空客公司2021年航天發(fā)展研究

2021年，空客公司在航天領域繼續(xù)開展各類大型高軌衛(wèi)星的研制與合同簽署，并大力推動了歐洲“哥白尼”計劃下各遙感衛(wèi)星的研制和部署，對歐美的月球、火星、木星等深空探測任務提供了重要的系統(tǒng)與技術支撐，同時打造了初步的在軌制造能力和前沿技術，未來有望進一步向應用轉化。

（一）通信衛(wèi)星

1、“生物量”森林遙感衛(wèi)星即將建成。

2021年2月，歐洲航天局（ESA）的“生物量”（Biomass）森林測量衛(wèi)星的結構模型平臺已建成。在空客公司的數字解決方案下，該衛(wèi)星機械結構在疫情期間持續(xù)開發(fā)，于2020年下半年完成了衛(wèi)星的結構建造，2021年1月初完成了結構模型平臺硬件集成并進行機械測試?！吧锪俊毙l(wèi)星是一項“ESA地球探索者”任務，計劃于2022年發(fā)射，用于測量森林生物量，以評估5年內陸地碳儲量和流通量。該衛(wèi)星將攜帶首個星載P波段合成孔徑雷達，提供高精度的熱帶、溫帶和北方森林生物量地圖，這些信息目前尚無法通過地面測量技術獲得。

2、首顆采用“歐洲之星”Neo平臺的衛(wèi)星研制完畢。

2021年2月，空客公司成功完成了首顆采用“歐洲之星Neo”（EurostarNeo）平臺的衛(wèi)星的服務和通信模塊集成，即歐洲通信衛(wèi)星公司（EUTELSAT）的“熱鳥13F”（HOTBIRD13F）衛(wèi)星，并啟動一系列最后測試。新的EurostarNeo平臺增強了有效載荷性能，并提供了更高效的功率和熱控制系統(tǒng)，服務于視頻通信功能?！巴ㄐ拍K”能夠容納多達2噸的有效載荷，并提供超過25千瓦功率。HOTBIRD13F衛(wèi)星和13G衛(wèi)星的功率均為22千瓦，發(fā)射質量僅為4500千克。EurostarNeo平臺是在ESA“合作項目”框架下，空客公司與法國航天局（CNES）共同開發(fā)的，并得到了英國航天局和歐洲其他機構的支持。

3、獲得日本“超鳥9號”通信衛(wèi)星研制合同，將采用新型衛(wèi)星平臺。

2021年3月，空客公司獲得SKYPerfectJSAT公司合同，研制1顆全數字在軌可重構通信衛(wèi)星——“超鳥9號”（Superbird9）。該衛(wèi)星將基于空客公司的標準化OneSat平臺進行研制，具有高能量性能。空客公司將提供1個交鑰匙解決方案，負責完成Superbird9衛(wèi)星的設計和制造、在軌操作和地面段的服務與保障，以及1個用于管理數字有效載荷和操作端到端衛(wèi)星資源的數字套件。Superbird9衛(wèi)星設計壽命為15年，采用Ku波段，主要覆蓋日本和東亞，涵蓋了海上和航空領域從DTH廣播到寬帶HTS的服務。SKYPerfectJSAT估計在Superbird-9衛(wèi)星上的投資總額約為300億日元。

4、準備為歐洲通信衛(wèi)星公司研制“歐洲通信衛(wèi)星”36D衛(wèi)星。

2021年3月，歐洲通信衛(wèi)星公司（EUTELSAT）選定空客公司研制新一代多任務地球同步通信衛(wèi)星，即EUTELSAT36D衛(wèi)星。該衛(wèi)星將替代當前東經36°衛(wèi)星并增加通信容量，是EUTELSAT公司在非洲、俄羅斯和歐洲的電視廣播（DTH）和政府服務的重要軌位。這將是空客公司EurostarNeo平臺的第8顆衛(wèi)星。

EurostarNeo平臺結合了更大的有效載荷能力和更高效的動力和熱控制系統(tǒng)，減少了生產時間，優(yōu)化了成本，采用了完全數字化生產流程。

EUTELSAT36D衛(wèi)星擁有超過5個下行波束的70個Ku波段轉發(fā)器和一個可控天線，具有較強的靈活性和性能優(yōu)勢。EUTELSAT36D衛(wèi)星計劃于2024年上半年發(fā)射，設計壽命超過15年，其電功率為18千瓦，依靠空客公司特有的EOR（電推進軌道提升）技術，該衛(wèi)星質量比化學燃料設計質量減少了5噸。

EUTELSAT36D衛(wèi)星是EUTELSAT公司向空客公司訂購的第26顆衛(wèi)星，加強了空客公司在電推進衛(wèi)星方面世界領先的地位，目前空客公司有4顆全電推進衛(wèi)星在軌運行，另有17顆全電推進高容量電信衛(wèi)星正在研制。

5、為歐洲通信衛(wèi)星公司研制的“歐洲通信衛(wèi)星量子”衛(wèi)星發(fā)射入軌。

?“歐洲通信衛(wèi)星量子”衛(wèi)星

2021年7月，空客公司為歐洲通信衛(wèi)星公司（EUTELSAT）研制的“歐洲通信衛(wèi)星量子”（EUTELSATQUANTUM）衛(wèi)星發(fā)射入軌。該衛(wèi)星屬于軟件定義衛(wèi)星，位于東經48°，可在覆蓋范圍、頻率和功率方面提供強大的在軌完全可重構服務，反復調整適應業(yè)務需求。衛(wèi)星覆蓋中東和北非地區(qū)，可根據客戶要求服務于指定區(qū)域。

