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国外国防科技文献资料快报

2008年二季度世界航天要闻之五

2010-01-06

                              ——美国强调太空安全的重要性

 

    美国强调太空安全的重要性
    4月,美国国会敦促政府发布国家安全太空战略,要求美国空军太空司令部与国家侦察办公室在7月前制定出太空保护战略。同时两家机构还启动了另一项计划,商讨军事和情报部门如何保护太空资产。GAO称,国家安全太空战略将帮助国防与情报部门统一国家的太空目标与优先权。 
    美国空军要求增强太空态势感知能力
    空军太空司令部总司令在24届美国全国太空研讨会上赞成增加投资以提高美国太空态势感知。2009财年国防预算中,空军向国会请求的预算里约有4.213亿美元用于太空控制活动。这一数额比2008财年增加了20%,约占2009财年所有太空系统研发及采购总预算申请(85亿美元)的5%。太空态势感知(SSA)共获批2.403亿美元,这一数额超过所有太空控制活动预算申请额的一半。其次是太空对抗,获得1.04亿美元的投资。太空控制技术的投资额为0.77亿美元。  
    商业卫星的军事需求持续增长
    美国国防官员在6月召开的工业讨论会上表示,未来几年美国对商业卫星服务的军事需求将持续增长。美军正在试图阐明清晰的军事安全需求以加强与商用卫星的联系。另外4月消息,美国国防技术安全局与国家安全太空办公室打算重新评估商业卫星组件,从美国军需品清单上删除部分组件。
    美国民用航天政策
    5月,美国国家研究理事会发布《美国民用航天政策》报告。报告收录了2007年11月召开的民用航天政策研讨会主要议题的讨论结果。包括:2004年推出太空探索新愿景后,美国民事航天政策的主要变化与发展;在当前背景下进行太空探索的适度性等问题。以往类似研讨会的会后报告曾使航天计划的诸多要素发生方向性变化。 
    国防采办收效甚微
    GAO发布武器采办项目的评估报告,报告认为:DOD的计划投资大幅增长,但在成本和时间进度方面的采办成果并未得到改善。GAO认为DOD在战略层面及项目层面的系统化上存在问题。国防部没有采用普遍的基于认知的采办程序是这种成熟度缺失的主要原因,并总结出另外4个影响国防部项目管理和成果改进的因素:性能需求变更频繁、项目负责人的任期缩短、对承包商依赖性的增强以及项目软件缺乏管理。
    GAO建议:(1)实施激励政策,鼓励有条不紊、基于信息的方法;(2)在国防部、军队、国会以及国防产业间建立一种能够共享目标的真正的合作伙伴关系。美国国会立即做出回应,开始多个项目的研发并颁布一项法案。法案规定:决策制定者保证项目在采办过程初期的关键节点满足明确的标准。如果这些措施执行得当,将有助于解决国防采办问题。 

    一、热点计划
    (一)太空态势感知
    中段太空实验(MSX)卫星

    6月2日,“中段太空实验”(MSX)卫星退役。MSX是跟踪地球同步轨道物体的天基平台,退役后将由“天基太空监视系统”(SBSS)代替。MSX载有美国空军太空监视网(SSN)中唯一的天基传感器——“天基可见光传感器”(SBV)。
    “天基太空监视”(SBSS)系统
    2009财年,太空态势感知领域中获得最多投资的项目是“天基太空监视”(SBSS)Block 10卫星,这是第一个能极大改进美国探测、跟踪在轨目标能力的太空星座,计划投资额约1.21亿美元。4月,波音公司完成了SBSS卫星运行中心硬件设施的安装,并开始启动SBSS首颗卫星的载荷集成和试验。SBSS系统是一个低地球轨道光学遥感卫星星座,具有高轨道观测能力强、重复观测周期短、全天候观测的特点,可大幅度提高美国的探测能力。SBSS首颗卫星(Block 10)计划于2010年发射。
    “太空篱笆”(Space Fence)
    2009财年,太空态势感知的研发投资中约有4530万美元用于升级“太空篱笆”,约460万美元将用于太空篱笆改进的近期采购。“太空篱笆”是横跨美国南部的雷达系统,能够监测太空在轨物体。该系统将在S波段运行,取代空军“太空监视系统”(AFSSS)中的特高频波段(VHF)雷达。它能探测到中低地球轨道上的更小物体,从而及时满足作战人员对太空态势感知的需求。“太空篱笆”项目预计6月进行关键决策点A的决策,随后于7月发布议案征询,计划于2009年1月授出合同。
    “自感知太空态势感知”(SASSA)
    “自感知太空态势感知”(SASSA)计划,旨在研发“感知并确定”激光攻击技术。美国空军希望利用“战术星”-5验证SASSA系统,该计划将演示能利用星载仪器探测美国太空资产威胁的系统。计划演示需要一个携有预警传感器的有效载荷,围绕主卫星提供战术太空感知。合同预计在2008年晚些时候授出,演示用有效载荷计划2010年底发射。一些专家称,此举将向太空军事化迈进一步。

