2019年世界前沿科技发展态势及2020年趋势展望——航天篇
本文为春节专题文章——“年度科技发展态势总结与展望”的第八篇航天篇。
世界航天领域2019年发展态势
太空成为全球战略竞争焦点。美国颁布“4号航天指令”，重启太空司令部，并正式组建天军，以确保美国对太空的绝对控制能力；美国拟研发天基激光拦截器，并建设“天基传感器层”，以提升对来袭导弹的探测、跟踪及摧毁能力；美国继续开展“太空旗帜”“施里弗”太空演习，锤炼太空实战能力。俄罗斯总统普京要求深化太空领域工作，完善管理模式，强化太空竞争优势，谋求太空领域领先地位。法国成立太空司令部，发布新版《太空防御战略》，并将研发反卫星激光武器，以提升太空防御能力。印度成功完成反卫星武器试验，成为全球第4个掌握反卫星技术的国家；印度组建了国防太空署和国防太空研究机构，并完成首次太空军事演习，对太空作战必备能力开展评估。日本拟设立“宇宙作战队”，提升太空感知能力，重点监测中俄等国卫星动向。此外，北约宣布将太空列为“第五战场”，并计划发展太空防御能力。
主要航天国家强化太空领域合作，以应对太空威胁。美国将向盟国开放太空态势感知数据库，并对盟国感知数据进行整合，提升对太空轨道进行监测的能力；美国与波兰、芬兰、日本深化太空合作，进一步提升太空态势感知能力；美英等七国联合发布的《太空行动联合声明》指出，各国已认识到太空领域的重要战略意义，将加强太空领域的军事合作，共同应对太空威胁。日印开展第一次太空对话，双方将在全球导航卫星系统、太空态势感知、太空安全和太空产业等领域进行合作。
航天大国加快推进运载火箭技术研发，以满足多种航天发射需求。在重型运载火箭方面，美国完成“航天发射系统”重型运载火箭芯一级发动机段的研制；俄罗斯完成“叶尼塞”重型运载火箭的方案对比分析、火箭性能参数以及研发进度安排等初步概念设计。在大中型运载火箭方面，美国BE-4液氧/甲烷发动机实现100%推力点火试验，验证了全新设计的燃气发生器和涡轮泵系统性能，为“火神”和“新格伦”火箭首飞奠定基础；欧洲“阿里安-6”新型运载火箭的“火神2.1”主发动机和“芬奇”上面级发动机完成地面鉴定评估。在小型运载火箭方面，美国“电子号”火箭进入常态化发射，在2019年成功完成6次发射任务；英国“运载器一号”空射火箭成功进行无动力火箭的高空投放滑行试验，成功验证载机和火箭的分离过程、火箭气动特性及地面支持设备等技术性能；印度“小型卫星运载火箭”完成综合技术评估，进入生产制造阶段。在重复使用运载火箭方面，美国“猎鹰重型”火箭首次成功实现芯级和两枚助推器同时回收；美国“猎鹰-9”火箭首次实现一子级第4次复用和整流罩的回收与复用。欧洲启动“卡利斯托”项目，将打造一款三引擎、可回收的一级火箭。德国启动“空中运载器第一级捕获编队飞行验证”项目论证工作，以研究一种可重复使用运载器方案。
商业低轨卫星星座加速发展，为天基通信网络建设奠定基础。美国铱通信公司的“下一代铱”星座完成部署，成为全球首个完成组网的低轨通信星座，将提供低轨互联网通信服务；美国SpaceX公司成功发射120颗“星链”卫星，稳步推进“星链”星座初期组网进程；美国亚马逊公司拟组建由3236颗卫星组网的宽带互联网星座，将为全球未普及互联网的社区提供低宽带服务。英国OneWeb公司成功发射6颗互联网卫星，开启低轨互联网星座部署工作。加拿大电信卫星公司公布低轨卫星星座建设方案，将建设由300颗卫星组网的低轨卫星星座。
深空探索有序开展，月球成为竞争新高地。美国为NASA追加16亿美元预算，以加速推进重返月球任务进程。为此，NASA公布“阿尔忒弥斯”载人登月计划细节，推进“航天发射系统”“猎户座”飞船以及“深空之门”月球轨道空间站等登月设备的测试、研制进度。同时，加拿大、日本及澳大利亚相继加入美国的“深空之门”项目和重返月球任务，为美国实现载人登月提供支持。俄罗斯启动探月项目设计工作，旨在为载人月球任务设计新型运输系统。中国“嫦娥四号”月球探测器成功在月背着陆，使中国成为全球第一个实现月背软着陆和完成月背与地球中继通信的国家；“玉兔二号”月球车打破记录成为世界上在月工作时间最长的月球车。印度成功发射“月船”2号月球着陆器，首次尝试月面软着陆，但因技术问题着陆器在下降过程中与地面失联，导致任务失败。以色列成功发射“创世纪”号月球探测器，但探测器在降落月球表面前出现一系列故障，最终导致坠毁。
世界航天领域2020年趋势展望
在航天战略方面，美国将在“4号航天令”和《2020国防授权法案》的引领下，整合现有太空系统资源，并借助商业航天力量，全面推进天军组建进程，加速发展太空军事能力，以夺取太空绝对优势。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，以应对北约太空威胁。日本将进一步深化与美国在太空领域的合作，并借机组建天军，发展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）美国将于2020年建设“天基传感器层”，提升对来袭导弹的探测、跟踪能力。（2）美国拟于2020年发射最后一颗“先进极高频”卫星，以获得覆盖全球的抗干扰通信能力。（3）美国将于2020年开展新一代专用战略通信卫星研制，对其地面控制系统开展研究。（4）美国先进航天公司将于2020年底发射“顶点”卫星，以验证NASA“月球门户”设施拟采用轨道的环境情况。（5）美国轨道阁楼公司拟于2020年建设新星座，将为客户提供有效载荷搭载服务。（6）俄罗斯拟于2020年发射“亚里洛”卫星，对太阳开展研究。（7）欧洲通信卫星公司将于2020年发射“欧洲通信卫星-量子”卫星，开展软件定义通信技术研究。（8）印度拟于2020年发射“地球静止轨道通信卫星”-7R军用通信卫星，将为其舰船、潜艇、飞机和岸基设施间建立通信能力。
在运载火箭方面：（1）美国拟于2020～2021年对“航天发射系统”运载火箭开展无人飞行测试。（2）美国SpaceX公司拟于2020年发射3枚“猎鹰-9”火箭，用于开展“共享火箭”项目。（3）欧洲将于2020年初对“阿里安-6”火箭捆绑固体助推器P120C开展最后一次点火试验，试验结束后火箭将进入总装阶段。（4）英国维珍轨道公司的“运载器一号”将于 2020年开展点火试飞试验。（5）印度新研“小型卫星运载火箭”拟于2020年完成首飞。
在载人航天方面：（1）英国维珍银河公司拟于2020年开启太空旅游项目，将为客户提供90分钟的太空飞行体验。（2）美国SapceX公司拟于2020年实现首次载人任务。（3）美国蓝色起源公司的“新谢泼德”火箭拟于2020年完成首次商业亚轨道发射任务。
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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