廖小剛 王巖松

（中國(guó)國(guó)防科技信息中心，北京100142）

·信息研究·

2016國(guó)外載人航天發(fā)展綜述

廖小剛 王巖松

（中國(guó)國(guó)防科技信息中心，北京100142）

2016年，國(guó)外主要航天國(guó)家依據(jù)本國(guó)國(guó)情推進(jìn)載人航天發(fā)展戰(zhàn)略，規(guī)劃載人航天未來(lái)目標(biāo)與重點(diǎn)；運(yùn)載火箭、飛船、發(fā)射場(chǎng)等載人系統(tǒng)取得諸多顯著進(jìn)展，為未來(lái)發(fā)展奠定基礎(chǔ)；國(guó)際空間站主要成員國(guó)都已同意延壽至2024年，將為載人航天發(fā)展發(fā)揮更大作用；以SpaceX公司等為代表的商業(yè)公司低地球軌道能力與技術(shù)不斷成熟，并正在向月球、火星等低地球以遠(yuǎn)拓展；小行星、火星、木星等無(wú)人深空探測(cè)活動(dòng)依然活躍，取得多項(xiàng)探測(cè)成果，為載人深空探測(cè)鋪平道路。

1 主要航天國(guó)家繼續(xù)做好載人航天的頂層規(guī)劃

美國(guó)2016年繼續(xù)重申載人登陸火星的目標(biāo)，但由于特朗普當(dāng)選下一任總統(tǒng)，美國(guó)未來(lái)的載人航天發(fā)展目標(biāo)與重點(diǎn)將可能進(jìn)行調(diào)整。美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬10月撰文表示，將通過(guò)政府和私人創(chuàng)新者之間的不斷合作實(shí)現(xiàn)2030年載人登陸火星的目標(biāo)，“這是美國(guó)航天重要的新篇章”。但由于共和黨人特朗普11月當(dāng)選美國(guó)下任總統(tǒng)，其上任后將修改奧巴馬時(shí)期的載人航天發(fā)展政策，以符合其執(zhí)政的理念。美國(guó)未來(lái)的載人航天發(fā)展目標(biāo)與途徑可能發(fā)生變化，探索整個(gè)太陽(yáng)系將取代登陸火星成為美國(guó)載人航天的長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)，月球?qū)⒌玫礁嗟年P(guān)注。

俄羅斯政府3月批準(zhǔn)《俄聯(lián)邦2016～2025年航天規(guī)劃》，到2025年將投入1.4萬(wàn)億盧布（1美元約合68盧布）發(fā)展本國(guó)航天業(yè)。由于目前俄經(jīng)濟(jì)狀況不好，其撥款額度比最初草案提出的2萬(wàn)億盧布削減了30%，導(dǎo)致俄未來(lái)10年航天特別是載人航天計(jì)劃將大幅瘦身，可重復(fù)使用火箭研制推遲至2025年以后，載人登月計(jì)劃推遲至2030年以后。盡管如此，一些載人航天的相關(guān)項(xiàng)目還是得到了保留，包括：繼續(xù)發(fā)展“安加拉”運(yùn)載火箭和新一代載人飛船，加速“東方”航天發(fā)射場(chǎng)建設(shè)，發(fā)射5枚月球探測(cè)器，開展月球考察等基礎(chǔ)研究，參與維護(hù)國(guó)際空間站等。普京12月在俄羅斯航天國(guó)家公司2030年前發(fā)展戰(zhàn)略研討會(huì)上強(qiáng)調(diào)未來(lái)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注：提高國(guó)際空間站俄羅斯艙段工作對(duì)經(jīng)濟(jì)和基礎(chǔ)科學(xué)方面的實(shí)際作用；重視新一代航天器及運(yùn)載工具的研制生產(chǎn)；開展“東方”發(fā)射場(chǎng)二期建設(shè)等。此外，俄羅斯總統(tǒng)普京簽署總統(tǒng)令，俄聯(lián)邦航天局于2016年1月1日起撤銷，由新成立的俄羅斯航天國(guó)家公司取而代之，以提高工作效率、降低運(yùn)行成本。

歐盟委員會(huì)10月發(fā)布新版《歐洲航天戰(zhàn)略》，旨在加快航天發(fā)展、提升歐洲航天在全球的領(lǐng)先地位以及在國(guó)際航天市場(chǎng)占有更高份額。新戰(zhàn)略強(qiáng)調(diào)繼續(xù)發(fā)展“阿里安?6”火箭和“織女星?C”火箭，研發(fā)可重復(fù)使用和低成本發(fā)射技術(shù)等。在12月舉行的部長(zhǎng)級(jí)會(huì)議上，歐洲航天局局長(zhǎng)強(qiáng)調(diào)在航天4.0時(shí)代實(shí)現(xiàn)歐洲航天一體化發(fā)展，并決定未來(lái)4年將投入103億歐元的航天預(yù)算。其中對(duì)于載人航天，歐洲航天局提出“月球村”概念，即通過(guò)全球聯(lián)合方式開展月球探測(cè)，該項(xiàng)目將吸收包括俄羅斯在內(nèi)的多國(guó)參與。

