2018年世界航天装备发展综述
2018年世界航天装备发展综述
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2018年度，世界航天装备继续稳步发展，重点项目实现技术突破或达到重要节点。其中美俄欧日印等国家和地区发展最引人注目，呈现出美国继续保持全面领先地位，俄罗斯大力推进航天装备的现代化发展，欧日印等努力发展符合自身需求的航天装备的特点。
美国空军航天司令部今年9月表示拟向工业界征集“非政府太空态势感知”方案，征集的方向是“战术性太空态势感知”，尝试从商业传感器网络等来源获取数据。另外，美空军航天司令部今年也在开展市场调查，寻求可以每周7天，每天16小时，对“地基光电深空监视系统”（GEODSS）进行运行和维护的商业公司。
图1 “太空篱笆”设计原理概念图
今年6月，S波段“太空篱笆”主承包商洛马公司在太平洋马绍尔群岛夸贾林环礁对S波段“太空篱笆”雷达进行集成，并在随后测试运行。按照计划，该项目将于2019年获得初始运行能力，2022年具备全面运行能力，从而显著提升美军太空态势感知能力。日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）正在研制新型地基监视雷达，用于探测直径10厘米的太空碎片，新型雷达将显著增强向太空碎片发射的电波输出，采用特殊信号处理技术，探测能力是现有雷达的200倍，日本准备在冈山县和山口县各部署一部。
图2 施里弗演习地标志
美国空军太空司令部1月26日宣布，位于科罗拉多州施里弗空军基地的国家太空防御中心（NSDC）于1月8日开始不间断运行。NSDC是美国首次把军方和情报部门的资源真正整合到一起，以采集并共享美国卫星和配套基础设施所面临潜在威胁的数据。美空军太空司令部于10月11日～10月19日在阿拉巴马州的麦克斯韦空军基地举行“施里弗演习2018”（SW 18）太空战演习，这也是美国自2001年以来举行的第12次“施里弗”系列太空战演习。5月21日，DARPA“交会和在轨服务行动联盟”（CONFERS）项目团队，在加利福尼亚州举行了第一次筹建会议。会上明确了CONFERS业务范畴和近期工作重点，标志着DARPA主导的“卫星在轨服务”操作标准建立工作迈出实质一步。
今年4月，美国空军向地球同步轨道发射“老鹰”（EAGLE）技术演示卫星。这颗卫星至少安装有一颗名为麦克罗夫特（Mycroft）的可分离式卫星，以及4个用于太空态势感知（SSA）和威胁探测技术的连接式有效载荷。麦克罗夫特卫星可在一个预定时间从EAG LE上分离，先抵达一个距EAGLE 35千米的位置，再重新与老鹰进行交会，以测试不同的交会传感器。同时对轨道上其他卫星的数据进行搜集，并对相关的处理系统与成像平台进行演示。8月，俄罗斯国防部公布在轨释放了随“宇宙-2519”卫星一起发射的一颗监测卫星，并进行了卫星机动控制、对地观测、轨道通讯等测试，试验了新的弹道估算系统和运行软件。在完成测试后，监测卫星又再度返回“宇宙-2519”卫星，整个释放和回收过程都是全自动完成。10月30日，欧洲“太空碎片移除”（RemoveDEBRIS）任务团队继9月16日成功开展世界首次太空环境下飞网抓捕立方星技术验证后，又在地面程控指令下利用成像测距装置完成对立方星DS-2相对运动轨迹的绘制，不仅验证了成像测距装置的适用性与硬件性能，初步验证了太空目标运动跟踪技术的可行性。
图3 GPS III卫星空间运行效果图
8月，美国下一代全球定位导航卫星GPS III的第一颗卫星运抵卡纳维拉尔角发射场，即将年底由SpaceX新版猎鹰9号B5火箭发射。GPS III跟GPS II相比，提高3倍精度和8倍抗干扰能力，卫星寿命将延长至15年。另外，GPS III还增加了民用L1C信号，允许民用用户增强与其他国际卫星系统的互操作性。
俄罗斯今年分两次将两颗GLONASS-M卫星发射入轨，使该卫星导航系统在轨卫星数量达到27颗。ESA于7月25日发射了欧洲“伽利略”卫星导航系统的第23～26颗工作卫星，使该系统在轨卫星数量达到26颗。印度今年4月将第9颗导航卫星INRSS-1I送入地球同步轨道，再次组成7星区域卫星导航星座。
图4 “黑杰克”项目效果图
美国国防高级研究计划局（DARPA）今年5月开始对该局去年发起的称为“黑杰克”（Blackjack）项目进行投标评审，目标是要建设一个具有较低“尺寸、重量、功耗及成本”的全球监视与通信低轨星座，未来任务范围会扩展到诸如天基作战管理等更复杂的任务。
图5 总装中的欧洲哨兵-3B卫星
欧洲今年4月成功发射海洋监视卫星“哨兵-3B”，这是哨兵家族发射的第7颗星。“哨兵”家族第一阶段计划“编制”为7颗卫星，组网后可对陆地和海洋全覆盖，进行全天候和高精度的监测。
美国国家侦察办公室（NRO）1月发射新型雷达卫星（代号为NROL-47）；俄罗斯3月和10月分别发射军用侦察卫星（代号“宇宙”2525）和电子侦察卫星（代号“宇宙2528”）；日本今年2月和6月先后成功发射了其“情报收集卫星”系统（IGS）“光学６号”和“雷达6号”侦察卫星；印度1月发射“制图星”2F遥感卫星。
