2021年航天前沿科技的主要看點有哪些?看這篇就夠了





世界航天領(lǐng)域2020年趨勢總結(jié)
美國發(fā)布頂層戰(zhàn)略規(guī)劃,謀求太空發(fā)展絕對優(yōu)勢。美國發(fā)布《國防航天戰(zhàn)略》和新版《國家太空政策》文件,為美國航天領(lǐng)域未來10年的發(fā)展提供全面指導(dǎo),并將太空視為戰(zhàn)略發(fā)展重點,要求美國保持制天權(quán)。美國總統(tǒng)簽發(fā)“5號航天指令”和“6號航天指令”,計劃提升太空系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全性,并將加強太空核動力和推進技術(shù)發(fā)展,以維持太空領(lǐng)域的技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢。
太空軍事化進程加速演進,太空武器研發(fā)和部署加快。美國太空軍發(fā)布首份作戰(zhàn)條令《太空力量》,首次從物理、網(wǎng)絡(luò)及認(rèn)知維度對太空領(lǐng)域進行全面剖析,為其深化太空領(lǐng)域的軍事部署奠定基礎(chǔ);美國成立“三角洲”和“守備隊”,將針對具體任務(wù)和行動開展訓(xùn)練,以為作戰(zhàn)部隊提供保障;美國成立太空行動司令部,負(fù)責(zé)維護和保障軍事衛(wèi)星的安全,并為美軍全球作戰(zhàn)提供支援;美國研發(fā)出“小林丸”太空跟蹤系統(tǒng),啟用了太空監(jiān)視雷達(dá)站“太空籬笆”和首套太空攻擊武器系統(tǒng)“反通信系統(tǒng)Block 10.2”,進一步提升了美國太空攻防能力,強化太空威懾。俄羅斯計劃對國家太空監(jiān)視系統(tǒng)進行改進,將重點提升系統(tǒng)信息探測和數(shù)據(jù)處理能力,加強太空綜合保障能力建設(shè);俄羅斯研制出“努多利河”機動式反衛(wèi)星系統(tǒng),并利用該系統(tǒng)發(fā)射直升式反衛(wèi)星導(dǎo)彈,對其實戰(zhàn)性能進行測試;北約在德國拉姆斯泰因空軍基地建立北約太空中心,將為北約的太空行動提供支持,分享信息和協(xié)調(diào)相關(guān)活動,并將幫助北約開展太空軍事理論研究。英國任命首位太空司令部司令,組建內(nèi)閣級國家太空委員會,并啟動太空司令部的建設(shè),以領(lǐng)導(dǎo)英國全面開展太空能力建設(shè),保護英國的太空利益。法國成立太空司令部,并將空軍改名為空天軍,以打造獨立的太空能力。日本正式組建太空部隊,并將構(gòu)建天基預(yù)警系統(tǒng),以提升對高超聲速和彈道導(dǎo)彈等威脅目標(biāo)的探測預(yù)警能力,加強太空防御能力建設(shè)。
美國強化與盟友太空合作,太空聯(lián)合對抗初見端倪。美太空司令部正式接管“奧林匹克防衛(wèi)者行動”項目,將與盟友構(gòu)建太空聯(lián)盟,共同強化太空威懾能力以應(yīng)對中俄太空威脅;已于8月簽協(xié)議向英國防部開放用于預(yù)測在軌物體運行軌跡的標(biāo)準(zhǔn)天體動力學(xué)算法庫(SAAL)。美國在《太空行動規(guī)劃指南》中指出,要擴大美軍與盟國的合作,為太空力量的發(fā)展和壯大提供幫助。美國以“阿爾忒彌斯協(xié)定”為抓手,先后與加、日、意等9國簽署協(xié)定,共同為美國“重返月球”項目提供支持。美太空軍建立主管伙伴關(guān)系辦公室,旨在擴大與澳、日、英、法、德等盟國的太空合作伙伴關(guān)系。美國計劃與日本構(gòu)建太空情報共享網(wǎng)絡(luò),并幫助日本培養(yǎng)太空軍事行動人員,繼續(xù)深化雙方在太空領(lǐng)域的合作。美國與印度簽署《在太空態(tài)勢感知領(lǐng)域開展科學(xué)合作》諒解備忘錄,雙方將在太空態(tài)勢感知技術(shù)研發(fā)和地面監(jiān)視設(shè)施建設(shè)等方面開展合作。