2 載人航天各主要系統(tǒng)穩(wěn)步推進(jìn)

（一）新型運(yùn)載器系統(tǒng)平穩(wěn)發(fā)展

2016年，載人航天發(fā)射共12次，失敗1次；其中美國(guó)發(fā)射4次，俄羅斯7次（載人乘員運(yùn)輸4次），日本1次?，F(xiàn)役運(yùn)載器2016年既有成績(jī)也有挫折。美國(guó)“安塔瑞斯”火箭10月成功復(fù)飛，將“天鵝座”飛船送往國(guó)際空間站，這是“安塔瑞斯”火箭自2014年發(fā)射失敗后的首次復(fù)飛。俄羅斯“聯(lián)盟”U運(yùn)載火箭在12月執(zhí)行國(guó)際空間站貨運(yùn)任務(wù)時(shí)，由于火箭三級(jí)發(fā)生故障，導(dǎo)致飛船未能入軌，在大氣層中燒毀。而美國(guó)的“獵鷹?9”火箭在地面測(cè)試時(shí)因?yàn)槿剂霞幼⒐收习l(fā)生爆炸，導(dǎo)致其2016年后續(xù)的國(guó)際空間站貨運(yùn)任務(wù)都不得不推遲到2017年。

新型運(yùn)載器系統(tǒng)研制則進(jìn)展順利。美國(guó)航天發(fā)射系統(tǒng)（SLS）研制工作繼續(xù)向前推進(jìn)，先后完成火箭芯級(jí)液氧燃料罐測(cè)試版的焊接、固體火箭助推器段測(cè)試版的安裝，以及芯級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)RS?25的多次靜態(tài)點(diǎn)火試驗(yàn)，為SLS火箭在2018年8月的首飛做好準(zhǔn)備。俄羅斯宣布開始研制新型超重型運(yùn)載火箭。俄羅斯副總理羅戈津11月透露，俄羅斯正在研制新型重型運(yùn)載火箭，將為建立月球基地鋪平道路。俄新型火箭預(yù)計(jì)5到7年就可研制成功，近地軌道運(yùn)載能力將達(dá)120～160噸，將會(huì)成為俄羅斯實(shí)現(xiàn)登月的基礎(chǔ)。

除了國(guó)家層面，美國(guó)的商業(yè)公司也積極研制新型運(yùn)載火箭。美國(guó)藍(lán)源公司9月正式宣布該公司正在研制“新格倫”運(yùn)載火箭，計(jì)劃于2020年前進(jìn)行首飛。該火箭包括兩級(jí)與三級(jí)構(gòu)型，可用于近地軌道或更遠(yuǎn)軌道的商業(yè)衛(wèi)星發(fā)射和載人飛行任務(wù)。

（二）新型飛船研制步伐加快

2016年，美、俄的新型飛船（載人和貨運(yùn)）都繼續(xù)推進(jìn)，取得諸多成果。NASA在開發(fā)和測(cè)試“獵戶座”飛船上取得重要進(jìn)展，完成“獵戶座”壓力艙的焊接工作。該壓力艙作為一個(gè)密閉環(huán)境，將為未來(lái)的載人任務(wù)乘員艙提供航天員生命保障。通過(guò)壓力測(cè)試后，將為壓力艙裝載航空電子設(shè)備及系統(tǒng)，然后與SLS火箭集成。NASA還對(duì)歐洲航天局提供的“獵戶座”服務(wù)艙結(jié)構(gòu)測(cè)試體進(jìn)行一系列關(guān)鍵測(cè)試，以驗(yàn)證其結(jié)構(gòu)完整性和發(fā)射過(guò)程中可承受的動(dòng)力。

1月，俄羅斯為正在研制的新一代載人飛船命名為“聯(lián)邦”號(hào)?！奥?lián)邦”號(hào)飛船拋棄了目前聯(lián)盟號(hào)飛船的三艙段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，采用全新的兩艙段設(shè)計(jì)，將取代目前的“聯(lián)盟”號(hào)飛船執(zhí)行近地軌道任務(wù)，未來(lái)還可用于執(zhí)行載人登月任務(wù)。除載人飛船外，俄已經(jīng)開始新型高運(yùn)載力貨運(yùn)飛船的概念設(shè)計(jì)，由于新貨運(yùn)飛船的運(yùn)載能力更強(qiáng)，因此每年只需要發(fā)射三次就可滿足國(guó)際空間站的需要，而現(xiàn)行的“進(jìn)步”貨運(yùn)飛船則需要四次。

