192.85億美元減少了2.6億美元。美國(guó)希望通過(guò)為NASA提供的190億美元預(yù)算，推進(jìn)國(guó)家級(jí)空間探索計(jì)劃，并確保美國(guó)在未來(lái)幾年內(nèi)處于空間探索、航空研究和科學(xué)發(fā)現(xiàn)的世界領(lǐng)先地位。在NASA 2017財(cái)年預(yù)算申請(qǐng)中，“探索”和“空間運(yùn)行”預(yù)算項(xiàng)分別為33.37億美元和50.76億美元，這兩部分同屬NASA載人探索與運(yùn)行任務(wù)部，合計(jì)84.13億美元，占總數(shù)的44.2%。

該預(yù)算案稱，載人探索與運(yùn)行部分資金將繼續(xù)美國(guó)商業(yè)乘員運(yùn)輸系統(tǒng)的研制，確保在2017年底之前完成驗(yàn)證，徹底結(jié)束對(duì)俄羅斯載人飛船的依賴；繼續(xù)研制“航天發(fā)射系統(tǒng)”系列火箭和“獵戶座”載人飛船，用于今后的深空載人任務(wù)；推進(jìn)先進(jìn)探索系統(tǒng)研制，通過(guò)公司合作伙伴關(guān)系發(fā)展基礎(chǔ)技術(shù)；繼續(xù)為用戶提供任務(wù)關(guān)鍵性空間通信和導(dǎo)航服務(wù)，包括載人、商業(yè)載人科學(xué)任務(wù)和貨運(yùn)任務(wù)。

此外，NASA瞄準(zhǔn)未來(lái)太陽(yáng)系及以遠(yuǎn)探測(cè)任務(wù)，在“小企業(yè)技術(shù)轉(zhuǎn)移”（STTR）項(xiàng)目第二階段中，從美國(guó)41家企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)中篩選了21項(xiàng)研究和技術(shù)提議，簽署了總價(jià)值約1.58億美元的合同。這些技術(shù)大致可分為6個(gè)領(lǐng)域∶①自主通信系統(tǒng)；②航天服氣體探測(cè)技術(shù)發(fā)展；③太空氣象預(yù)測(cè)；④行星物質(zhì)組成分析與測(cè)繪技術(shù)；⑤智能和自適應(yīng)空間機(jī)器人相關(guān)的信息技術(shù)；⑥先進(jìn)推進(jìn)系統(tǒng)地面試驗(yàn)與發(fā)射技術(shù)。NASA的“小企業(yè)技術(shù)轉(zhuǎn)移”項(xiàng)目利用高度競(jìng)爭(zhēng)、三階段獎(jiǎng)勵(lì)的形式，為符合資質(zhì)的小企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)提供合作機(jī)會(huì)，解決NASA的特定技術(shù)差距。

俄羅斯

2016年3月23日，俄羅斯政府正式出臺(tái)第230號(hào)決議《2016－2025年聯(lián)邦航天規(guī)劃》。該規(guī)劃指出，未來(lái)10年將為聯(lián)邦航天活動(dòng)劃撥14000億盧布（約合216.6億美元），2022年后或再補(bǔ)充劃撥1150億盧布（約合17.79億美元）。該規(guī)劃共包括7部分內(nèi)容∶10年規(guī)劃的總體目標(biāo)、實(shí)施階段、主要任務(wù)、各領(lǐng)域發(fā)展目標(biāo)、主要領(lǐng)域的先進(jìn)工藝、規(guī)劃實(shí)施的主要原則以及優(yōu)先發(fā)展方向。

該規(guī)劃明確提出，未來(lái)俄羅斯航天將發(fā)展3個(gè)優(yōu)先方向∶一是發(fā)展通信和對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星系統(tǒng)及相應(yīng)的運(yùn)載火箭，到2025年保證在軌運(yùn)行的民商及科學(xué)衛(wèi)星從49顆增至73顆，保證新型“聯(lián)盟”和“安加拉”火箭逐步投入使用，并開(kāi)展超重型運(yùn)載火箭的研制；二是建造滿足科研需求的航天設(shè)施，繼續(xù)開(kāi)展“火星生物學(xué)”（ExoMars）聯(lián)合火星探測(cè)項(xiàng)目，以及機(jī)器人月球探測(cè)活動(dòng)；三是實(shí)施載人飛行，支持“國(guó)際空間站”運(yùn)行至2024年，繼續(xù)研制新型載人飛船，繼續(xù)建設(shè)東方航天發(fā)射場(chǎng)。此外，結(jié)合當(dāng)前俄羅斯實(shí)際情況，將可重復(fù)使用火箭研制推遲至2025年以后。

該規(guī)劃指出，俄羅斯將利用“安加拉”火箭執(zhí)行新一代載人飛船的飛行試驗(yàn)任務(wù)；2023年起，將使用東方航天發(fā)射場(chǎng)執(zhí)行“國(guó)際空間站”貨物和人員發(fā)射任務(wù)；發(fā)射5個(gè)月球探測(cè)器，開(kāi)展月球考察等基礎(chǔ)空間研究；月球計(jì)劃第二階段將于2021年開(kāi)始，2021年進(jìn)行新一代載人飛船的無(wú)人飛行試驗(yàn)，2023年飛船將首次飛往“國(guó)際空間站”。該規(guī)劃還指出，將為2025-2030年載人登月做足準(zhǔn)備，完成充分必要的技術(shù)儲(chǔ)備。

