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2020年世界航天裝備發(fā)展研究

2020年,盡管新冠病毒大流行,但未阻擋航天系統(tǒng)和技術(shù)快速發(fā)展,低軌星座快速部署加劇了各國對(duì)于太空資源爭奪的擔(dān)憂,太空競爭態(tài)勢(shì)愈發(fā)激烈。在大國競爭背景下,軍事航天裝備保持了快速發(fā)展,各國積極推動(dòng)系統(tǒng)能力更新與擴(kuò)充,應(yīng)用由戰(zhàn)略支撐向戰(zhàn)役戰(zhàn)術(shù)保障轉(zhuǎn)變。彈性化、融合化的航天體系成為各國發(fā)展的重點(diǎn),美國正基于新一代“國防太空體系”七層架構(gòu)設(shè)想,推動(dòng)構(gòu)建彈性化、網(wǎng)絡(luò)化、去中心化、支持全域聯(lián)合作戰(zhàn)的新一代軍事航天裝備體系;俄羅斯為應(yīng)對(duì)衛(wèi)星老舊、技術(shù)斷代嚴(yán)重等問題,著力打造通導(dǎo)遙一體化綜合星座。
2020年,世界航天活動(dòng)延續(xù)了2019年的活躍態(tài)勢(shì),盡管遭受到新冠疫情的沖擊,但全球航天繼續(xù)蓬勃發(fā)展態(tài)勢(shì),并創(chuàng)造了新的紀(jì)錄。由于國外低軌寬帶通信衛(wèi)星星座開始進(jìn)行規(guī)模化部署,同時(shí)低軌遙感微納衛(wèi)星星座延續(xù)部署,航天器發(fā)射數(shù)量首次“破千”,創(chuàng)造了航天器年度發(fā)射數(shù)量歷史新高,國外全年共發(fā)射航天器1201個(gè)。
截至2020年12月底,國外偵察監(jiān)視衛(wèi)星領(lǐng)域共進(jìn)行7次發(fā)射,成功將7顆衛(wèi)星送入預(yù)定軌道。整體來看,2020年國外偵察監(jiān)視衛(wèi)星發(fā)射活動(dòng)集中在美國、法國、日本和印度等。
表1 2020年國外對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星發(fā)射活動(dòng)概覽

注:本表未統(tǒng)計(jì)主要用于技術(shù)試驗(yàn)的偵察監(jiān)視衛(wèi)星
總體來說,本年度美國軍用對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)雖然發(fā)射數(shù)量較少,但積極為后續(xù)系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)籌備和攻關(guān),試圖打造低軌持續(xù)偵察監(jiān)視大規(guī)模微小衛(wèi)星星座,以算法軟件為近期攻關(guān)重點(diǎn),發(fā)布“看護(hù)層多源情報(bào)融合軟件”征詢書和原型招標(biāo)書。
1.美太空發(fā)展局發(fā)布導(dǎo)彈射前探測(cè)多源情報(bào)融合軟件項(xiàng)目征詢和招標(biāo)書
3月10日,美太空發(fā)展局對(duì)外發(fā)布“看護(hù)層多源情報(bào)融合軟件”項(xiàng)目征詢文件,提出看護(hù)層發(fā)展愿景與實(shí)現(xiàn)途徑,將利用多源天基信息實(shí)時(shí)處理軟件,實(shí)現(xiàn)對(duì)地面時(shí)敏目標(biāo)探測(cè),為美縱深打擊力量提供目指信息。6月26日,美太空發(fā)展局對(duì)外發(fā)布 “任務(wù)領(lǐng)域應(yīng)用原型”軟件招標(biāo)文件,該文件明確定義從看護(hù)層運(yùn)行自動(dòng)化到自主化的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)融合等級(jí)等關(guān)鍵概念,明確看護(hù)層先期重點(diǎn)關(guān)注領(lǐng)域包括:①定義算法:研究算法針對(duì)特定武器系統(tǒng)的適應(yīng)性和可行性;②軟件原型開發(fā):實(shí)現(xiàn)軟件原型與各軍種集成火力單元數(shù)據(jù)融合與集成,推進(jìn)軟件地面原型向天基系統(tǒng)遷移。
2.美國發(fā)射一顆電子偵察衛(wèi)星,補(bǔ)充增強(qiáng)了綜合電子偵察情報(bào)體系
2020年12月11日,美國利用德爾他-4H重型火箭發(fā)射了顧問-8(Mentor-8)衛(wèi)星,衛(wèi)星是地球同步軌道電子偵察衛(wèi)星,能對(duì)南北緯65°之間的區(qū)域一天24小時(shí)連續(xù)不斷地進(jìn)行電子偵察,側(cè)重于雷達(dá)和導(dǎo)彈遙測(cè)信號(hào)的電子情報(bào)偵察,采用大型偵收天線,偵收頻段0.2~20GHz,并采取抗核加固措施。
2020年,僅法國發(fā)射1顆偵察監(jiān)視衛(wèi)星,即光學(xué)空間段-2(CSO-2)衛(wèi)星,該衛(wèi)星為2018年發(fā)射的CSO-1的后續(xù)衛(wèi)星,與CSO-1設(shè)計(jì)大致相同,分辨率達(dá)到0.2m。歐洲目前主要研發(fā)高分辨率寬測(cè)繪帶衛(wèi)星,提高廣域監(jiān)視能力。這類衛(wèi)星特別適合于大范圍地形測(cè)繪、數(shù)字高程模型生成、廣域監(jiān)視等領(lǐng)域。目前德國航空航天中心(DLR)正在研制高分辨率寬測(cè)繪帶(HRWS)衛(wèi)星,計(jì)劃2022年發(fā)射。HRWS衛(wèi)星分辨率0.25m時(shí),幅寬達(dá)到15km,與TerraSAR-X衛(wèi)星的0.25m分辨率、4km幅寬相比,在保證同等分辨率的情況下實(shí)現(xiàn)幅寬成倍數(shù)提升。