    (二)作战及时响应型太空(ORS)
    4月28日~5月1日,美国召开第六届及时响应型太空会议。会上,五角大楼表示支持作战及时响应型太空(ORS)办公室的发展,并表示将增加ORS办公室的预算。但美国空军官员在24届美国全国太空研讨会上表示,ORS尚处于发展初级阶段,它的发展需要时间。美国政府问责署(GAO)也在4月25日发布报告,认为国防部的ORS有所进步,但挑战仍在。GAO建议DOD拟定一项计划,明确它将如何指导投资以满足当前的作战需求,同时继续追求创新方法和新技术。以下是2008年第二季度ORS的进展情况。
    美国3月份公布了三份跨部门公告(BAA),旨在获得作战及时响应型太空(ORS)任务领域中的多种能力,包括:及时响应型航天器平台与有效载荷技术;一种多任务低地轨道模块化运载火箭;及时响应型发射;发射场与系统体系结构以及建模技术。
    适用于ORS的热控系统
    6月,美国空军研制出一套适用于太空的散热管理系统。它具备功率低、轻便,且数据存储需求低的特点,并能够按需在无源和有源的热控状态间切换。该设备已经在2008年初搭乘“奋进”号航天飞机进入空间站接受了试验。
    “太空中的及时响应实验与演示试验平台”(TREADS)
    5月消息,美国正在开发“太空中的及时响应实验与演示试验平台”(TREADS,Testbed for Responsive Experiments and Demonstrations in Space),TREADS可以使研究者迅速运行卫星整合、试飞他们的仪器。从而实现在太空测试航空航天技术。首次发射预计在2009年进行,以后每年发射两次,也可能按需增加发射次数。 
     系统F6技术演示项目
    空军部长曾在4月9日的美国太空研讨会上提到,美国应该拥有卫星燃料加注能力。5月,美国国防先进研究计划局(DARPA)选中波音团队演示系统F6的初始技术。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。它的基础方案是将一组航天器作为一个单位,以无线方式一起运行,多个航天器运行在一起执行某个任务的方案类似于一个单个较大航天器。系统F6项目除了增加灵活性,还能降低整个项目的成本。 
    “山猫”(Lynx)太空船
    4月,美国Xcor宇航公司公布水平起降的可重用“山猫”(Lynx)太空船的设计细节。该太空船除了用作太空旅游外,还将作为美国空军研究实验室作战及时响应型太空任务相关技术的验证载具。太空船上升的最大高度为61千米,速度可达马赫数2;下降时速度可达马赫数2.5。
    “米诺陶”火箭
    4月,美国空军太空与导弹系统中心向轨道科学公司又订购了三枚“米诺陶”火箭,两枚“米诺陶”-4火箭和一枚“米诺陶”-1火箭,用于支持新成立的ORS办公室。这是自ORS办公室2007年5月成立以来,专门为ORS采购的首批完全作战火箭。它们将在2010-2011年间执行发射任务。
    “猎鹰”-1火箭
    5月,ORS办公室选中SpaceDev公司的Trailblazer卫星平台作为ORS首个任务“快速启动”(Jumpstart)的主有效载荷。Jumpstart任务计划于2008年7月末搭乘SpaceX公司的“猎鹰”-1火箭从马绍尔群岛的夸贾林环礁发射。Jumpstart任务将演示作战指挥员寻求的响应能力——从航天器集结到运载火箭集成在短短几个月间完成。
    黑燕(Blackswift)超声速演示器 
    2009财年预算申请中,DARPA为 “黑燕”演示器申请7.5亿美元。“黑燕”计划旨在研发一种F-16战斗机大小的速度可达马赫数6的无人演示器。“黑燕”飞行器使用涡轮发动机和超燃冲压发动机,涡轮发动机可使飞行器加速到马赫数3,然后超燃冲压发动机继续将飞行器加速到马赫数6。该飞行器使用常规燃料,可从机场跑道起飞,减速后动力着陆。洛•马公司是“黑燕”的主承包商。