歐洲和日本

2016年10月26日，歐盟委員會(huì)發(fā)布了其新版《歐洲航天戰(zhàn)略》，旨在提升歐洲航天在全球的領(lǐng)先地位，在國(guó)際航天市場(chǎng)占有更高份額，緊密把握發(fā)展時(shí)機(jī)，加快航天發(fā)展。該戰(zhàn)略將于2017年正式實(shí)施。該戰(zhàn)略提出，首先將繼續(xù)維護(hù)“國(guó)際空間站”至2024年；其次，增加預(yù)算，將歐洲航天局（ESA）的現(xiàn)有航天探測(cè)項(xiàng)目整合到一個(gè)項(xiàng)目中，并加強(qiáng)歐洲在機(jī)器人領(lǐng)域和載人探測(cè)方面的能力。先在2017－2019年進(jìn)行過(guò)渡，到2020年將開(kāi)展以下主要項(xiàng)目∶

1）完成“國(guó)際空間站”歐洲負(fù)責(zé)的部分，并有效利用科學(xué)和技術(shù)發(fā)展進(jìn)行成果轉(zhuǎn)化；

2）完成NASA“獵戶座”飛船的“歐洲服務(wù)艙”（ESM）的第一個(gè)任務(wù)；

3）履行與NASA簽訂的貿(mào)易協(xié)議直到2020年，這是歐洲技術(shù)首次嵌入到NASA的載人空間探測(cè)項(xiàng)目中；

4）完成“歐洲服務(wù)艙”的第二個(gè)飛行模塊的制造，滿足“國(guó)際空間站”一般系統(tǒng)運(yùn)行成本，并保證到2021－2024年可以滿足航天員任務(wù)；

5）完成火星計(jì)劃的跟蹤氣體軌道器，探測(cè)火星大氣；

6）完成火星2020年任務(wù)的研發(fā)，包括其先進(jìn)的漫游車，對(duì)火星進(jìn)行首次表面探測(cè)；

7）從“國(guó)際空間站”、非“國(guó)際空間站”空間平臺(tái)和空間類似環(huán)境中獲得研究結(jié)果，推動(dòng)歐洲的空間科學(xué)研究，以便支持其經(jīng)濟(jì)發(fā)展，并為未來(lái)空間探測(cè)做準(zhǔn)備。此外，在空間探測(cè)領(lǐng)域首次進(jìn)行歐洲商業(yè)化合作。

經(jīng)過(guò)日本宇宙政策委員會(huì)多次審議后，航天戰(zhàn)略本部于2016年3月末公布了其對(duì)2015年《航天基本計(jì)劃》的修訂版。修訂版較前一版本主要變動(dòng)為“情報(bào)采集衛(wèi)星”（IGS）系統(tǒng)、空間科學(xué)探測(cè)中的“遴選性小型計(jì)劃”和用于“國(guó)際空間站”物資補(bǔ)給的“H-2轉(zhuǎn)移飛行器”。

文部科學(xué)省在2015年提出了降低載人探索成本，設(shè)計(jì)新型“H-2轉(zhuǎn)移飛行器”的設(shè)想，并將新型飛船暫定名為H-2轉(zhuǎn)移飛行器-X（HTV-X）。目前的“H-2轉(zhuǎn)移飛行器”有6t貨物運(yùn)送能力，H-2轉(zhuǎn)移飛行器-X將在保持現(xiàn)有運(yùn)送能力的基礎(chǔ)上大幅減輕飛船的質(zhì)量，將制造費(fèi)用從目前的200億日元減少至100億日元左右。此次修訂版中計(jì)劃于2020年發(fā)射首艘H-2轉(zhuǎn)移飛行器-X，至2024年共發(fā)射5艘。

6 結(jié)語(yǔ)

2016年是全球載人航天發(fā)展55周年，載人航天發(fā)展穩(wěn)中有變。主要航天大國(guó)仍將載人航天作為國(guó)家重要戰(zhàn)略而持續(xù)投入，近地軌道載人航天技術(shù)發(fā)展成熟，各國(guó)圍繞“國(guó)際空間站”開(kāi)展全面應(yīng)用，面向近地軌道以遠(yuǎn)的月球、小行星、火星等目標(biāo)探索的相關(guān)先進(jìn)技術(shù)、系統(tǒng)研發(fā)持續(xù)推進(jìn)。美國(guó)以保持和鞏固全球領(lǐng)導(dǎo)地位為目標(biāo)，以能力提升為基礎(chǔ)，以技術(shù)創(chuàng)新為手段，積極探索商業(yè)化運(yùn)營(yíng)模式，將初步成熟的近地軌道載人航天活動(dòng)推向市場(chǎng)，積極調(diào)動(dòng)商業(yè)力量服務(wù)載人航天發(fā)展；俄羅斯為鞏固載人航天的優(yōu)勢(shì)地位，明確載人航天長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展思路和重點(diǎn)，包括繼續(xù)運(yùn)營(yíng)空間站、研制新一代載人飛船、實(shí)施載人登月項(xiàng)目，并提出國(guó)際月球軌道站構(gòu)想；歐洲和日本通過(guò)國(guó)際合作開(kāi)展載人航天活動(dòng)。