CSO-2衛(wèi)星
2020年,日本補(bǔ)網(wǎng)發(fā)射一顆光學(xué)成像偵察衛(wèi)星。2020年2月9日,日本于種子島航天中心利用H-IIA火箭成功發(fā)射了情報(bào)采集衛(wèi)星-光學(xué)-7(IGS-Optical 7),分辨率0.3m,其他參數(shù)不詳。
印度近年頻發(fā)雷達(dá)成像偵察衛(wèi)星,大幅增強(qiáng)雷達(dá)成像偵察能力。2020年11月7日印度發(fā)射了雷達(dá)成像衛(wèi)星-2BR2(RISAT-2BR2),衛(wèi)星采用六棱柱體構(gòu)型,載有X頻段合成孔徑雷達(dá)(SAR),帶有口徑3.6m、由徑向肋條組成的拋物面天線,最高分辨率達(dá)到0.3m。
泰國首次發(fā)射軍用光學(xué)成像偵察衛(wèi)星,于2020年9月3日發(fā)射泰國皇家空軍-1(RTAF-SAT 1)衛(wèi)星,該星由荷蘭空間創(chuàng)新解決方案公司(ISIS)研制,為6U立方體衛(wèi)星,分辨率5-39m。以色列于7月6日發(fā)射Ofeq-16光學(xué)成像偵察衛(wèi)星,該衛(wèi)星與ofeq-11基本相同,全色分辨率0.5m,多光譜分辨率達(dá)2m,幅寬15km。RTAF-

SAT 1衛(wèi)星

Ofeq-16衛(wèi)星
2020年,國外共計(jì)進(jìn)行3次軍事通信中繼衛(wèi)星發(fā)射活動(dòng),成功將3顆衛(wèi)星送入預(yù)定軌道,即美國的先進(jìn)極高頻-6(AEHF-6)衛(wèi)星、俄羅斯的子午線-M9(Meridian-M9)衛(wèi)星、韓國的阿納斯-2(ANASIS-2)衛(wèi)星,相比2019年發(fā)射活動(dòng)的規(guī)模和頻率均有所下降。