“歐洲通信衛(wèi)星量子”衛(wèi)星是在ESA的合作項目下由空客公司和EUTELSAT公司聯合開發(fā)，衛(wèi)星質量為3.5噸，設計壽命為15年。衛(wèi)星有效載荷由空客英國公司在ESA的“電信系統(tǒng)先進研究（ARTES）”計劃下設計研制，由英國航天局支持，空客西班牙公司研發(fā)了創(chuàng)新型的多波束有源天線有效載荷“電子可控天線+”（ELSA+）。

“歐洲通信衛(wèi)星量子”衛(wèi)星將提供可動態(tài)波束成形和跟蹤船只的移動通信功能，根據陸、海、空運輸需要進行功率和吞吐量的優(yōu)化。它還將實現廣域數據網絡和動態(tài)交通建模的定制設計，同時為政府用戶提供快速的公眾保護和災難恢復服務，并使用最新的加密技術進行安全控制。

6、OneSat平臺衛(wèi)星生產線通過最終設計評審。

以OneSat平臺研制的衛(wèi)星

2021年4月，空客公司的OneSat柔性衛(wèi)星生產線通過了最終設計評審。OneSat平臺生產線具有重大創(chuàng)新和顛覆性技術，包括采用完全可重構模式、最新的數字處理、可使用數千波束的有源天線等?？湛凸镜腛neSat平臺和EurostarNeo平臺是該公司當前和未來地球靜止通信市場的核心產品，其技術開發(fā)得到ESA、法國航天局和英國航天局的支持。目前，空客公司正在為其客戶制造7顆使用OneSat平臺的衛(wèi)星以及8顆使用EurostarNeo平臺的通信衛(wèi)星。

7、研制的首顆Inmarsat-6衛(wèi)星發(fā)射入軌。

2021年12月，空客公司研制的首顆Inmarsat-6衛(wèi)星即I-6F1衛(wèi)星順利發(fā)射入軌。該衛(wèi)星采用空客公司的“歐洲之星E3000”（EurostarE3000）平臺研制，是該平臺的第54次發(fā)射，也是第5個采用電推進技術進行軌道爬升的Eurostar平臺。Inmarsat-6衛(wèi)星質量為5.5噸，功率為21千瓦，設計壽命超過15年。

在電推進技術支持下，I-6F1衛(wèi)星減少了設計燃料質量，從而容納了一個大型尺寸新型數字處理有效載荷以執(zhí)行Ka波段和L波段雙有效載荷任務。衛(wèi)星包含9米口徑的L波段天線和9個多波束Ka波段天線，新型模塊化數字處理器提供了超過8000個信道，可在L波段對超過200個點波束進行動態(tài)功率分配，從而增強了Inmarsat公司的全球可用高速寬帶服務，即GlobalXpress。

8、SPAINSATNG衛(wèi)星成功通過了關鍵設計評審。

2021年12月，“西班牙衛(wèi)星下一代”（SPAINSATNG）計劃成功通過有效載荷及整星的關鍵設計審查（CDR），驗證了X波段有效載荷模型測試，開啟了衛(wèi)星所有飛行部件制造工作，包括全電推進的“歐洲之星”NEO（EurostarNEO）平臺。

SPAINSATNG計劃包括2顆衛(wèi)星，即SPAINSATNG1和SPAINSATNG2，設計位于地球靜止軌道不同軌位，采用X波段、軍用Ka和超高頻波段操作，采用具有在軌重構能力的有源天線，并基于空客公司的EurostarNEO平臺研制。這2顆衛(wèi)星的通信有效載荷都由西班牙工業(yè)界提供，包括在西班牙完成通信模塊集成?？湛凸疚靼嘌婪止矩撠熝兄芚波段有效載荷，而泰阿航天公司西班牙分公司負責研制超高頻和Ka波段有效載荷。

首顆星NG1已經啟動了通信模塊等有效載荷的組裝、集成和測試活動，計劃于2023年底發(fā)射，并于1年后發(fā)射第2顆衛(wèi)星，這兩顆衛(wèi)星運行壽命為15年，將一直服役到2039年。

9、研制的OneWeb衛(wèi)星共8批發(fā)射入軌并擴展至歐洲軍事應用。

2022年，空客公司研制的第5～12批OneWeb衛(wèi)星發(fā)射入軌，其中6個批次每批36顆衛(wèi)星，2個批次每批34顆衛(wèi)星，2021年底前基本實現了為南北緯50度以上地區(qū)提供高速、低延遲通信服務，覆蓋了北歐、英國、加拿大、阿拉斯加、格陵蘭島、冰島和北冰洋。

12月，空客公司和OneWeb公司簽署了一項合作伙伴協議，為軍事和政府主體提供近地軌道（LEO）衛(wèi)星通信服務，這是OneWeb衛(wèi)星首次開展此類服務。OneWeb星座將為歐洲軍方提供綜合網狀網絡、戰(zhàn)斗云和信息優(yōu)勢。

空客公司和OneWeb計劃聯合開發(fā)一系列安全服務，滿足陸、海、空武裝部隊的具體需求。衛(wèi)星地面終端和天線的尺寸、重量和功率相比其它終端都會大大降低，并可用于地面車輛、海上戰(zhàn)艦和高空飛機。OneWeb星座可提供實時空間通信，實時傳輸無人機上傳感器的視頻流，并為歐洲武裝部隊提供高速通信，在整個操作過程中通信鏈路可在OneWeb衛(wèi)星和位于GEO的大型通信衛(wèi)星之間切換。

