2021年世界前沿科技发展态势总结及2022年趋势展望——航天篇

国际技术经济研究所全体同仁祝各位读者朋友新年快乐、幸福安康。感谢大家长久以来的关注和支持，也期待未来我们能一直有你相伴。我们将在春节期间连续九天献上专题文章“年度科技发展态势总结与展望”，希望能为读者朋友们提供些许参考。本文为专题文章之航天篇。

世界航天领域2021年态势总结

主要航天国家强化顶层战略设计，重点发展太空军事能力。美国发布《司令官战略愿景》《数字化军种愿景》《7号航天指令》《美国航天优先事项框架》等文件，强调提高太空战备能力，推进“以数据为中心”的太空军转型，并保持美国在全球导航卫星系统领域的领导地位，以维系太空优势。同时，美国通过升级反通信系统、建造“传输层”和“黑杰克”等军事星座以及成立太空作战研发实验室，加快推进太空军事技术发展。英国发布首份《国家太空战略》报告，计划将英国打造成为全球最具创新性和吸引力的太空经济体之一，并通过成立太空司令部，全面推进太空作战和太空装备建设，保持英国在太空军事能力和科学技术方面的竞争优势。法国举行首次太空军事演习，旨在测试太空指挥和卫星防御能力，以提升应对太空威胁的响应水平。德国成立军事太空司令部，将太空感知和防御能力建设视为发展重点。北约批准建立太空卓越中心，为北约成员国和伙伴国提供培训，帮助其制定太空作战条例，评估作战经验。日本在2021财年为航天活动提供4496亿日元（约合41.4亿美元）预算，通过修订太空基本计划重点事项，加强航天能力建设，并将成立第二个太空防卫部门，强化太空防御能力。韩国开展国防太空力量发展方案研究，将联合各作战司令部构建太空作战体系，并计划在未来10年投资16万亿韩元（约合136亿美元），加强太空军事能力建设。

低轨星座布建成为太空竞争热点，频谱和轨道资源争夺日趋激烈。美国SpaceX公司通过19次发射将976颗“星链”卫星发射入轨，使“星链”星座在轨运行卫星数量超过1600颗；该公司目前已获得20个国家超过50万个“星链”卫星终端的预订单，并为全球超过14万名客户提供互联网先期服务。英国OneWeb公司通过8次发射将284颗OneWeb卫星部署入轨，使OneWeb星座在轨运行卫星数量达394颗。欧盟授予“新交响乐”欧洲航天企业集团论证合同，用于研究欧洲卫星宽带星座建设构想。

商业航天备受重视，取得诸多新成就。美国发布《2021年太空工业基础状况》报告指出，将继续加大对商业航天技术发展的支持，并扩大采购商业航天服务范围。英国在《国家太空战略》文件中指出，将大幅增加对商业航天的资金支持，以建立完善的航天生态系统。韩国成立宇宙研究中心，将进一步提升产学合作能力，推动民企在韩国航天产业发展中占据主导地位。在商业航天发射方面。美国维珍轨道公司“运载器一号”完成首次空中发射任务，成为全球首个成功发射的空射液体火箭。美国SpinLaunch公司利用巨型离心机成功完成太空发射试验，实现了航天发射方式创新；美国SpaceX公司“猎鹰”-9火箭创造可复用火箭“十飞十收”的新纪录；美国Astra Space公司完成首次小火箭入轨任务，成为全球又一家具备发射能力的商业航天公司。中国星河动力公司“谷神星一号”火箭成功发射，成为国内第二家实现火箭发射入轨的民营火箭公司。在商业太空载人旅游方面。英国维珍银河和美国蓝色起源公司分别利用“太空船二号”和“新谢泼德”运载器完成载人亚轨道太空旅游；SpaceX公司利用“猎鹰”-9火箭和“载人龙”飞船搭载4名乘客完成3天在轨飞行任务，实现全球首次商业太空旅行。

深空探索持续推进，取得诸多新突破。美国“毅力号”火星车成功着陆火星表面，对火星地质和气候特征开展研究分析，其携带的火星直升机完成多次飞行探测，为人类探索地外星体提供了新的探测方式；美国“帕克”探测器成功穿越太阳日冕层，成为首个近距离“接触”太阳的航天器；美国成功发射“双小行星变向试验”探测器，将首次开展行星防御技术试验。阿联酋“希望号”火星探测器成功进入环火轨道，开始对火星大气进行深入研究。中国“天问一号”火星探测器成功进入环火轨道，其携带的“祝融号”火星车安全降落火星表面，并顺利开展火星巡视探测任务；中国成功发射“羲和号”卫星，将对太阳开展科学探测。

世界航天领域2022年趋势展望

太空环境安全风险激增，太空感知能力建设和行为规则制定将成为关注重点。当前，在轨航天器近距交汇和碎片碰撞危机事件频发，对在轨太空资产和航天员安全带来极大挑战。主要航天国家为维护太空环境可持续发展，将发展太空监视监测系统，进一步提升太空感知能力建设。美国计划在英国部署深空雷达站，加强对高轨航天器的监测能力。欧洲将启动多个太空监视与预警项目，以提升太空感知能力。澳大利亚计划于2022年组建太空部门，将发展太空态势感知能力。另一方面，积极推进太空行为规则制定将成为保证太空有序发展的重要手段。美国计划在2022年发布统筹军民商轨道碎片处理项目新战略，以推进轨道碎片风险管理。法国欧卫通、阿里安航天、美国行星以及中国长光卫星技术有限公司等十家航天公司发起“净零太空”倡议，将在2022年商讨具体措施，目标是在2030年前减少在轨碎片数量。联合国将成立工作小组，拟于2022年召开会议，推进太空规则制定。

低轨星座部署持续开展并将开启初期服务，在完善现有通信体系的同时将对网络监管带来新挑战。俄罗斯计划于2022年10月发射“球体”星座的首颗卫星，并将利用该卫星开展互联网系统的演示验证工作。韩国计划在2030年前建成由2000颗卫星组成的低轨通信星座，用于城市货运无人机和民用飞机通信。美国SpaceX公司“星链”星座已完成首个轨道层的部署任务，拟于2022年开始提供初期全球天基网络服务；SpaceX公司计划在2022年部署更多装备星间激光链路的第二代“星链”卫星，以减少对地面站的依赖。英国OneWeb公司的OneWeb星座将在2022年完成初期部署任务，实现全球网络覆盖。低轨通信星座在为全球提供通信服务的同时也将打破地面网络界限，对各国信息数据网络的监管能力提出新挑战。

地月空间或成为新的战略竞争高地。与当前人类活动频繁的近地空间不同，地月空间具有距离远、范围大、引力条件复杂等特点，对深空通信、感知、传感及动力等系统均提出了更高的要求。美俄欧等计划在2022年开展多项技术研制和演示验证工作，以满足未来自由进出地月空间和部署航天器的需求。美国通用、蓝色起源和洛马公司将在2022年推进“敏捷地月运行演示验证火箭”项目研制，为提升美航天器在地月空间内的机动能力奠定基础；美国蓝峡谷技术公司将在2022年为美太空军建造一颗具备探索地月空间能力的小卫星；美国Rhea Space Activity计划于2022年开发立方体卫星星座，以实现对地月空间的全面监视。俄罗斯拟在2022年继续开展Nuclon号核动力太空拖船的设计工作，以提升地月运输能力。欧洲航天局将利用法国萨里公司卫星验证月球通信网络技术，并将测试在月球周围使用GPS和“伽利略”导航系统的能力。

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一室，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：[e-mail]

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作者丨 张嘉毅

编辑丨 郑实

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