AEHF-6衛(wèi)星

Meridian-M衛(wèi)星
2020年3月,美天軍成功發(fā)射(AEHF-6)衛(wèi)星,“先進(jìn)極高頻”系統(tǒng)完成6星組網(wǎng)。衛(wèi)星是美國新一代防護(hù)衛(wèi)星系列6星星座的最后一顆衛(wèi)星,由洛馬公司基于A2100M系列平臺(tái)研制,載荷由諾斯羅普?格魯曼公司(Northrop Grumman)研制,容量10倍于其上一代Milstar衛(wèi)星,單鏈路最高速率8.2Mbit/s。
2020年,美太空與導(dǎo)彈系統(tǒng)中心(SMC)持續(xù)推進(jìn)下一代防護(hù)通信系統(tǒng)建設(shè),先后授予三家公司合同,為防護(hù)戰(zhàn)術(shù)衛(wèi)星通信(PTS)項(xiàng)目制造原型樣機(jī)。
2020年7月,SMC與英國國防部在英國天網(wǎng)(Skynet)衛(wèi)星系統(tǒng)上測(cè)試“受保護(hù)戰(zhàn)術(shù)波形”(PTW),結(jié)果表明PTW波形具備優(yōu)越的數(shù)傳速率和抗干擾性能。隨后天軍發(fā)表聲明稱,美軍開發(fā)的PTW波形可與英國天網(wǎng)衛(wèi)星兼容。
俄羅斯2020年發(fā)射1顆軍事通信衛(wèi)星,即子午線-M9(Meridian-M9)衛(wèi)星,目前在軌衛(wèi)星總數(shù)達(dá)46顆。
1.推動(dòng)大橢圓軌道新一代軍事衛(wèi)星部署,持續(xù)升級(jí)現(xiàn)役系統(tǒng)技術(shù)能力
2020年2月,第2顆升級(jí)版Meridian衛(wèi)星——Meridian-M9衛(wèi)星成功發(fā)射,衛(wèi)星工作于VHF、UHF和S頻段,主要用于為北冰洋區(qū)域的船舶和飛機(jī),以及遠(yuǎn)東和西伯利亞地區(qū)的地面站提供移動(dòng)和固定通信業(yè)務(wù)。
2.系統(tǒng)老舊,技術(shù)斷代嚴(yán)重,通導(dǎo)遙一體化綜合星座浮出水面
2020年10月,Roscosmos向俄羅斯聯(lián)邦政府申請(qǐng)1.5萬億盧布經(jīng)費(fèi),用于建設(shè)“球體”(Sfera)多功能星座。該星座最早于2018年提出,由通信、導(dǎo)航、遙感多種衛(wèi)星組成,目前已納入《俄羅斯聯(lián)邦國家統(tǒng)一航天活動(dòng)計(jì)劃2021-2030》。
歐洲2020年并未發(fā)射軍事通信中繼衛(wèi)星。截至2020年底,共計(jì)有15顆衛(wèi)星在軌。總體來看,歐洲在主要大國主導(dǎo)各自軍事衛(wèi)星系統(tǒng)后續(xù)建設(shè)的同時(shí),積極考慮發(fā)展泛歐層面的衛(wèi)星共享計(jì)劃,推動(dòng)戰(zhàn)略利益的緊密耦合。
2020年6月,挪威國防研究所啟動(dòng)支持北極地區(qū)軍用戰(zhàn)術(shù)通信的納衛(wèi)星項(xiàng)目,項(xiàng)目為期2年,旨在通過極地低軌(LEO)衛(wèi)星演示驗(yàn)證軍用超高頻(UHF)戰(zhàn)術(shù)通信。衛(wèi)星尺寸為公文包大小,運(yùn)行于600km的低地球軌道,采用在軌可展開天線,計(jì)劃2021年10月發(fā)射入軌。
2020年,國外共進(jìn)行4次導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射,成功發(fā)射導(dǎo)航衛(wèi)星4顆。其中俄羅斯2次,成功發(fā)射1顆GLONASS-M衛(wèi)星和1顆GLONASS-K1衛(wèi)星;美國2次,成功發(fā)射GPS-3衛(wèi)星2顆。
總體來看,美國軍用衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、技術(shù)與能力已經(jīng)進(jìn)入新的快速成長期,持續(xù)推進(jìn)GPS現(xiàn)代化計(jì)劃,加快GPS系統(tǒng)空間星座與地面運(yùn)行控制系統(tǒng)的更新。2020年美國共發(fā)射GPS-3衛(wèi)星2顆,并已全部投入運(yùn)行與導(dǎo)航服務(wù)。截至2020年底,美國GPS系統(tǒng)在軌并提供導(dǎo)航服務(wù)的衛(wèi)星31顆,其中GPS-2R衛(wèi)星8顆,GPS-2RM衛(wèi)星7顆,GPS-2F衛(wèi)星12顆,GPS-3衛(wèi)星4顆;使GPS系統(tǒng)空間星座衛(wèi)星超期服役的狀態(tài)有所改善。
同時(shí),美軍完成了軍用M碼信號(hào)早期使用功能(MCEU)的運(yùn)行驗(yàn)收,可全面支持M碼軍用裝備的測(cè)試,并使M碼軍用信號(hào)具備試運(yùn)行能力。