（三）航天員系統(tǒng)取得多項(xiàng)成果

1）航天員完成一年期駐站任務(wù)安全返回

2016年3月，NASA航天員斯科特·凱利和俄羅斯航天員米哈伊爾·科爾尼延科完成了國(guó)際空間站一年期駐站任務(wù)，在國(guó)際空間站共駐留340天，完成超過(guò)400項(xiàng)試驗(yàn)。這是國(guó)際空間站建設(shè)以來(lái)連續(xù)飛行時(shí)間最長(zhǎng)的一次任務(wù)，凱利也成為單次駐留太空時(shí)間最長(zhǎng)的美國(guó)航天員。航天員駐站一年期任務(wù)旨在更好地了解長(zhǎng)期空間飛行對(duì)人體的影響，為將要到來(lái)的載人小行星和火星任務(wù)提供數(shù)據(jù)和參考。

2）航天員開展多種形式的地面訓(xùn)練以適應(yīng)未來(lái)長(zhǎng)期任務(wù)

2016年，針對(duì)未來(lái)載人深空長(zhǎng)期飛行任務(wù)，各航天國(guó)家展開了多種形式的航天員水下、封閉及微重力條件下的模擬訓(xùn)練。其中包括：6月，NASA人體研究計(jì)劃（HRP）模擬研究中的HERA?10模擬任務(wù)順利結(jié)束，為期30天的任務(wù)期間，乘員“訪問(wèn)”了一個(gè)虛擬小行星，并采集了土壤和巖石，通過(guò)3D打印機(jī)制造了一部分設(shè)備，進(jìn)行了植物栽培、鹽水蝦養(yǎng)殖等活動(dòng)；7月，來(lái)自中國(guó)、俄羅斯、日本、歐洲航天局和美國(guó)五個(gè)航天機(jī)構(gòu)共6名航天員在意大利撒丁區(qū)800米深的地下巖洞，共同完成歐洲航天局開展的洞穴培訓(xùn)課程——合作冒險(xiǎn)運(yùn)動(dòng)，評(píng)估航天員行為和績(jī)效能力；7月，“火星?160”計(jì)劃開始實(shí)施，來(lái)自美國(guó)、俄羅斯、法國(guó)、英國(guó)、日本等國(guó)的乘員在美國(guó)南部猶他州“火星荒漠研究站”開始為期80天模擬任務(wù)。

這些地面訓(xùn)練旨在為未來(lái)的深空探索和火星之旅做準(zhǔn)備，訓(xùn)練航天員在多元文化團(tuán)隊(duì)內(nèi)，如何在狹小、隔離、陌生且相對(duì)危險(xiǎn)的環(huán)境下克服心理與生理的多重挑戰(zhàn)，安全有效地開展各項(xiàng)工作，以及訓(xùn)練他們的領(lǐng)導(dǎo)力、服從性、團(tuán)隊(duì)協(xié)作及決策。

3）新型航天服研制進(jìn)展順利

2016年，俄羅斯新型航天服——“海鷹”MKS艙外航天服研制完成，并裝備國(guó)際空間站（由于火箭發(fā)射失敗，該航天服未能送往國(guó)際空間站）。新航天服增加了2項(xiàng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)：新增自動(dòng)熱調(diào)節(jié)系統(tǒng)；對(duì)橡膠密封綁扎材料進(jìn)行替換，更加耐磨耐用。此外，俄羅斯還將以“海鷹”航天服為基礎(chǔ)，研制新型月球航天服。

針對(duì)未來(lái)火星探測(cè)任務(wù)，NASA于2016年開始對(duì)兩種火星航天服進(jìn)行測(cè)試評(píng)估：一是可在低重力和零重力環(huán)境中使用的“空間探索航天服”樣型；二是用于對(duì)實(shí)施火星表面探測(cè)的移動(dòng)技術(shù)進(jìn)行測(cè)試的航天服Z?2。這兩種航天服都將為載人登陸火星提供生命支持和保障。

（四）航天發(fā)射場(chǎng)建設(shè)持續(xù)推進(jìn)