    二、重大项目进展
    (一)导弹及导弹防御方面
    导弹试验
    美国导弹防御局(MDA)宣布4月2日成功完成有弹道导弹防御系统(BMDS)元件参与的空军试验。BMDS的作战元件包括美国Beale空军基地的升级预警雷达和天基红外系统,它们成功探测并跟踪了那枚远程导弹。此次试验验证了指挥和控制元件集成多种传感器数据的能力,从而提高了系统的精度和探测、识别、跟踪并瞄准敌方弹道导弹的响应能力。
    “民兵”III洲际弹道导弹
    4月1日、5月22日,美国国家核安全管理局(NNSA)分别试射两枚“民兵”III洲际弹道导弹。“民兵”III洲际导弹是目前美国陆基核打击力量中的主要组成部分,其射程最远可达12500千米,最多可携带3个分弹头。近年来,尽管美国暂停开发新洲际导弹,但对“民兵”III的改进一直没有停止。它的改进重点在于通过GPS制导提高打击精度。
    “终端高空区域防御”(THAAD)系统
    5月,首批THAAD入役美国陆军,包括:24枚THAAD拦截器、3个THAAD发射器、1套THAAD火控系统和一套雷达。THAAD设计用于拦截中短程弹道导弹,预计将于9月进行两次飞行试验,此后还将进行两次飞行试验。4月,美国导弹防御局计划在2010至2015年间,将THAAD和“宙斯盾”(Aegis)弹道导弹防御系统的导弹生产率提高一倍。
    网络中心空中防御单元(NCADE)
    4月,Aerojet公司成功完成其新型轴向硝酸羟胺(HAN)推进器的全部持续时间研发试验,该推进器将用于美国导弹防御局和雷神公司合作的网络中心空中防御单元(NCADE)计划。HAN毒性较低,可进行高密度封装,相对于其他推进器更易于运送。NCADE是一种空中发射的武器系统,旨在对抗助推段和飞行上升段的短程和中程弹道导弹。是美国导弹防御局弹道导弹防御系统的组成部分。该系统基于先进中程空空导弹(AMRAAM),为应对助推段或上升段威胁提供临时或短期解决方案。
    其他研发:
    •5月,美国空军授予波音公司寻的器综合目标末段传感器(SITES)计划下的制导综合引信(GIF)技术演示合同。SITES的引信能力将为联合双用途空中优势导弹(JDRADM)减轻重量并节省空间。JDRADM是第一代结合空对空和空对地任务能力的导弹。
    •6月,美国空军改进电子战能力。研究小组希望找出各种武器系统的共性,实现电子战计划间的界面标准化。