（二）遙感衛(wèi)星

2021年，空客公司研制和部署了歐洲“哥白尼”計劃下多型遙感衛(wèi)星。

1、前兩顆PléiadesNeo星座衛(wèi)星發(fā)射入軌。

2021年4月和8月，空客公司研制的PléiadesNeo星座的前2顆衛(wèi)星Neo3和Neo4分別發(fā)射入軌，二者目標軌道為620千米高的太陽同步軌道，相互之間保持180度相位差。

PléiadesNeo星座由4顆完全相同的衛(wèi)星（Neo3～6）組成，完全由空客制造、擁有和運營，入軌后將與現有的Pléiades衛(wèi)星和空客公司其他12顆地球觀測衛(wèi)星協同工作，為商業(yè)用戶和機構用戶提供高質量觀測服務。PléiadesNeo5、Neo6衛(wèi)星將于2022年發(fā)射。

?Pléiades Neo衛(wèi)星吊裝

PléiadesNeo衛(wèi)星提供30厘米的原始分辨率和14千米成像幅寬，是同類衛(wèi)星中最寬的，每天增加50萬平方千米地面觀測數據，每年將能夠對全球大陸完成5次成像?？蛻艨赏ㄟ^空客公司OneAtlas數字平臺快速獲取最新的和以往存檔的衛(wèi)星影像數據，并進行數據分析。PléiadesNeo衛(wèi)星構型高度壓縮，擁有一個較輕的基于公司21世紀初技術的下一代碳化硅光學儀器，并與當前在軌的“空間數據高速公路”（EDRS）地球同步衛(wèi)星建立了星間激光中繼通信，從而可在接到數據請求后30至40分鐘內完成緊急采購。

2、完成了第3顆“哨兵2”衛(wèi)星集成。

2021年7月，空客公司完成了“哨兵”2C（Sentinel-2C）衛(wèi)星的集成。這是該系列衛(wèi)星的第3顆，即將被運往德國慕尼黑進行全面環(huán)境測試，直至2022年3月。Sentinel-2C衛(wèi)星軌道高度為786千米，重1.1噸，在性能方面與前2顆衛(wèi)星Sentinel-2A和-2B一樣，可提供從可見到短波紅外范圍的電磁光譜光學圖像，可在13個光譜波段成像，分辨率包括10米、20米和60米，寬幅為290千米。

Sentinel-2A和Sentinel-2B衛(wèi)星分別于2015年、2017年發(fā)射，部署在同一軌道，相位相差180°，以便獲得最佳覆蓋范圍和重訪時間。這2顆衛(wèi)星每100分鐘繞地球一周，每5天完成1次全球地表監(jiān)測。

Sentinel-2衛(wèi)星觀測設備的結構和反射鏡都是由碳化硅制成的，碳化硅由空客公司率先開發(fā)，具有較高光學穩(wěn)定性和最小熱彈性變形，從而獲得高質量幾何圖像。每顆Sentinel-2衛(wèi)星每天可收集1.5TB的星上壓縮數據。數據被高速格式化，暫時存儲在星上最大容量的內存和格式化單元中。除了直接到地面站的X波段通信外，還可通過EDRS“空間數據高速公路”的激光下行通信完成數據傳輸。

3、完成了“哨兵6B”衛(wèi)星研制工作。

2021年12月，空客公司完成了歐洲“哥白尼”計劃第2顆海洋監(jiān)測衛(wèi)星Sentinel-6B的研制工作，并啟動了6個月的全面測試工作。2顆Sentinel-6衛(wèi)星用于測量到海面的距離，精度為幾厘米，軌道高度1336千米，在長達7年的任務期間以10天為一個周期記錄海面高度的變化，海平面的變化，分析和觀察洋流。2顆中的首顆即Sentinel-6A衛(wèi)星已在2020年11月發(fā)射入軌。

4、完成首顆MetOp-SG氣象衛(wèi)星集成。

2021年10月，下一代極地軌道氣象衛(wèi)星系列MetOp-SG衛(wèi)星B系列的首顆星在德國弗里德里希港（Friedrichshafen）的空客公司衛(wèi)星集成中心完成了與其推進系統(tǒng)的集成。該推進系統(tǒng)由空客公司作為主承包商研制，可容納760千克肼燃料，用以保持衛(wèi)星姿態(tài)和軌位，并在衛(wèi)星任務結束時受控從南太平洋上空再入。根據國際空間碎片緩減標準，該推進系統(tǒng)包括12個推力為20牛頓的推進器，用于目標軌道和防碰撞機動，還包括1個推力為400牛頓的主發(fā)動機。

MetOp-SG項目共有6顆衛(wèi)星，由A、B兩個系列組成，每個系列有3顆衛(wèi)星，A系列衛(wèi)星搭載光學儀器和大氣探測儀，B系列衛(wèi)星搭載微波儀器，將在2024-2045年從極軌提供氣象觀測。每顆衛(wèi)星質量超過4噸，將部署在平均高度831千米的太陽同步軌道上，在軌壽命為7.5年，首顆星計劃于2024年初發(fā)射。MetOp-SG衛(wèi)星可提供關于溫度和濕度的增強紅外、微波和無線電掩星探測，從光學圖像中提取的極地大氣運動矢量，利用光學、亞毫米和微波光譜成像儀進行降水和云測量，以及從散射計觀測中提取高分辨率海洋表面風矢量和土壤水分測量數據。