2016年，俄羅斯“東方”航天發(fā)射場(chǎng)完成首次發(fā)射，美國(guó)則繼續(xù)改造肯尼迪航天中心，以適應(yīng)未來(lái)SLS新型火箭的發(fā)射。4月，俄羅斯的“聯(lián)盟－2.1a”運(yùn)載火箭從俄遠(yuǎn)東地區(qū)阿穆爾州的“東方”航天發(fā)射場(chǎng)發(fā)射，將三顆衛(wèi)星送入預(yù)定軌道。這也是“東方”航天發(fā)射場(chǎng)自2012年開始動(dòng)工以來(lái)的首次發(fā)射，目前，發(fā)射場(chǎng)一期項(xiàng)目已接近尾聲，可支持所有“聯(lián)盟?2”型火箭發(fā)射。2016年，俄羅斯政府還批準(zhǔn)了“東方”航天發(fā)射場(chǎng)第二階段的建設(shè)預(yù)算，從2017年到2019年，每年約劃撥250億～300億盧布（3.828億～4.59億美元）用于新發(fā)射場(chǎng)的建設(shè)，預(yù)計(jì)2021年前完成“東方”航天發(fā)射場(chǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)?！皷|方”航天發(fā)射場(chǎng)的首次發(fā)射標(biāo)志著俄羅斯新建的本土航天發(fā)射場(chǎng)具備實(shí)際發(fā)射能力?？蓴[脫對(duì)位于別國(guó)航天發(fā)射設(shè)施的嚴(yán)重依賴，以及發(fā)射場(chǎng)距離邊境過(guò)近帶來(lái)的潛在安全風(fēng)險(xiǎn)；還可促進(jìn)遠(yuǎn)東地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展；以及獲得低緯地區(qū)發(fā)射優(yōu)勢(shì)，是俄羅斯境內(nèi)最具潛力的月球和火星探測(cè)器發(fā)射地點(diǎn)。

隨著SLS火箭首次發(fā)射日期的臨近，美國(guó)肯尼迪航天中心（KSC）的地面設(shè)施改造有序進(jìn)行。改造的設(shè)備包括：活動(dòng)發(fā)射平臺(tái)，由于SLS火箭的重量和高度增加，導(dǎo)致發(fā)射平臺(tái)的整體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，平臺(tái)的重量也隨之增加240.36噸；發(fā)射臺(tái)，由于液氫的儲(chǔ)存用量需要，NASA擬增加建造一個(gè)容量為5300立方米的液氫儲(chǔ)罐和一個(gè)容量為11 360立方米的液氫儲(chǔ)罐。

3 國(guó)際空間站繼續(xù)平穩(wěn)運(yùn)行

截至2016年5月16日，國(guó)際空間站（ISS）實(shí)現(xiàn)了繞地飛行10萬(wàn)圈的里程碑，共飛行超過(guò)42億千米；期間，共有來(lái)自18個(gè)國(guó)家的超過(guò)220名航天員到訪國(guó)際空間站，進(jìn)行了1900多項(xiàng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)，并取得超過(guò)1200多項(xiàng)的科研成果。

（一）日常運(yùn)行良好完成多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)

2016年，國(guó)際空間站共接納7艘無(wú)人貨運(yùn)飛船，4艘載人飛船，共有3期9名航天員飛赴國(guó)際空間站，完成大量科學(xué)研究和技術(shù)試驗(yàn)。4月，由“龍”飛船運(yùn)輸?shù)摹俺錃馀蛎浭教张摗保˙EAM）送抵國(guó)際空間站，并于5月成功展開，6月航天員進(jìn)入BEAM，先后完成采集氣體樣本、檢查通風(fēng)管道等任務(wù)，開啟BEAM為期兩年的測(cè)試任務(wù)。收縮時(shí)BEAM直徑2.36米、高2.4米，充氣后會(huì)膨脹至3.2米、高3.7米，內(nèi)部空間16立方米。這種膨脹充氣的太空艙為現(xiàn)有太空站模式帶來(lái)變革，可取代大部分金屬外殼太空艙。相比較普通太空艙，充氣式太空艙價(jià)格較低，重量輕便很多，未膨脹展開前體積很小，便于運(yùn)輸，發(fā)射費(fèi)用低廉。這項(xiàng)技術(shù)未來(lái)可使用在月球與火星基地建設(shè)上，也可以用來(lái)組裝大規(guī)?？臻g結(jié)構(gòu)。

（二）主要成員國(guó)同意國(guó)際空間站延壽至2024年

繼美國(guó)、俄羅斯、日本、加拿大之后，歐洲也批準(zhǔn)了國(guó)際空間站延壽到2024年。美國(guó)于2014年最早提出將國(guó)際空間站延壽至2024年，隨后俄羅斯、日本、加拿大2015年都同意該延壽方案，但歐洲一直沒(méi)有明確表態(tài)。2016年11月，歐洲航天局舉行部長(zhǎng)級(jí)會(huì)議，支持國(guó)際空間站延壽至2024年。國(guó)際空間站最初離軌時(shí)間定在2016年，后各方同意延壽至2020年，此次再次延壽將使其應(yīng)用潛力實(shí)現(xiàn)最大化，并帶來(lái)更多經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益與科學(xué)效益，為未來(lái)的載人深空探索提供經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)準(zhǔn)備。