    (二)航天器方面 
    全球定位系统(GPS)
    5月,诺格团队完成美国空军下一代GPS地面控制段(OCX)的系统设计评审。同月,美国空军授予洛马公司GPS IIIA的建造合同。GPS III卫星将继GPS IIRM和GPS IIF之后为GPS星座提供支持。GPS IIIA将增加新的与伽利略系统兼容的民用信号,拥有更强的军用信号、抗干扰和更强的商用信号。首批GPS III卫星预计2014年发射升空,全部32颗卫星将在2022年以前发射入轨。 
    转型卫星通信系统(TSAT)
    5月消息,TSAT采用“回到基础”的方法,确保计划的关键技术在采办周期中达到相应成熟度。该项目采用风险降低计划,扩大与关键技术相关的样机的测试与演示,帮助合同商制定飞行硬件资格设计的合理计划;并成立一个独立的评估小组,该小组的基本功能是定义TSAT的关键技术要素,并评估它的技术就绪水平。TSAT旨在提供一套受保护的安全通信系统,该系统可以集成太空、空中、地面及海洋的网络,提供全球性、高保障性、自动化及动态能力。 
    宽带全球卫星通信(WGS)
    美国空军4月16日宣布,美国战略司令部已经接受首颗宽带全球通信卫星WGS-1的指挥与控制权,揭开了从现有“国防卫星通信系统”(DSCS)转为国防部最新卫星通信系统“宽带全球卫星通信”(WGS)的序幕。WGS-1卫星于2007年10月10日搭乘“宇宙神”-5火箭从美国卡纳维拉尔角空军基地发射升空。WGS-1在经过一系列在轨试验后,于4月15日开始正式绕轨运行。WGS-1卫星将向美国太平洋司令部地区提供10倍的态势感知能力。预计6颗WGS卫星组成的星座将于2012年运行。
    天基红外系统(SBIRS)
    4月,国际科学应用公司提前交付风险降低替代性红外卫星系统(RR-AIRSS)计划的红外传感器。该传感器将为下一代天基红外系统的发展奠定了基础。同月,天基红外系统(SBIRS)地球同步轨道(GEO)卫星重要飞行软件通过设计评审。5月,美国空军与联合发射联盟签订合同,使用“宇宙神”-5渐进一次性运载火箭发射天基红外系统(SBIRS)第二颗地球同步轨道卫星(GEO-2)。此次任务预计2010年12月至2011年3月期间从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地发射。6月,洛•马公司交付为SBIRS GEO卫星提供高可靠性指挥与控制的飞行软件模块。同月20日,SBIRS星座的第二颗高椭圆轨道(HEO)-2卫星完成在轨校验。 
    宽域天基图像收集器(BASIC)
    6月消息,美国空军决定公开建造BASIC卫星系统,尽管该系统仍处于议案阶段。BASIC作为一项政府秘密议案,将与目前运行的系统更紧密的集成,并能够确保运行安全。3月有报道称,美国国防及情报高级领导人取缔国家侦察办公室(NRO)对BASIC计划的决定权,该职责可能被国家情报办公室和国防部的采办部门收回。
    推进剂仓库(propellant depots)
    6月,美国联合发射联盟公司正在研究推进剂仓库概念。这一概念有助于激励低成本的新型发射系统的研发,航天器发射时不必携带全部推进剂,而是在发射后,与轨道仓库交会,为燃料箱加油。这一方案将对包括“战神”火箭在内的“探索系统结构研究”的结构产生影响。目前方案还存在诸多重大的技术问题。其一是长期在轨贮存低温推进剂而不损失,其二是往返仓库的燃料转移问题。联合发射联盟公司正以“德尔它”-4火箭的氢燃料箱为基础进行研究。
    另外还有两个轨道仓库方案。2002年有研究者提出“阿格斯”(Argus)可重复使用运载火箭方案。“阿格斯”是单程入轨的圆锥形、带翼载具。其燃料箱可以为低地球轨道推进剂仓库提供液体燃料与氧化剂。另一个是宝瓶座系统。劳拉公司从1998年开始这一概念研究。“宝瓶座系统”可以成为持续的在轨基础设施的关键部分,向国际空间站或其它太空探索任务提供低成本、大体积的运输。
    其他研发:
    •4月,NASA“可复用航天系统用的可扩展自配置体系结构”(Scalable Self-Configurable Architecture for Reusable Space Systems)的研究进入第二阶段。该技术能够在航天器出现故障时,用机器智能使航天器自愈。
    •4月消息,NASA计划为未来的全球通信网络研发重量最小仅5千克的纳卫星。这种纳卫星成本低,且能够批量生产。
    •4月,洛•马公司、诺•格公司分别向NASA提交了设计并研发下一代地球环境监测卫星GOES-R的建议案。
    •5月,美国鲍尔宇航公司与NASA签订多项地球遥感合同。
    •5月,美国国防预先研究计划局授予诺•格公司光学射频通信附件(ORCA)合同。ORCA是一种全天候、高连通性、抗干扰的高带宽网络,该项目将研发并演示确保所有移动部队获取可靠的、经济可承受的安全的高性能网络连通性所需的关键组件。
    •6月,美国第二颗先进极高频(AEHF)军用通信卫星的核心结构与有效载荷模块集成完毕。    