（三）軍事衛(wèi)星

在這方面，主要成就是為法國研制的3顆信號偵察衛(wèi)星發(fā)射入軌。

2021年11月，由空客公司和泰雷茲公司為法國國防采購局（DGA）設計研制的3顆“天基信號情報能力”（CERES）衛(wèi)星成功發(fā)射入軌，這是首批為法國提供天基信號偵察的衛(wèi)星系統(tǒng)，用于提高態(tài)勢感知能力，支持法國軍隊開展軍事行動，建立法國戰(zhàn)略和戰(zhàn)術防御情報能力。CERES衛(wèi)星用于探測和定位來自無線電通信系統(tǒng)和雷達的電磁信號，這些信號來自地面?zhèn)鞲衅鳠o法探測的區(qū)域。

空客公司與泰雷茲公司作為該項目的聯合承包商，前者負責總體系統(tǒng)集成，后者負責從星上載荷到用戶地面部分的全任務鏈條和系統(tǒng)性能。而泰阿航天公司作為分包商提供衛(wèi)星平臺。法國航天局（CNES）作為DGA的協助伙伴，采購了發(fā)射服務和地面段。

（一）月球探測

1、交付第2個“歐洲服務艙”（ESM）并獲得ESA合同再造3個“歐洲服務艙”。

2021年2月，空客公司獲得ESA合同，為美國“獵戶座”飛船再建造3個“歐洲服務艙”（ESM）。10月，空客公司為NASA建造的第2個ESM交付至NASA肯尼迪航天中心。

ESM作為“獵戶座”飛船的動力系統(tǒng)，可運送宇航員登陸月球表面，并搭載宇航員生存所需的水、氧氣等消耗品，并進行艙內熱控。加上目前在造的ESM，空客公司共承擔了6個ESM的研制工作。ESM總重超過13噸，包含1個主發(fā)動機和32個小推力器，除了作為“獵戶座”飛船的主推進系統(tǒng)，負責軌道機動和位置控制，繼承了空客公司為ESA研制的自動轉移飛行器（ATV）工程經驗。

美國“阿爾忒彌斯”1（ArtemisI）是該計劃下首次飛行，將試飛搭載ESM的非載人“獵戶座”飛船。此次合同研制的ESM將用于“阿爾忒彌斯”4～6任務。

2、獲得“地月轉移飛行器”研究合同。

2021年1月，空客公司獲得ESA“地月轉移飛行器”（CLTV）研究合同，服務于ESA未來“月球巡航器”計劃。研究工作包括A和B1兩個并行階段，CLTV是一種多功能、自主物流飛行器，可為NASA和ESA實施美國“阿爾忒彌斯”重返月球計劃提供運輸能力，并可作為多功能“歐洲大型后勤著陸器”（EL3）的補充。

ESA“地月轉移飛行器”（CLTV）概念圖

其中，CLTV可以將貨物或燃料運送到月球軌道和美國的“門戶”月球空間站；將大型登月艙轉移至低月球軌道：可用于在“門戶”空間站和低月球軌道之間攜帶著陸器或上升器飛行，完成各類著陸和上升的運輸任務；支持后國際空間站軌道基礎設施部署，以及對GEO衛(wèi)星通信服務任務提供在軌服務。

CLTV的設計基于空客公司為“獵戶座”飛船研制的歐洲服務艙（ESM），以及5次成功的自動轉移飛行器（ATV）空間運輸任務。未來CLTV由阿里安6號火箭發(fā)射，可攜帶1個超過4.5噸的艙體運送至“門戶”。目前，ESA計劃在2022年下屆部長級理事會上驗證CLTV后續(xù)的B2、C和D實施階段，并在2027年進行發(fā)射。

（二）火星探測

1、研制的“火星環(huán)境動力學分析儀”（MEDA）和天線系統(tǒng)抵達火星。

2021年2月，美國“毅力”號火星車成功在火星著陸。火星車上攜帶的“火星環(huán)境動力學分析儀”（MEDA）氣象站由空客公司設計研制。MEDA將通過分布在火星車上的多個傳感器測量風速和方向、相對濕度、氣壓、土壤和空氣溫度、太陽輻射以及懸浮塵埃等環(huán)境參數?；鹦擒噷⒃诜治鲞@些參數的基礎上自主決定釋放“靈巧”號火星直升機的時機。MEDA是空客公司主導的繼“好奇號”火星車環(huán)境監(jiān)測站（REM）和“洞察號”號溫度與風（TWINS）探測器之后的第3個火星環(huán)境觀測站。

“毅力”號火星向地球發(fā)送數據的X波段高增益天線系統(tǒng)（HGAS）由空客公司基于自研發(fā)的“微帶線”技術而設計研制。該天線可直接向地球發(fā)送由不同儀器產生的科學數據和火星車健康狀況信息，而不需要使用火星軌道飛行器等中繼系統(tǒng)。該天線在火星上承受了從-135℃到+90℃的溫度環(huán)境，是空客公司在火星上的第2個HGAS，首個HGAS在“好奇號”火星車上已運行8年，仍然正常工作。

2、用于火星樣品返回的“地球返回軌道器”（ERO）通過初步設計審查。

2021年6月，空客公司負責通過了“地球返回軌道器”（ERO）項目通過了ESA和NASA的初步設計審查，來自8個歐洲國家的供應商提供幾乎所有零部件和組件，設備和子系統(tǒng)的開發(fā)和測試已滿足啟動條件。下一個節(jié)點是2年后的關鍵設計審查，之后將開始生產和組裝，以確保在2025年交付完整的ERO，2026年執(zhí)行發(fā)射任務。ERO任務周期為5年，將與火星表面探測進行通信中繼，在軌進行交付對接獲取火星樣品，并在2030年開始將其帶回地球。