GPS-3衛(wèi)星
俄羅斯2020年發(fā)射2顆GLONASS衛(wèi)星,其中1顆為GLONASS-M衛(wèi)星,另1顆為GLONASS-K1衛(wèi)星。俄羅斯航天局宣布將于2025年前完成全部由GLONASS-K系統(tǒng)衛(wèi)星組成的GLONASS系統(tǒng)空間星座的部署。

GLONASS-K衛(wèi)星
歐洲2020年未進(jìn)行導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射。同時(shí),歐洲已經(jīng)啟動(dòng)了下一代伽利略系統(tǒng)的發(fā)展,首星計(jì)劃于2024年發(fā)射。從目前披露的信息看,除具有第一代伽利略衛(wèi)星的全部能力外,第二代伽利略衛(wèi)星將進(jìn)行如下改進(jìn):一是采用靈活的數(shù)字化設(shè)計(jì);二是在軌重構(gòu)能力;三是采用新的原子鐘;四是衛(wèi)星重量從第一代伽利略全運(yùn)行能力衛(wèi)星733kg增加至2400kg;上述變化預(yù)示著與第一代伽利略衛(wèi)星相比,第二代伽利略衛(wèi)星將發(fā)生重大變化,應(yīng)給予高度重視與關(guān)注。
2020年國外太空安全領(lǐng)域共進(jìn)行4次發(fā)射,成功將4顆衛(wèi)星送入預(yù)定軌道,全年發(fā)射活動(dòng)集中在美國和俄羅斯。
表2 2020年國外太空安全衛(wèi)星發(fā)射活動(dòng)概覽

總體上看,2020年受太空安全領(lǐng)域自身敏感性和新冠病毒肺炎疫情的雙重影響,系統(tǒng)部署進(jìn)度減緩,軍用太空態(tài)勢(shì)感知衛(wèi)星(GSSAP-5/6)等項(xiàng)目已推遲發(fā)射至2021年或以遠(yuǎn)。但以美國為代表的主要航天國家在該領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)進(jìn)度并沒有減緩,美短期內(nèi)將重點(diǎn)借助天基反導(dǎo)和在軌服務(wù)發(fā)展?jié)撛诠?、偽裝技術(shù)和威脅感知、告警技術(shù)等,未來能在需要時(shí)快速轉(zhuǎn)化為裝備和能力;長期將以高軌為主戰(zhàn)場(chǎng),建立彈性戰(zhàn)略體系,全面掌握太空優(yōu)勢(shì),在高軌構(gòu)建攻防一體裝備體系。
2020年,美國成功發(fā)射1顆TDO-2太空態(tài)勢(shì)感知技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星,1型X-37B OTV-6天地往返飛行器和1顆商軍兩用在軌服務(wù)衛(wèi)星MEV-2。
1.首個(gè)業(yè)務(wù)在軌服務(wù)航天器開啟在軌延壽服務(wù),系列第2顆衛(wèi)星成功發(fā)射
2020年2月25日,美國諾斯羅普-格魯門公司(以下簡稱諾格)研制的任務(wù)拓展飛行器-1(MEV-1)成功在墳?zāi)管壍琅c超期服役的國際通信衛(wèi)星-901(Intelsat-901)交會(huì)對(duì)接,開始為其提供5年工作壽命延長服務(wù)。2020年8月15日,MEV-2衛(wèi)星發(fā)射升空,將與國際通信衛(wèi)星公司的Intelsat-10-02衛(wèi)星在地球同步軌道對(duì)接后,提供類似延壽服務(wù)。