（三）開始研究后國(guó)際空間站時(shí)代未來(lái)發(fā)展

由于國(guó)際空間站項(xiàng)目將于2024年結(jié)束，各參與方開始討論國(guó)際空間站退役后如何聯(lián)合開展載人航天研究。2016年，國(guó)際空間站各合作方在專家組層面已經(jīng)完成了一份有關(guān)建造一個(gè)國(guó)際月球軌道空間工作站的實(shí)施構(gòu)想，建議在月球軌道聯(lián)合建立一個(gè)新的國(guó)際空間站，為探索月球、載人登陸月球、月球資源開發(fā)以及探索火星提供幫助。專家組已開展了有關(guān)其設(shè)計(jì)構(gòu)型以及組成要素和接口的技術(shù)參數(shù)的商討，希望能在2017年上半年將這個(gè)項(xiàng)目的建造與運(yùn)營(yíng)可行性方案提交給國(guó)際空間站各合作方的高層。

與此同時(shí)，美國(guó)和俄羅斯也開始研究國(guó)際空間站退役后離軌處置問(wèn)題。美、俄航天機(jī)構(gòu)于4月底舉行雙邊技術(shù)交流會(huì)，就國(guó)際空間站在退役或緊急情況時(shí)的離軌處置問(wèn)題交換了意見，并達(dá)成了戰(zhàn)略性協(xié)議和應(yīng)急反應(yīng)計(jì)劃。目前再入大氣層燃燒是唯一的方案，但該方案需要多個(gè)對(duì)接的航天器同時(shí)點(diǎn)火才能實(shí)現(xiàn)。美、俄預(yù)計(jì)在2017年9月間可使ISS具備進(jìn)行安全離軌燃燒的能力。

4 商業(yè)載人航天開始向低地球軌道以遠(yuǎn)拓展

商業(yè)航天作為載人航天發(fā)展的重要力量，其技術(shù)水平不斷提高，在繼續(xù)承擔(dān)低地球軌道任務(wù)的同時(shí)，已經(jīng)關(guān)注的眼光投向低地球軌道以遠(yuǎn)。

（一）重復(fù)使用技術(shù)不斷取得突破

以“獵鷹?9”火箭和“新謝帕德”亞軌道火箭為代表，商業(yè)航天公司的火箭重復(fù)使用技術(shù)進(jìn)一步成熟，有望大幅降低航天發(fā)射的成本。繼2015年12月首次實(shí)現(xiàn)低軌任務(wù)的海上回收后，2016年美國(guó)SpaceX公司的“獵鷹?9”火箭先后實(shí)現(xiàn)低軌任務(wù)的陸地回收以及高軌任務(wù)的海上回收；全年發(fā)射7次，成功回收5次，總回收成功率為75%。這標(biāo)志著SpaceX公司已經(jīng)基本掌握火箭回收技術(shù)。藍(lán)源公司10月成功測(cè)試“新謝帕德”飛船的逃生系統(tǒng)，同時(shí)第五次成功回收火箭。這使該飛船距載人目標(biāo)又近了一步。藍(lán)源公司的目標(biāo)是2018年利用“新謝帕德”火箭與飛船把人送到約100千米高處的亞軌道旅行。

英國(guó)維珍銀河公司12月成功進(jìn)行第二艘“太空船二號(hào)”首次無(wú)動(dòng)力滑翔飛行試驗(yàn)，標(biāo)志著該商業(yè)亞軌道飛行器無(wú)動(dòng)力滑翔測(cè)試正式開始。該飛行器最終將搭載太空游客和科研設(shè)備，最大高度達(dá)100千米左右，可體驗(yàn)幾分鐘的微重力狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)太空旅行。