ERO的設計研制主要基于空客公司成熟技術，而不是開發(fā)全新技術，以避免進度風險。這些技術包括：電推進、大型太陽能陣列、自主導航、交會對接等。

ERO重7噸，高7米，配備了144平方米的太陽能電池板，跨度超過40米，是迄今為止最大的太陽能電池板。ERO采用混合推進系統(tǒng)，其中電推進用于空間巡航和火星大氣下降，化學推進用于進入火星軌道。到達火星軌道后，ERO可為“毅力號”火星車和“樣品回收著陸器”（SRL）提供通信中繼。ERO將在軌捕獲“軌道樣品”（OS）容器，其中存放著由空客公司設計研制的“樣品取回火星車”（SFR）收集的火星樣品管。捕獲后，樣品管會被放置在ERO中的“地球進入飛行器”（EEV）內。接著，ERO將返回地球，將EEV送入大氣層，ERO進入繞行太陽的軌道。

（三）木星探測

完成了木星探測器JUICE的組件安裝和環(huán)境模擬。

2021年3月，作為研制木星冰衛(wèi)星探測器（JUICE）的主承包商，空客公司完成了其磁強計吊桿（MAGBOOM）的安裝工作。MAGBOOM攜帶了5個磁敏感傳感器，包括磁強計J-MAG和無線電等離子體波研究（RPWI）科學儀器。

J-MAG是一個磁力計包，用于研究木星的磁層及其與木衛(wèi)二、木衛(wèi)三和木衛(wèi)四這3顆冰衛(wèi)星的相互作用，特別是木衛(wèi)三的內在磁場。RPWI儀器將調查木星及其冰衛(wèi)星的無線電發(fā)射和等離子體環(huán)境。MAGBOOM由碳纖維、多種鈦鋁合金、青銅等非磁性材料制成，總重44千克。吊桿可承受-210℃到+250℃的溫度，展開后總長是10.6米。

JUICE重6.2噸，計劃于2022年發(fā)射，任務周期共9年，其中圍繞木星的任務持續(xù)大約為4年，將攜帶10臺最先進的科學儀器，包括照相機、光譜儀、亞毫米波儀器、探冰雷達、激光高度計、無線電科學實驗儀器以及用于監(jiān)測磁場、電場和帶電粒子的成套儀器。JUICE將在這顆氣態(tài)巨星周圍飛行3年多的時間，用9個月的時間環(huán)繞Ganymede衛(wèi)星，分析它的環(huán)境、表面、內部和可居住性，從而分析木星周圍存在生命的環(huán)境。4月，JUICE在ESA的大型太空模擬器（LSS）艙室內開始了長達12個月的太空模擬環(huán)境下的熱控系統(tǒng)與電子元器件檢驗。8月，JUICE在空客公司的衛(wèi)星集成中心進行了最后的集成和測試。

?JUICE在空客公司衛(wèi)星集成中心進行最后集成和測試

（四）系外行星探測

獲得“大氣遙感紅外系外行星大型勘測”（Ariel）探測器研制合同。

2021年12月，空客公司獲得ESA價值約2億歐元合同，研制“大氣遙感紅外系外行星大型勘測”（Ariel）探測器，這是ESA“宇宙視野”計劃中的第4個中型任務。

Ariel將研究系外行星的組成以及形成和進化過程，測量大約1000個可見和紅外波長的太陽系外行星的樣本。這是第一個致力于精確測量系外行星化學成分和熱結構的任務。

Ariel研究對象為溫暖或炎熱的行星，利用混合良好的大氣層來分析其結構組成。Ariel探測器計劃在2029年發(fā)射，最終抵達地日拉格朗日2點（L2），可對同一顆行星或恒星進行長達10小時至3天的持續(xù)觀測，任務共持續(xù)4年，若順利的話可至少延長2年。

（一）在軌道實驗平臺

1、獲得ESA使用Bartolomeo平臺開展有效載荷任務的合同。

2021年1月，空客公司從ESA獲得了價值650萬歐元合同，分別于2022年和2024年將2個獨立有效載荷發(fā)射至國際空間站的由空客公司研制的“巴托洛米奧”（Bartolomeo）平臺。該合同預定義了ESA在Bartolomeo上搭載有效載荷的整體商業(yè)條件框架。第1個有效載荷任務是ESA的系外生物學平臺（EXPO），可執(zhí)行1組輻射實驗，研究太空中有機分子和有機體的進化，任務周期為3年，樣品返回地球后會進行詳細分析。第2個有效載荷是由法國航天局開發(fā)的歐洲材料老化實驗平臺（SESAME），研究暴露在太空中的新材料的老化情況。

Bartolomeo平臺適用于多種載荷任務，可容納5千克～450千克的有效載荷，利用每次對國際空間站的維修任務進行搭載發(fā)射，大約每3個月一次?？湛凸究商峁┟刻?～2TB的光學數據下行傳輸。有效載荷可以在合同簽署后的1年半內準備好在軌操作，采用了標準化的載荷尺寸、接口、發(fā)射前的準備和組裝流程。

2、德國宇航中心將使用Bartolomeo平臺首次對激光光學鐘進行在軌驗證。

2021年2月，德國宇航中心（DLR）的“伽利略能力中心”與空客公司簽署了1份1680萬歐元的合同，為Bartolomeo平臺上為DLR的“羅盤”（COMPASSO）任務提供托管服務。

COMPASSO是首個在軌驗證的緊湊型、高穩(wěn)度的激光光學鐘，通過雙向光學鏈路，這些時鐘與地球上高穩(wěn)度的時鐘進行比較和同步，同時利用國際空間站與地面站之間的光學鏈路評估大氣湍流對頻率和時間傳遞的影響。