图6 日本H-2A-202型运载火箭6月12日在种子岛航天中心发射“情报收集卫星（IGS）雷达6号”
图7 美国先进极高频卫星（AEHF）效果图
10月，美国空军成功发射第4颗“先进极高频”（AEHF）军事通信卫星（即AEHF-4），完成了该系统的全球覆盖组网工作。
俄罗斯今年4月成功发射“福音 12L”军用通信卫星（代号宇宙2526），该星是福音系列的第二颗卫星，设计寿命至少15年；日本今年4月成功发射第二颗军用通信卫星 “煌１号”，7月投入运行，进一步推进组建军用通信卫星网的进程；印度空间研究组织11月成功发射一颗通信卫星GSAT 29，首次携带光通信设备，是高通量通信卫星，设计寿命约10年，主要用于提高印度北部和东北部地区的通信服务能力。
图8 印度通信卫星GSAT 29
图9 GOES-16 与GOES-17 配合观测效果图
3月，美国最新一代的地球静止气象卫星GOES-S（即GOES-17）成功发射，该星与2016年11月发射的GOES-16 配合将能完整观测到西半球大部分地区。GOES-S基于A2100A平台，装载有多种先进探测载荷，预计使用寿命为15年。
8月，ESA从圭亚那航天中心成功发射“风神”（ALADIN）卫星，是世界上第一颗全面监测全球风况的气象卫星。
图10 整流罩即将罩住美国SBIRS卫星
今年1月，美国空军成功发射“天基红外系统”（SBIRS）的第4颗静地轨道卫星，代号SBIRS-GEO-4，完成初期SBIRS的空间段部署工作，基本形成预警能力。按照计划，美国将部署8颗SBIRS卫星，第5颗及第6颗卫星将分别于2021年和2022年发射。不过，伴随着SBIRS的部署展开，对该系统的非议也逐渐增多，主要集中在系统生存性不高和对高超音速飞行器跟踪能力不足等。于是美国空军在2019财年预算中，取消了对SBIRS第7颗和第8颗卫星的投资。今年8月，美空军授出“下一代过顶持续红外”（OPIR）计划前3颗卫星研制合同，计划在2023年发射其第一颗下一代OPIR卫星，比其最初替换SBIRS的计划提前两年，争取实现到本世纪中期，提供预警卫星能在“竞争性环境”中生存的能力。
图11 美国重型猎鹰火箭发射升空
2月，美国重型猎鹰火箭首飞成功，这是美国私立公司研发的目前世界现役推力最大的可重复利用火箭。该火箭采用多发动机组合，轻质箭体结构，其近地轨道运载能力达到63.8吨，地球同步轨道运载能力为26.7吨。俄罗斯今年启动安加拉-A5火箭制造工作，火箭设计遵循模块化、组合化、系列化的思想，采用高度标准化的通用火箭模块及大量成熟技术，A5近地轨道运载能力可达24吨，地球同步轨道运载能力为7吨；研发中的A7火箭设计近地轨道运载能力为35吨，地球同步轨道运载能力为12.5吨。另外，俄罗斯航天国家集团公司获准今年启动超重型运载火箭的研发，计划明年完成概念设计，该火箭设计能将80吨有效载荷送入月球轨道。ESA今年鉴于阿里安6火箭研制进展，确定为该火箭和P120C固体火箭发动机研发继续注资，支持从阿里安5火箭过渡到具有全面运行能力的阿里安6。阿里安6火箭是欧洲新一代运载火箭，采用两种配置，阿里安62配有2个P120C捆绑式助推器，地球同步轨道运载能力为5吨；阿里安64有4个助推器，地球同步轨道运载能力为10.5吨，P120C是有史以来建造的最大碳纤维固体推进剂助推器，阿里安62计划2020年首飞。
图12 俄罗斯安加拉火箭在研的几种型号
图13 Electron小火箭发射
美国维珍轨道公司今年获得美国联邦航空管理局（FAA）发放的许可证，获准进行空射型火箭的首次空中发射，这意味着维珍公司距离实现商用火箭空中发射又前进了一步。另外，美国小型卫星发射公司Rocket Lab今年1月成功发射自制小型火箭Electron，并将3颗卫星送入轨道。11月12日，该公司利用其小型火箭Electron将归属多家公司的6颗卫星及一艘航天器送入预定轨道，完成了首次商业发射任务。由于采用了3D打印技术，该公司可望今后继续降低火箭制造成本。日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）今年发射了结构紧凑型运载火箭SS-520型，该火箭长9.54m，直径0.52m，重2.6吨，使用普通电池和其它元件，最大程度降低了火箭的研究和发射成本，相关总费用不超过360万美元。
图14 日本小火箭SS-520型即将发射
2018年世界军事装备发展纵览
目 录
2018年世界陆军装备发展综述
2018年世界海军装备发展综述
2018年世界空军装备发展综述
2018年度世界导弹及核武器发展综述
2018年世界航天装备发展综述
2018年外军电子战装备发展综述
2018年世界网络战发展情况综述
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