MEV-1與Intelsat-901交會(huì)對(duì)接示意圖
2.積極開展太空態(tài)勢(shì)感知在軌演示驗(yàn)證任務(wù),探索利用微小衛(wèi)星執(zhí)行太空態(tài)勢(shì)感知任務(wù)的新技術(shù)
2020年3月16日,美國成功發(fā)射衛(wèi)星一顆12U立方體試驗(yàn)型太空態(tài)勢(shì)感知衛(wèi)星——TDO-2。其用途官方說法為試驗(yàn)軌道碎片跟蹤技術(shù),但具體任務(wù)和技術(shù)細(xì)節(jié)未對(duì)外公開。
3.X-37B天地往返飛行器成功開啟第6次軌道試驗(yàn)任務(wù)
2020年5月17日,美國從佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角空軍基地成功發(fā)射第6次X-37B任務(wù)。X-37B OTV-6首次在尾部加裝一個(gè)專門進(jìn)行各種試驗(yàn)的服務(wù)模塊。OTV-6搭載了NASA兩個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目,包括新型材料樣板(評(píng)估選定的材料對(duì)空間條件的適應(yīng)),并研究太空環(huán)境輻射對(duì)種子影響。據(jù)專家推測(cè),本次X-37B項(xiàng)目其他試驗(yàn)包括:先進(jìn)制導(dǎo)、導(dǎo)航和控制,熱防護(hù)系統(tǒng)、航電設(shè)備、高溫結(jié)構(gòu)和密封件、先進(jìn)電推進(jìn)系統(tǒng)等。
2020年5月22日,俄羅斯發(fā)射了第4顆“探測(cè)、戰(zhàn)場(chǎng)指揮與控制集成式空間系統(tǒng)”(EKS)衛(wèi)星,即凍土-4(Tundra-4)衛(wèi)星,加速向?qū)崿F(xiàn)全球?qū)楊A(yù)警能力發(fā)展的目標(biāo)邁進(jìn)。據(jù)報(bào)道Tundra/EKS可探測(cè)的目標(biāo)包括彈道導(dǎo)彈、超音速飛行器、戰(zhàn)略轟炸機(jī)、衛(wèi)星、軌道碎片和地表火情。衛(wèi)星的工作譜段有5個(gè),包括紫外光、可見光和三種紅外譜段。Tundra/EKS衛(wèi)星還具備一定的通信能力,例如將信息傳輸給反導(dǎo)連隊(duì)或者將指令傳輸給俄羅斯戰(zhàn)略導(dǎo)彈部隊(duì)以對(duì)核打擊作出反應(yīng)。
俄羅斯計(jì)劃于2022之前發(fā)射10顆EKS衛(wèi)星,與俄羅斯陸基預(yù)警雷達(dá)共同組成俄羅斯天基預(yù)警系統(tǒng)。部署完畢后正式命名為“穹頂”(Kupol)系統(tǒng)。“穹頂”天基預(yù)警系統(tǒng)示意圖如圖所示。

圖2 “穹頂”天基預(yù)警系統(tǒng)示意圖
總體來看,2020年國外未發(fā)射軍用環(huán)境監(jiān)測(cè)衛(wèi)星。美國軍用環(huán)境監(jiān)測(cè)衛(wèi)星進(jìn)入體系轉(zhuǎn)型發(fā)展期,傳統(tǒng)高度集成式衛(wèi)星系統(tǒng)不再繼續(xù)發(fā)展,轉(zhuǎn)而發(fā)展單星功能簡化的彈性系統(tǒng)。2020年4月20日,美國天軍太空和導(dǎo)彈系統(tǒng)中心(SMC)組織了下一代氣象衛(wèi)星-微波(WSF-M)的關(guān)鍵設(shè)計(jì)評(píng)審(CDR),標(biāo)志彈性化的軍用氣象衛(wèi)星進(jìn)入生產(chǎn)階段。未來,WSF-M系統(tǒng)、光電紅外氣象系統(tǒng)(EWS)衛(wèi)星、光電紅外氣象系統(tǒng)地球靜止軌道衛(wèi)星(EWSG)、DMSP等系統(tǒng)共同組成美軍環(huán)境監(jiān)測(cè)大體系。