COMPASSO質量為200千克，計劃于2024年底發(fā)射，將占據Bartolomeo平臺的雙插槽，在18個月任務結束后有效載荷組件將返回地球。

（二）在軌3D打印

1、研制出可在軌制造的3D打印設備。

2021年2月，空客公司研制出了首個可部署在太空的金屬3D打印機Metal3D，未來可進行在軌制造和組裝，ESA對該項目也進行了資助?？湛凸驹?年前啟動了太空制造和組裝（ISMA）工作，一個跨國機器人團隊正在開發(fā)該公司的機器人能力，探索未來如何最好地進行在軌服務。ISMA小組的工作包括3個領域：一是3D打印機制造，到本世紀末，3D打印機部署在月球上，為月球車或月球棲息地制造結構；二是太空組裝，在軌制造大型結構，比如天線；第三是高水平機器人，可實現遠程在軌操作和監(jiān)控。ISMA團隊目標是在2020年代中期，將一個機器人放置在國際空間站的Bartolomeo平臺，建成一個“數字工廠”。

2、被選定研制歐洲可在軌制造的航天器。

2021年3月，空客公司被歐洲委員會選定在“地平線2020計劃”資助的PERIOD（即PERASPERA在軌演示）項目中，研究如何在軌組裝和制造航天器。第A/B1階段研究合同價值為300萬歐元，持續(xù)2年，未來將進行在軌演示。

PERIOD計劃主要是建立1個由機器人操作的“軌道工廠”，可直接在太空建造天線反射器等主要部件，用于組裝航天器或替代衛(wèi)星有效載荷，從而徹底改變太空系統(tǒng)的設計、建造和運營方式?？湛凸咀鳛樵撚媱澋闹鞒邪?，聯合了DFKI、EASN-TIS、GMV、GMV-SKY、ISISPACE、SENERAeroespacial和SpaceApplicationsServices等前進技術機構。

（一）通信領域

1、“太空數據高速公路”累計實現50000個有效激光鏈接。

截至2021年6月底，“太空數據高速公路”（SpaceDataHighway）作為世界上首個使用激光通信的天基系統(tǒng)在前5年在軌不斷間運行中實現了5萬次成功激光鏈接，下載了超過3PB的數據，服務可用率>99.7%。SpaceDataHighway由空客公司擁有和運營，采用了Tesat-Spacecom公司與德國航天局（DLR）合作開發(fā)的激光通信終端。在SpaceDataHighway項目中，位于地球同步軌道的EDRS-A和EDRS-C衛(wèi)星通過激光鎖定低軌道衛(wèi)星并完成這些衛(wèi)星的數據中繼，可將低軌道衛(wèi)星和航空機載平臺的圖像、語音和視頻等數據傳輸至歐洲各地面站，實時通信速率高達1.8Gb/s。

2、“西風”無人機成功完成連續(xù)18天在平流層對地通信。

2021年8月，空客公司和日本的NTTDOCOMO公司在美國演示了西風（Zephyr）太陽能高空平臺（HAPS）無線寬帶連接的能力。ZephyrS無人機在20千米高空進行了約18天的平流層飛行以及與地面天線進行了通信測試。

ZephyrS攜帶了機載無線電發(fā)射機，在平流層飛行并模擬了未來直接到設備的鏈接。數據采集是在不同高度和晝夜不同時間完成的，并包含了晴朗、多雨和多云這三種天氣場景，從而評估天氣條件、飛機仰角和飛行狀態(tài)等因素對數據鏈的影響。測試中使用了多種帶寬模擬較低、標準、較高的吞吐量下從HAPS直接到用戶設備的服務。此次演示驗證了2GHz頻段在HAPS上的可用性，以及使用窄帶（450MHz）為140千米范圍內提供鏈接。

NTTDOCOMO公司計劃未來與空客公司進一步研究HAPS在5G和6G通信中的實際應用，特別是直接與智能手機通信，而不需要基站或新建地面設施。

（二）動力領域

1、研制的“歐洲機械臂”（ERA）準備進入太空。

歐洲機械臂

2021年7月，空客公司將ESA的歐洲機械臂（ERA）安裝在俄羅斯“多用途實驗室艙”（MLM）即“Nauka”上并完成發(fā)射，1周后抵達國際空間站，為空間站的俄羅斯艙段提供服務。空客公司荷蘭分公司作為主承包商設計并研制ERA，并開發(fā)了其軟件功能，管理了整個歐洲的子系統(tǒng)開發(fā)和系統(tǒng)集成與測試。

ERA是兩只手對稱布置的智能機器人，臂長11.3米，可以在國際空間站外部移動，臂與臂相連從一個固定的基點移至另一個基點。ERA擁有7個堅固而高精度的關節(jié)，輕巧的長臂，控制電腦位于長臂中央。美國和俄羅斯宇航員可以在國際空間站內外實時或預先編程控制ERA，使其搬運有效載荷，用紅外攝像機檢查空間站，并進行其它站外操作。ERA可移動物體的質量范圍為3000千克～8000千克，操作精度為5毫米。

2、研制的太陽能電池板為美國商業(yè)航天公司登月任務提供動力。

2021年7月，空客公司的Sparkwing太陽能電池板被美國Masten空間系統(tǒng)公司選用于該公司的XL-1月球著陸器，計劃于2022年交付。XL-1將配備6塊Sparkwing太陽能電池板，在NASA“商業(yè)月球有效載荷服務”計劃下，于2023年在月球南極著陸。