低軌小衛(wèi)星星座建設(shè)進入起步階段,將成為新時期太空戰(zhàn)略爭奪的制高點。美國SpaceX公司通過16次發(fā)射成功將953顆“星鏈”衛(wèi)星送入軌道,并在內(nèi)部測試中為用戶提供了4G水平的天基互聯(lián)網(wǎng)服務(wù);美國亞馬遜公司的“柯伊伯”星座獲得美國聯(lián)邦通信委員會審批,將部署由約3200顆衛(wèi)星組網(wǎng)的互聯(lián)網(wǎng)星座;美軍啟動下一代太空體系架構(gòu)建設(shè),希望加快太空系統(tǒng)架構(gòu)轉(zhuǎn)變,為美軍實現(xiàn)聯(lián)合多域作戰(zhàn)提供關(guān)鍵支持;英國和印度聯(lián)合收購OneWeb公司,并于12月恢復(fù)發(fā)射,成功發(fā)射36顆組網(wǎng)衛(wèi)星,使OneWeb星座在軌衛(wèi)星總數(shù)達(dá)110顆,將為政府和企業(yè)提供商業(yè)通信服務(wù)。俄羅斯計劃于2021年起著手實施“球體”計劃,將打造由640顆衛(wèi)星組成的衛(wèi)星星座,將可提供定位、雷達(dá)探測及通信等服務(wù)。歐洲計劃投資60億歐元構(gòu)建衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座,將為政府機構(gòu)和偏遠(yuǎn)地區(qū)提供安全通信和互聯(lián)網(wǎng)服務(wù),并將使歐洲在衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)競賽中保持競爭力。
深空探測密集開展,月球、火星及小行星成為探索熱點。美國發(fā)布《月球持續(xù)探索與開發(fā)規(guī)劃》和《深空探索與發(fā)展新時代》報告,指出美國將于2023年抵達(dá)近月空間,2024年再次實現(xiàn)載人登月,此后還將在月球南極建設(shè)“阿爾忒彌斯”營地,開展長期經(jīng)濟與科技活動,并支持21世紀(jì)30年代的首次載人登火;美國發(fā)布“鼓勵國際社會支持回收和利用太空資源”行政令,并計劃采購由商業(yè)公司收集的月球樣品,為美國商業(yè)航天企業(yè)進入太空資源開發(fā)領(lǐng)域提供支持;NASA發(fā)布“阿爾忒彌斯”探月計劃協(xié)定,要求參與該計劃的國家遵守協(xié)定原則,以保障月球探索有序開展。俄羅斯計劃與歐洲航天局開展合作,擬在2025年前完成3次落月任務(wù),并對月球極地和土壤環(huán)境開展研究。日本“火星衛(wèi)星探測”任務(wù)進入全面研制階段,將首次嘗試把“火衛(wèi)一”樣品送回地球;日本小行星探測器“隼鳥2號”釋放的返回艙攜帶“龍宮”小行星樣本于12月成功返回地球。中國成功發(fā)射“天問一號”火星探測器和“嫦娥五號”月球探測器,前者使中國實現(xiàn)第一次自主火星探測任務(wù),后者成功實施無人月面取樣返回任務(wù),使中國成為繼美俄之后第三個取得月球樣本的國家。阿聯(lián)酋研究火星氣候的“希望”號探測器乘日本H-ⅡA運載火箭于7月升空。

世界航天領(lǐng)域2021年趨勢展望
在航天戰(zhàn)略方面,美國將繼續(xù)推進太空軍建設(shè),以發(fā)展獨立的作戰(zhàn)和情報能力,并將充分借助商業(yè)航天力量,強化太空系統(tǒng)能力。同時,美國將利用“重返月球”計劃,加大對國內(nèi)科研和生產(chǎn)力量的整合,以引領(lǐng)新一輪科學(xué)技術(shù)發(fā)展,并將借“阿爾忒彌斯協(xié)定”深化與盟國在太空領(lǐng)域的合作,構(gòu)筑太空聯(lián)盟利益共同體,以維護太空霸權(quán)。北約將在美國帶領(lǐng)下,繼續(xù)深入推進太空軍事化進程,提升太空能力,以對抗俄羅斯。俄羅斯將繼續(xù)完善現(xiàn)有太空系統(tǒng),并著力發(fā)展非對稱技術(shù)和深空探索能力,以應(yīng)對北約太空威脅和深空探索競賽。日本將進一步深化與美國在太空領(lǐng)域的合作,借機提升太空監(jiān)測和感知能力,以保衛(wèi)國家安全。印度將在立足大國戰(zhàn)略競爭的背景下,重點發(fā)展軍事太空能力,力圖打造軍事航天強國。