（二）低地球軌道運(yùn)輸任務(wù)不斷成熟

隨著商業(yè)載人航天能力的不斷提高，NASA越來(lái)越多低地球軌道任務(wù)都將由商業(yè)公司完成。NASA于1月宣布，SpaceX、軌道科學(xué)ATK和內(nèi)華達(dá)山脈公司三家公司獲得第二輪國(guó)際空間站商業(yè)補(bǔ)給服務(wù)合同（CRS2）。2019年到2024年，這三家公司各自將為NASA提供6次國(guó)際空間站的貨運(yùn)服務(wù)。內(nèi)華達(dá)山脈公司是首次中標(biāo)，將提供“追夢(mèng)者”飛船承擔(dān)貨運(yùn)任務(wù)。“追夢(mèng)者”是小型航天飛機(jī)，可利用運(yùn)載火箭垂直發(fā)射，最后像飛機(jī)一樣水平著陸，可重復(fù)使用。4月，美國(guó)聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟（ULA）與畢格羅宇航公司簽署協(xié)議，將聯(lián)手打造大型“充氣膨脹式太空艙”，首個(gè)艙段將在2020年升空。相比較普通太空艙，充氣式太空艙價(jià)格較低，重量輕便很多，未膨脹展開前體積很小，便于運(yùn)輸，發(fā)射費(fèi)用低廉。這項(xiàng)技術(shù)一旦成功，甚至可以被用在遠(yuǎn)離地球的深空空間站、月球和火星基地上。

俄羅斯也逐漸開始關(guān)注商業(yè)航天的發(fā)展。俄羅斯航天國(guó)家公司3月向太空旅行公司授予首個(gè)載人航天飛行許可。這是俄羅斯私營(yíng)企業(yè)首次獲準(zhǔn)開展亞軌道載人飛行業(yè)務(wù)。該公司開發(fā)的系統(tǒng)將由可重復(fù)使用亞軌道運(yùn)載火箭和可重復(fù)使用亞軌道飛行器組成，可將6人送入亞軌道，進(jìn)行時(shí)長(zhǎng)15分鐘的飛行，其中約6分鐘為失重飛行。

（三）開始向低地球軌道以遠(yuǎn)拓展

8月，美國(guó)聯(lián)邦航空管理局宣布已批準(zhǔn)美國(guó)私企月球快車公司（Moon Express）于2017年進(jìn)行機(jī)器人登陸月球的申請(qǐng)，這也是首家被批準(zhǔn)進(jìn)行登月的美國(guó)商業(yè)公司。此舉為其他有意進(jìn)行外太空商業(yè)化的公司提供了參考的范例，將極大提升美國(guó)私企開發(fā)月球的熱情。

SpaceX公司創(chuàng)始人馬斯克9月宣布了登陸并開發(fā)火星的計(jì)劃。火星登陸任務(wù)由“星際運(yùn)輸系統(tǒng)”來(lái)執(zhí)行，近地軌道運(yùn)載能力達(dá)550噸，一次搭乘超過(guò)100名旅客前往火星，所有部分都可重復(fù)使用。SpaceX公司計(jì)劃，2019年將開始對(duì)“星際運(yùn)輸系統(tǒng)”進(jìn)行首次測(cè)試，最早于2024年將人類送往火星。為支持登陸火星的計(jì)劃，SpaceX公司計(jì)劃2018年執(zhí)行“紅龍”任務(wù)，發(fā)射無(wú)人“龍”飛船抵達(dá)火星。如果SpaceX公司火星登陸計(jì)劃成功，將成為全球各大宇航機(jī)構(gòu)火星探索領(lǐng)域的領(lǐng)軍者。NASA表示，“紅龍”任務(wù)可提供可靠的抵達(dá)火星任務(wù)的軌道、降落和著陸的詳細(xì)數(shù)據(jù)，可NASA的火星任務(wù)提供幫助。

5 深空探測(cè)依然活躍

火星和月球的探索已成為全球空間探索活動(dòng)的重點(diǎn)，作為彰顯大國(guó)地位的重要戰(zhàn)略性領(lǐng)域，深空探索越來(lái)越受到重視。2016年，各航天國(guó)家依據(jù)本國(guó)國(guó)情和發(fā)展戰(zhàn)略，逐步開始規(guī)劃和實(shí)施其深空探索活動(dòng)。

（一）美國(guó)啟動(dòng)小行星探索任務(wù)

2016年，聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟的“宇宙神?5”火箭成功發(fā)射了NASA的“起源、光譜釋義、資源識(shí)別與安全－風(fēng)化層探測(cè)器”（OSIRIS?REx）。這是美國(guó)進(jìn)行的首個(gè)小行星采樣返回任務(wù)。OSIRIS?Rex是NASA“新前沿”計(jì)劃的第三個(gè)任務(wù)，任務(wù)成本8億美元。OSIRIS?REx探測(cè)器重約2087千克，探測(cè)器將飛往直徑500米的一顆近地小行星“貝努”，預(yù)計(jì)2018年8月到達(dá)。探測(cè)器將研究小行星2年，然后與小行星表面近距離接觸并采集塵埃和巖石樣品。探測(cè)器的“接觸即分離”樣品獲取機(jī)械臂（TAGSAM）將使用噴出的氮?dú)鈹噭?dòng)小行星表面，并用過(guò)濾器采集材料樣品，可以收集超過(guò)60克樣品。探測(cè)器將儲(chǔ)存由TAGSAM收集的樣品，放入基于“星辰”號(hào)彗星采樣返回任務(wù)樣品艙研發(fā)的樣品返回艙。OSIRIS?REx將于2021年3月離開“貝努”，2年半后返回地球。樣品返回艙將于2023年9月著陸?？茖W(xué)家希望，這項(xiàng)任務(wù)能增進(jìn)對(duì)太陽(yáng)系形成乃至地球生命起源的認(rèn)識(shí)。