Sparkwing太陽能電池板是世界上首個可用于小型航天器的商用現貨，每塊太陽能電池板有320塊太陽能電池，其中有歐洲AzurSpace公司提供的3G30太空級太陽能電池?？湛凸静捎昧恕盎旌掀ヅ洹钡姆椒?，將標準組件與Sparkwing太陽能電池板所需的特定適配器對接。根據XL-1進行的特定任務需要，空客公司對Sparkwing進行了改進，增加了面板尺寸和面板兩邊長邊的切口，以容納著陸腿。

（三）人工智能

1、啟動歐洲首個全自動化太陽能電池板生產線。

2021年7月，空客公司的歐洲首個完全自動化的太陽能電池板生產線工廠開始運營，其核心部分是“天狼星”（Sirius）和另外17個機器人（都以銀河系中的恒星命名），負責太陽能電池板的生產和測試。該工廠位于德國奧托布倫，空客公司對其投資超過1500萬歐元，并將其作為“工業(yè)4.0”工業(yè)戰(zhàn)略的旗艦項目。從單個電池到一個完整的太陽能陣列，機器人在6個站點上總共執(zhí)行60步操作，主要包括：Sirius將單個太陽能電池送入生產線后，“織女星”（Vega）機器人用一層玻璃覆蓋這些電池，以保護它們免受太空中的宇宙輻射，“卡佩拉”（Capella）機器人將二極管焊接到太陽能電池上，“貝拉特里克斯”（Bellatrix）機器人將它們串接，“Antarix”機器人負責清潔面板，并為粘合做好準備，“參宿七”（Rigel）機器人將各個獨立部件插入太陽能電池板。

該工廠結合了自動化、機器人化、數字化和人工智能，將太陽能電池板的生產周期縮短了一半，同時成本也在下降。18個機器人負責單調和重復的工作，空客公司員工專注于創(chuàng)新或機器人無法完成的任務，如：新的太陽能陣列設計或用戶部件的制造，工廠布線或測試。

2、獲得合同使用AI機器人協助國際空間站上宇航員。

2021年，德國航天局（DLR）和空客公司簽署了1項任務合同，使用目前在國際空間站的人工智能機器人“西蒙2”（CIMON2）未來為4名航天員提供在軌任務。通過此次任務，可以得出分析結果并加以改進，促進CIMON系列機器人在未來執(zhí)行更復雜的任務。

目前，CIMON-2已經與2021年11月發(fā)射進入國際空間站的ESA宇航員馬蒂亞斯·毛雷爾（MatthiasMaurer）在站內協同開展科學實驗，并為一項稱為“三維氣體動力學理論”的教育實驗提供科學支持。為執(zhí)行合同，CIMON-2接收了新的軟件包、科學程序，并正在適應新的安全標準。CIMON-2還在“學習”德語，將其作為第二語言，以便在軌對小學生進行知識測驗，或與宇航員毛雷爾一起講解國際空間站知識。

（一）與薩里大學聯合研發(fā)先進涂層避免衛(wèi)星在軌受腐

2021年2月，空客公司和英國薩里大學先進技術研究所研發(fā)了1種納米屏障和定制化的沉積系統(tǒng)，可附著在聚合物或復合材料的表面，保護近地軌道衛(wèi)星免受紫外線輻射和原子氧的腐蝕。太空中存在大量紫外線會加速大氣外層氧氣分子分解成氧原子，氧原子易與航天器表面發(fā)生化學反應并形成腐蝕。這種新型的納米屏障可在航天器、光學鏡等復雜的三維結構進行大面積敷形涂層，無需多層絕緣材料包裹儀器。將緩沖層和高密度非晶層結合，可降低熱循環(huán)和內應力效應，進而讓水分和排氣保護串聯起來，從而防止材料退化。目前，雙方正在實現涂層的產業(yè)化，從2022年開始在第一批LEO任務中應用。

（二）與墨西哥政府及企業(yè)聯合開發(fā)月球資源開采技術

2021年9月，空客公司與墨西哥航天局（AEM）和墨西哥初創(chuàng)公司Dereum實驗室簽署了1份諒解備忘錄，合作開發(fā)月球資源開采技術，建立一個面向月球的墨西哥“原位資源利用”（ISRU）計劃，并幫助墨西哥建立必要的工業(yè)基礎。該計劃包括1個地面示范概念，開發(fā)從風化層識別和捕獲資源開采的端到端過程，為墨西哥未來空間探索、國際合作等奠定基礎。墨西哥大學也被邀加入。

Dereum實驗室正在開發(fā)創(chuàng)新型的低成本、模塊化的月球探測車，以及從風化層提取氧氣、金屬、水等物質的技術；空客公司也在開發(fā)能從月球風化層中提取氧氣和金屬的ROXY系統(tǒng)。雙方在月球開發(fā)方面有著同樣的愿景。

（三）與歐洲企業(yè)聯合推出月球資源探索的開放式非營利平臺

2021年10月，空客公司、空氣液化（AirLiquide）公司和ispace歐洲公司宣布聯合創(chuàng)建非盈利性質的EURO2MOON組織，致力于促進更好利用月球資源，加速地月經濟，并聯合全歐洲工業(yè)中公共和私營機構力量，研究月球表面探索以及如何以商業(yè)化和可持續(xù)的方式利用月球資源，還包括長期運輸、生命保障以及科學和商業(yè)應用對能源的需求。