在應(yīng)用衛(wèi)星方面:(1)美國計劃于2021年利用“發(fā)射1號”火箭執(zhí)行“太空測試計劃”-S28(STP-S28)發(fā)射任務(wù),擬分3次將44顆小衛(wèi)星送入軌道。(2)美國計劃于2021年發(fā)射“黑杰克”項目實驗衛(wèi)星,將利用超算處理芯片在軌開展相關(guān)驗證工作。(3)美國將于2021年把一臺導(dǎo)彈預(yù)警傳感器集成到衛(wèi)星平臺上,開展在軌試驗,以提升對高超聲速武器的探測和跟蹤能力。(4)美國計劃為低軌衛(wèi)星裝備LINK-16數(shù)據(jù)鏈,將于2021年3月開展低軌通信試驗,以提升跨域通信能力。(5)SpaceX公司擬于2021年中期為印度提供衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。(6)英國OneWeb公司擬于2021年開始提供初期衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。(7)俄羅斯擬于2021年開始部署衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座。(8)美國軌道工廠與太空飛行公司計劃于2021年將第一顆“衛(wèi)星加油站”衛(wèi)星送入軌道,擬進入太陽同步軌道為衛(wèi)星提供在軌加油服務(wù)。(9)歐洲將于2021年對衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座開展研究。
在運載火箭方面:(1)美國聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟公司將于2021年完成“火神-半人馬”火箭的首次發(fā)射任務(wù)。(2)美國“航天發(fā)射系統(tǒng)”(SLS)超重型火箭將于2021年執(zhí)行首次發(fā)射任務(wù)。(3)歐洲“阿里安-6”火箭將于2021~2022年執(zhí)行首次發(fā)射任務(wù)。
在載人航天方面:(1)印度擬于2021年底執(zhí)行首次載人航天飛行任務(wù)。(2)美國SapceX公司擬于2021~2022年開展首次載人太空旅行任務(wù)。(3)美國藍(lán)色起源公司的“新謝潑德”火箭計劃于2021年完成首次商業(yè)載人飛行任務(wù)。
在深空探索方面:(1)美國計劃于2021年完成無人繞月任務(wù),為2024年實施“重返月球”項目奠定基礎(chǔ);(2)俄羅斯計劃于2021年10月發(fā)射“月球”25號探測器,對月球兩極地區(qū)開展科學(xué)探測;(3)阿聯(lián)酋“希望”號火星探測器預(yù)計于2021年2月抵達(dá)火星軌道,對火星大氣層開展探測。(4)美國“毅力號”火星探測器將于2021年2月抵達(dá)火星的杰澤羅隕石坑,將對火星開展地質(zhì)探測;(5)中國“天問一號”火星探測器將于2021年2月登陸火星,對火星地形、地貌及大氣等環(huán)境開展科學(xué)探測;(6)印度將于2021年發(fā)射“月船”3號探測器,再次嘗試完成月球軟著陸任務(wù)。

本文轉(zhuǎn)載自“全球技術(shù)地圖”,原標(biāo)題《2020年前沿科技發(fā)展態(tài)勢及2021年趨勢展望——航天篇》,文 | 張嘉毅
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