WSF-M衛(wèi)星
基于將太空域視為新型作戰(zhàn)域的認(rèn)識(shí),各國持續(xù)提升軍事航天裝備能力,推動(dòng)航天裝備從信息支援轉(zhuǎn)向作戰(zhàn)應(yīng)用,體系層面推動(dòng)彈性化和防護(hù)能力發(fā)展,系統(tǒng)層面推動(dòng)高性能和抗干擾能力發(fā)展,應(yīng)用層面則推動(dòng)向?qū)崙?zhàn)應(yīng)用發(fā)展。
在偵察監(jiān)視領(lǐng)域,星座衛(wèi)星將具備自主運(yùn)行能力,具備星間通信鏈路實(shí)現(xiàn)大容量數(shù)據(jù)高速傳輸,每顆衛(wèi)星均搭載高性能計(jì)算機(jī),單星為分布式計(jì)算節(jié)點(diǎn),多節(jié)點(diǎn)構(gòu)建網(wǎng)狀網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)星上分布式計(jì)算能力,有望針對(duì)時(shí)敏目標(biāo)產(chǎn)生火控級(jí)目標(biāo)指示信息。此外,高分辨率光學(xué)成像衛(wèi)星向輕小型化發(fā)展,光學(xué)衛(wèi)星平臺(tái)穩(wěn)定性、敏捷性不斷提升,工作模式越來越多。SAR衛(wèi)星領(lǐng)域正朝著高分辨率、高分辨率寬覆蓋、雙/多基地、多成像模式、小型化組網(wǎng)、高頻重訪等多個(gè)方向發(fā)展。軍事方面,主要仍以大型SAR衛(wèi)星為主,骨干系統(tǒng)開始升級(jí)換代,偵察監(jiān)視能力大幅提升。德國“天基雷達(dá)偵察系統(tǒng)”(SARah)雷達(dá)星座將利用編隊(duì)飛行控制技術(shù)和干涉SAR技術(shù),進(jìn)一步提升地面動(dòng)目標(biāo)探測(cè)(GMTI)和數(shù)字高程模型測(cè)量能力。持續(xù)提高廣域探測(cè)和敏捷成像能力,高分辨率寬幅成像、多模式SAR星座成為發(fā)展熱點(diǎn)。正在研制高分辨率寬覆蓋成像衛(wèi)星,正在攻關(guān)數(shù)字波束形成技術(shù),將克服傳統(tǒng)SAR的限制,同時(shí)具備甚高分辨率和大幅寬,實(shí)現(xiàn)高精度廣域探測(cè)。商業(yè)方面,以大規(guī)模商業(yè)微小SAR衛(wèi)星星座為主,其所具有的高分辨率、高頻重訪、干涉測(cè)量等多方面的優(yōu)勢(shì)能力,已經(jīng)受到軍民商用戶的高度關(guān)注。
在軍事通信中繼衛(wèi)星領(lǐng)域,近年來處于快速變革的階段,在整個(gè)軍事航天領(lǐng)域的發(fā)展重要性持續(xù)提升。一方面,美、歐、俄等主要軍事航天國家均在推進(jìn)其現(xiàn)役系統(tǒng)部署升級(jí)與后續(xù)型號(hào)的延續(xù)性發(fā)展,如美軍包括AEHF系列在內(nèi)的現(xiàn)役型號(hào)部署基本已經(jīng)完成,正在推動(dòng)發(fā)展以防護(hù)能力為核心的下一代衛(wèi)星通信體系,同時(shí)啟動(dòng)WGS-11衛(wèi)星研制,持續(xù)補(bǔ)強(qiáng)其軍事寬帶通信衛(wèi)星能力,歐洲各國也在加快研發(fā)具備新能力、應(yīng)對(duì)空間安全和對(duì)抗形勢(shì)的新系統(tǒng),但在新冠疫情影響下,2020年少有動(dòng)作。另一方面,美國在“黑杰克”(Blackjack)項(xiàng)目和下一代太空體系中均將低軌通信星座作為其重點(diǎn)研究對(duì)象和基礎(chǔ),其多功能載荷搭載理念將持續(xù)打造新的能力和革新作戰(zhàn)應(yīng)用方式,將對(duì)未來通信領(lǐng)域甚至整個(gè)軍事航天領(lǐng)域發(fā)展產(chǎn)生重要影響。日本、印度本年度未發(fā)射新衛(wèi)星。其他國家方面,巴西、以色列、墨西哥、韓國、加拿大、澳大利亞等國家保持平穩(wěn)發(fā)展態(tài)勢(shì)。