此外，2016年，NASA對(duì)小行星重定向任務(wù)進(jìn)行了更為深化對(duì)論證。完成了小行星重新定向機(jī)器人任務(wù)（ARRM）和關(guān)鍵決策點(diǎn)?B的評(píng)審，完成了ARRM／ARCM（ARM任務(wù)中的載人操作任務(wù)部分）的初步安全評(píng)審。NASA就如何成功實(shí)施ARM科研任務(wù)成立了一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)，在3～5年內(nèi)針對(duì)ARM任務(wù)開展科研、星際防御、原位資源利用、技術(shù)演示驗(yàn)證領(lǐng)域給予支持。但新政府執(zhí)政后，NASA的探索途徑是否會(huì)隨著長(zhǎng)遠(yuǎn)探索目標(biāo)的轉(zhuǎn)移而發(fā)生改變，小行星重定向任務(wù)是否會(huì)持續(xù)進(jìn)行，還需要進(jìn)一步關(guān)注。

2016年，除了小行星任務(wù)外，已在太空飛行4年11個(gè)月的“朱諾”號(hào)成功進(jìn)入木星軌道，這是自2003年“伽利略”探測(cè)器結(jié)束木星任務(wù)以后，13年來(lái)首顆繞木星工作的探測(cè)器，開拓了人類對(duì)太陽(yáng)系行星的認(rèn)知領(lǐng)域。

隨著美國(guó)載人航天戰(zhàn)略的進(jìn)一步推進(jìn)和實(shí)施，美國(guó)在低地球軌道上的技術(shù)日臻成熟，商業(yè)航天的迅速崛起和廣泛加入，NASA下一步的發(fā)展目標(biāo)和重點(diǎn)將轉(zhuǎn)入深空探索。雖然美國(guó)還沒(méi)有最后明確載人火星任務(wù)的具體時(shí)間，但依據(jù)目前的形勢(shì)看，各系統(tǒng)的研發(fā)和技術(shù)進(jìn)展良好，已經(jīng)為載人深空探索奠定了重要的技術(shù)基礎(chǔ)。

（二）俄羅斯規(guī)劃首次月球和火星探索任務(wù)

隨著俄羅斯未來(lái)十年航天發(fā)展規(guī)劃的公布和航天管理機(jī)構(gòu)的確立，俄開始其未來(lái)深空探索的進(jìn)一步規(guī)劃。

2016年底，俄航天官員透露，俄羅斯的首次載人登月將在Poligon區(qū)（Poligon區(qū)是航天員登月前在月球極地建立的一個(gè)實(shí)驗(yàn)地區(qū)，前期配備機(jī)器人和一些簡(jiǎn)單的設(shè)施）著陸，著陸月球的時(shí)間為1～2周。長(zhǎng)期載人登月任務(wù)將在Poligon區(qū)建造完成月球極地站后才能開展，這種月球極地站將主要配置防輻射型載人艙及生命保障系統(tǒng)。如果能獲得充足的任務(wù)資金，俄羅斯航天部門擬于2030年實(shí)施首次載人登月。在此之前，航天員們將在近月球軌道的“聯(lián)邦”號(hào)飛船上工作，并能通過(guò)飛船對(duì)月球表面上的機(jī)器人進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。

關(guān)于載人火星探索，俄羅斯主要通過(guò)國(guó)際合作的形式開展。首次載人登陸火星任務(wù)將于2040—2050年實(shí)施。俄羅斯計(jì)劃采取在數(shù)周內(nèi)快速飛往火星的方案。登陸火星的飛船需要配置速度更快的核動(dòng)力火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，目前技術(shù)尚未成熟且資金缺口嚴(yán)重。

俄羅斯一直以來(lái)延用了以往漸進(jìn)式發(fā)展目標(biāo)牽引能力提升的做法推進(jìn)其載人航天能力發(fā)展進(jìn)程。俄保持著良好的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和雄厚的技術(shù)儲(chǔ)備，在深空探索領(lǐng)域也始終占據(jù)著領(lǐng)先水平。但近幾年來(lái)，俄羅斯的經(jīng)濟(jì)衰退，航天管理體制和航天工業(yè)的改革進(jìn)程一度影響著新型系統(tǒng)研發(fā)和技術(shù)進(jìn)步，特別是《俄羅斯聯(lián)邦2016—2025年航天規(guī)劃》中對(duì)載人航天投資的大幅縮減，資金缺口或阻滯其深空探索的發(fā)展。