    (三)载具方面
    航天飞机

    5月,阿联特技术系统公司(ATK)成功进行航天飞机可复用固体火箭发动机(RSRM)的点火试验。这项试验能够提高固体火箭发动机的性能,从而确保航天飞机的安全,并将有助于“战神”-1火箭第一级的研发。美国众议院小组委员会5月20日通过的一项法案,NASA额外增加三次飞行任务。NASA的两次备选飞行被确定,而且还会增加一次任务用以运送“阿尔法”磁谱仪。这三次飞行并不要求在2010年前完成。6月23日,NASA告知国会预计航天飞机退役后,肯尼迪太空中心将失去3000-4000个工作岗位。NASA局长表示航天飞机退役后,航天局的焦点转至月球探索。但是从航天飞机退役到新载具研制成功有大约5年的空当,美国不得不依赖俄罗斯的飞船将美国宇航员送往国际空间站。
    “星座”计划
    5月,NASA官员表示,航天飞机项目推迟后,肯尼迪航天中心需要花费时间调整,转而为“星座”项目服务,这可能会使“战神”-1的首次飞行试验推迟至2009年5月末进行。同月“星座”计划管理委员会决定暂时将“猎户座”乘员探索飞行器的初始设计评估时间从2008年9月推迟到11月。机构发言人称,推迟不会影响“猎户座”的首飞时间。5月,NASA成功完成了J-2X发动机的首批试验。J-2X发动机将为“战神”-1火箭和“战神”-5火箭的上面级提供动力。NASA共进行了9次传统J-2发动机试验,试验获得的数据将用来改进J-2X泵及其他发动机元件的设计,以便为新发动机提供所需的额外性能。6月,NASA为“战神”-5火箭增加一台发动机,并增加了火箭助推器的长度。按构想,火箭将具备将7.1万千克载荷运到月球的能力。 
    商业轨道运输系统( COTS)
    6月,COTS项目的成员运送部分进入可行性评审的最终阶段。SpaceX公司的“龙”太空舱已于4月公布细节,该太空舱计划使用“猎鹰”-5火箭发射,可携带乘员或货物前往国际空间站(ISS),还可用作ISS的紧急返回载具。“龙”太空舱有5个座位,货运型太空舱没有座位,可携带3个ISS货架。航天飞机计划于2010年退役,NASA已决定在2010-2015年期间商业购买ISS货运服务。届时往返ISS的后勤货运总重量预计将达到82400千克。合同商不但需要满足NASA从飞行到运行的需求,其太空飞船还必须在首次交付期间完成在轨试验。
    其他研发:
    ·4月,洛•马公司内部投资研发的无人两级轨道运输系统进行缩比模型试飞。该模型长2.44米,翼展1.83米。模型与实物的比例为1:5。机翼为三角形,并带有多个小翼。该系统运行成本较低,公司希望该航天器能够在多个领域广泛应用,包括民用、军用、研究精益经营以及快速反应。
    ·5月,轨道科学公司与美国防部签订亚轨道运载火箭研究合同。

    (四)深空探测方面
    “凤凰”号火星着陆器
    5月25日,“凤凰”号探测器在火星北极成功着陆,着陆区名为“瓦斯蒂塔斯•伯勒里斯”(Vastitas Borealis),位于火星北纬68度,东经234度。5月28日,“火星勘测轨道器”(MRO)出现“临时故障”,阻碍了“凤凰”号上机械臂的展开。6月17日,着陆器出现故障导致部分科学数据丢失。6月20日,NASA正式宣布火星北极确实存在水冰,并将进一步研究火星土壤的化学成分。6月26日,“凤凰”号火星着陆器检测出火星北极土壤呈碱性,并含有镁、钠、钾和氯化物。此发现让科学家更加相信火星北极曾存在生命痕迹。该探测器于2007年8月4日发射,计划用3个月的时间研究火星北极,探测这一区域是否曾存在生命迹象。
    月球勘测轨道器”(LRO)任务
    4月,NASA月球勘测轨道器(LRO)开始集成科学设备。LRO共携带六个科学设备,其中的四个已完成装配。LRO计划于2008年晚些时候搭乘“宇宙神”-5火箭从NASA肯尼迪航天中心发射升空。月球坑观测与感知卫星(LCROSS)于4月提前进入复杂测试阶段,并于6月开始最后检查。它是LRO的二级载荷,主要目的是在靠近月球极地区域的陨石坑内寻找冰。该任务将在极轨运行1年完成主要的探索任务,可能再用3年时间收集关于月球及其环境的详细科学信息。这些信息将有助于确保人类重返月球的安全与可行性。
    此外还有几项提议的或初步规划的月球机器人航天器,包括重力恢复和内部实验室(GRAIL)航天器,以及月球大气与尘埃环境探测器(LADEE)。NASA还希望与其他国家一起部署由科学节点舱组成的国际月球网络。NASA希望其他国家将自己的科学节点舱送往月球表面,每个节点舱都可装载一组核心的科学设备,各国可以在核心装置的基础上增加试验包。
    “全地形六足地外探测器”(ATHLETE)
    4月消息,NASA考虑在未来月球任务中使用可移动的机器人居留舱。一种被称作“全地形六足地外探测器”(ATHLETE)可能在新月球基地中发挥重要作用。它可以直接从月球着陆器中走出,在水平地面使用轮子移动;复杂地形则使用机械腿。这种基于ATHLETE的居留舱可以由航天员直接控制;地球任务控制中心也可以向其发送指令。此外还有另外一种自动机器人居留舱正在进行试验。这种机器人居留舱可使用太阳能电池的能量移动,最大速度可达10千米/时,航天员将享受游牧生活,游历月球表面的大部分区域。(中国航天工程咨询中心 曲佳) 
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