為支撐新一代GPS衛(wèi)星的發(fā)展,美國將在軌數(shù)字波形生成器、先進(jìn)的高增益區(qū)域增強(qiáng)天線、先進(jìn)星載原子鐘等技術(shù)作為影響或決定GPS系統(tǒng)未來全球競爭能力與主導(dǎo)地位的關(guān)鍵技術(shù),相關(guān)工作已經(jīng)在推進(jìn)中。歐洲也將有效載荷數(shù)字化、信號(hào)在軌重構(gòu)等作為其下一代導(dǎo)航衛(wèi)星的發(fā)展重點(diǎn)。從美軍新一代GPS系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)與能力的發(fā)展角度看,提升衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)服務(wù)性能、導(dǎo)航戰(zhàn)與時(shí)間戰(zhàn)能力、支撐衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)未來發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)一般具有前沿性、前瞻性等特征,往往技術(shù)難度高、研發(fā)周期長等特點(diǎn)。如新型原子鐘技術(shù)、導(dǎo)航有效載荷數(shù)字技術(shù)等。
在空間安全領(lǐng)域,美國明確視太空為作戰(zhàn)域后,更重視空間進(jìn)攻理念發(fā)展和實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用,加速在高軌攻防作戰(zhàn)戰(zhàn)備研究與試驗(yàn)。鑒于當(dāng)前太空作戰(zhàn)理論尚未發(fā)展成熟,在美在空間安全領(lǐng)域發(fā)展總體采取“開放發(fā)展、廣泛探索、多研少產(chǎn)”的模式,通過前期大量廣泛的概念研究-技術(shù)研發(fā)-演示驗(yàn)證方式,進(jìn)行技術(shù)驗(yàn)證和積累,必要時(shí)快速裝備形成能力。在太空態(tài)勢(shì)感知方面,美面向未來軌道戰(zhàn)致力于提升太空態(tài)勢(shì)感知能力,為服務(wù)空間目標(biāo)碰撞預(yù)警規(guī)避和太空攻防,提高應(yīng)對(duì)太空威脅和對(duì)抗生存能力,大力發(fā)展威脅自主判斷和威脅告警能力。其他國家方面,俄羅斯將重點(diǎn)發(fā)展天基導(dǎo)彈預(yù)警體系,并不定期開展在軌攻防試驗(yàn)與美國進(jìn)行對(duì)抗。歐洲繼續(xù)圍繞在軌服務(wù)和空間碎片清除領(lǐng)域發(fā)展軍民公用安全技術(shù)。日本主要依賴美國系統(tǒng)和數(shù)據(jù)共享協(xié)議獲得有限安全防護(hù)手段,未來將利用“準(zhǔn)天頂”導(dǎo)航系統(tǒng)搭載美軍空間態(tài)勢(shì)感知載荷進(jìn)一步強(qiáng)化同盟協(xié)作關(guān)系發(fā)展。短期來看,全球范圍內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)業(yè)務(wù)型太空攻防系統(tǒng)部署,主要仍以技術(shù)研發(fā)和演示驗(yàn)證為主。
在環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域,美國軍用氣象衛(wèi)星系統(tǒng)向彈性化發(fā)展,摒棄傳統(tǒng)集成式衛(wèi)星發(fā)展道路,將光學(xué)和微波功能分散到兩類衛(wèi)星上,從而簡化衛(wèi)星設(shè)計(jì),并利用軍、民、商、盟衛(wèi)星組成綜合型環(huán)境監(jiān)測(cè)衛(wèi)星體系。其他國家將繼續(xù)提升環(huán)境監(jiān)測(cè)衛(wèi)星能力。

本文轉(zhuǎn)載自“戰(zhàn)略前沿技術(shù)”,原標(biāo)題《2020年世界航天裝備發(fā)展研究》;文 | 國豪
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