（三）歐洲通過(guò)開展合作啟動(dòng)火星計(jì)劃

歐洲航天局一直采用國(guó)際合作的方式開展載人航天探索活動(dòng)，無(wú)論是低地球軌道的國(guó)際空間站計(jì)劃還是深空探索的“火星生物學(xué)”（ExoMars）計(jì)劃，這樣既可以節(jié)約成本共擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)，又能滿足歐洲航天局研究任務(wù)的需求。3月，歐、俄合作的“火星生物學(xué)”（ExoMars）計(jì)劃第一階段任務(wù)啟動(dòng)。俄“質(zhì)子?M”火箭在拜科努爾發(fā)射場(chǎng)成功發(fā)射“微量氣體軌道器”（TGO）和“斯基亞帕雷利”著陸器。10月19日，按計(jì)劃“斯基亞帕雷利”將在火星表面軟著陸，驗(yàn)證進(jìn)入、下降和著陸技術(shù)。但在著陸前大約50秒內(nèi)，該著陸器陷入了失聯(lián)狀態(tài)。10月21日，ESA公布了NASA“火星勘測(cè)軌道飛行器”（MRO）拍攝的圖像，表明“斯基亞帕雷利”號(hào)已經(jīng)在著陸過(guò)程中墜落并爆炸。此次Exo?Mars任務(wù)雖未完全成功，但其火星探測(cè)器TGO已成功進(jìn)入環(huán)火星軌道，并傳回圖像。TGO距離火星表面大約230～310千米，沿著橢圓形軌道每4.2天運(yùn)行約98 000千米。此次ExoMars任務(wù)中，通過(guò)合作快速提升了歐洲航天局火星無(wú)人探測(cè)技術(shù)，重點(diǎn)開展了火星空間科學(xué)研究與試驗(yàn)活動(dòng)，在無(wú)人深空探測(cè)領(lǐng)域積蓄了一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)能力。

此外，歐洲的“羅塞塔”彗星探測(cè)器按計(jì)劃撞向楚留莫夫—格拉西門彗星，結(jié)束了長(zhǎng)達(dá)12年的任務(wù)?！傲_塞塔”于2004年發(fā)射，2014年進(jìn)入彗星軌道，實(shí)現(xiàn)了彗星的首次環(huán)繞和著陸。

6 結(jié)語(yǔ)

2016年，國(guó)外主要航天國(guó)家在載人航天領(lǐng)域持續(xù)推進(jìn)本國(guó)發(fā)展戰(zhàn)略，雖有挫折但成果顯著。“空間發(fā)射系統(tǒng)”／“獵戶座”飛船等新型載人航天系統(tǒng)穩(wěn)步推進(jìn)，為2018年首飛鋪平道路；俄羅斯“東方”航天發(fā)射場(chǎng)實(shí)現(xiàn)首次發(fā)射；國(guó)際空間站平穩(wěn)延壽，為航天技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展帶來(lái)良好機(jī)遇；商業(yè)航天的蓬勃發(fā)展為低地球軌道以遠(yuǎn)探索帶來(lái)新的活力。展望2017年，美國(guó)新一屆政府是否制定新的航天政策，載人航天長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展目標(biāo)和重點(diǎn)是否會(huì)改變，NASA實(shí)現(xiàn)載人登陸火星的途徑是否發(fā)生變化都需要值得密切關(guān)注；俄羅斯依據(jù)新的十年發(fā)展規(guī)劃，新的航天管理體制將給未來(lái)的載人航天活動(dòng)帶來(lái)新的契機(jī)；商業(yè)航天將繼續(xù)快速發(fā)展，SPACEX公司的“獵鷹?9”火箭將首次實(shí)現(xiàn)重復(fù)使用，“獵鷹重型”新型運(yùn)載火箭將完成首飛，為火星殖民計(jì)劃奠定基礎(chǔ)；以月球和火星為代表的深空探索活動(dòng)仍是各國(guó)關(guān)注的焦點(diǎn)，載人航天將在人類探索未知世界的征途上發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

信息來(lái)源：http：／／www.nasa.gov；http：／／www. cmse.gov.cn；http：／／www.isro.org；http：／／global. jaxa.jp.

廖小剛，男，碩士，副研究員，研究方向?yàn)檩d人航天戰(zhàn)略及應(yīng)用。E?mail：13911377807＠139.com