EURO2MOON的目標是將歐洲工業(yè)作為地月經濟領導者，基于“原位資源利用”，創(chuàng)建工業(yè)生態(tài)環(huán)境和交流平臺。EURO2MOON總部設在盧森堡，并向工業(yè)合作伙伴和對開發(fā)有利于月球資源管理的技術或服務感興趣的研究組織開放。任何總部或重要活動在歐盟或ESA成員國的公司都有資格加入。歐洲空間資源創(chuàng)新中心（ESRIC）成為EURO2MOON組織的第一個非創(chuàng)始成員。

（四）聯合各主體開展由ESA資助的5G通信標準研究

2021年10月，空客公司及其伙伴FraunhoferIIS、FraunhoferFOKUS、德國慕尼黑聯邦國防軍大學（BundeswehrUniversityMunich）和歐洲通信公司（EurescomGmbH）啟動了一項工作，研究在天基基礎設施上提供基于5G和5G之外的通信服務標準。這項工作由ESA電信和綜合應用理事會（TIA）資助，研究5G和5G之外的天基基礎設施如何為消費者和行業(yè)提供高性能、可靠、彈性且安全的服務，提出一個非地面網絡（NTN）基礎設施和部署方案，并制定符合新興6G概念的未來衛(wèi)星通信技術路線圖。此研究工作預計于2022年中期完成，并形成1份描述研究成果的文件。

（五）聯合加強越南對地觀測能力

2021年11月，越南科技研究院（VAST）、法國航天局CNES和空客公司三方簽署了1份關于地球觀測衛(wèi)星項目合作意向書，旨在促進“越南太空技術計劃2020-2030”的實施。

空客公司研制的VNREDSat-1衛(wèi)星于2013年發(fā)射，這也是首顆VNREDSat衛(wèi)星，目前仍在軌運行。VAST目前正在研究后續(xù)VNREDSat-2衛(wèi)星計劃，從而增強越南太空能力，促進越南經濟與社會發(fā)展。

此次合作，空客公司將為越南地球觀測系統(tǒng)確定解決方案和技術轉讓計劃。CNES和VAST將合作探索與VNREDSat-2衛(wèi)星相關的合作領域，尤其是在VietSCO項目框架下與氣候相關的合作、能力建設和教育。

（六）未來PléiadesNeo衛(wèi)星影像數據可在日本分發(fā)

2021年12月，空客公司與日本PASCO公

司簽署合作協議，使用1個PléiadesNeo衛(wèi)星的直連接收站（DRS）獲得日本市場相關數據分銷權。PASCO公司將利用PléiadesNeo星座的30cm分辨率數據來擴大地理空間信息服務市場，并加強任務響應、對地重訪等能力，服務于各地區(qū)和平時期和緊急情況下的防災和準備活動。

（一）作為核心力量大力推動并實施了歐洲多項深空探測的重大任務發(fā)展

歐洲深空探測主要通過歐洲多國合作或與美國合作，空客公司作為歐洲航天工業(yè)的主力2021年在月球、火星、木星、系外行星等探測方面推進了多項工程研制。在月球探測方面，空客公司通過對ESM和CLTV的研制，成為美國重返月球計劃的核心能力之一，確保了NASA及ESA聯合建設月球空間站的遠期目標。在火星探測方面，空客公司不僅支撐了目前NASA火星車在火星上的探測活動，還主導了雙方未來聯合進行火星采樣返回地球的系統(tǒng)能力。相比之下，歐洲木星探測和系外行星探測主要由歐洲航天工業(yè)獨立完成，空客公司也成為這兩個方向的系統(tǒng)集成商，其中木星探測任務進展較快，或將在2022年與歐洲ExoMars火星著陸任務并行執(zhí)行航天發(fā)射?？湛凸緫{借在航天領域卓越的系統(tǒng)集成能力和先進技術，將幫助歐洲航天繼續(xù)穩(wěn)健發(fā)展。

（二）在航天前沿技術研發(fā)與工業(yè)基礎能力方面取得突破性進展

2021年，空客公司的空間站平臺已進入了在軌應用階段，在軌3D設備和太空機械臂均達到了可入軌狀態(tài)，太空激光通信中繼進一步成熟，臨近空間長期駐留平臺實現穩(wěn)定對地通信，太空人工智能進一步技術迭代并與宇航員在軌互動，OneWeb類型的小衛(wèi)星研制和衛(wèi)星通用的太陽能電池板也進入了智能化制造階段。這些重大成果主要源自于空客公司多年的積累，既關注系統(tǒng)能力，同時也發(fā)展單項關鍵技術突破，使空客公司能夠每年取得突破性的進展。單項技術的發(fā)展未來有望形成集成效應，建立更加具有創(chuàng)新性、顛覆性的系統(tǒng)能力與平臺能力。

（三）作為行業(yè)領導者代表歐洲牽引并聯合全球政府、科研、商業(yè)主體共同發(fā)展

2021年，空客公司除了承擔來自歐盟、歐洲航天局、法國航天局等歐洲政府和軍方任務外，還開放且務實地與其他國家、大學、企業(yè)等主體開展了技術與行業(yè)合作，牽引各主體共同引領未來航天發(fā)展的重要方向?？湛凸九c墨西哥航天局及企業(yè)聯合、與歐洲各企業(yè)建立的EURO2MOON組織都面向更加廣泛的開放式合作探索月球，同時與薩里大學、ESA及歐洲企業(yè)、越南科研機構、日本企業(yè)聯合開展項目，不僅強化了歐洲航天在全球的主導地位，增強了各國之間在航天領域的互動關系，同時還形成了空客公司技術輸出與資源導入，在先進材料研發(fā)、5G通信標準、遙感數據商業(yè)化等方面塑造了產業(yè)生態(tài)環(huán)境。