2008年美国航天发展状况回顾（之二）
2010-10-18 15:00:46 作者：王若衡 来源：中国航天工程咨询中心 浏览次数：0
（一）重大项目进展情况
1.感知卫星
·“宽域天基图像收集器”（BASIC）计划被取消
2008年10月消息，美国国会在国防拨款法案中取消了对BASIC计划的投资。2007年晚些时候，美国启动BASIC计划，将研发两颗能够提供中高分辨率图像的卫星。该计划是“未来成像体系结构”（FIA）之后的第二个同类大型星座计划，最初预计首次发射时间为2011年。FIA与BASIC都是美国国家侦察办公室实施的大型侦察卫星计划。FIA旨在提供一种具有成本效益、最有价值的成像体系结构，由多种能力的成像卫星构成，不过2005年该计划因超支而重新规划，对美国情报界影响重大。
·导弹预警卫星DSP-23在轨失灵及相关系统
“国防支援计划”(DSP)卫星及其后继星“天基红外系统”(SBIRS)卫星主要任务是对敌方的导弹攻击进行预警。2008年9月，DSP-23间谍卫星不再对外发射无线电信号，随后美军宣布该星失灵，在轨时间未超过一年。自从1970年后，美国总共发射了23颗导弹预警卫星，目前有6~10颗DSP卫星在岗。“天基红外系统”包括两个高椭圆轨道（HEO）有效载荷和4颗地球同步轨道（GEO）卫星。2008年，第一个高椭圆轨道有效载荷（HEO-1）及地面系统通过美国战略司令部的运行鉴定； HEO-2完成在轨校验；首颗地球同步轨道卫星（GEO-1）通过了声学试验，预计2009年底发射；GEO-2预计2010~2011年发射。此外，与SBIRS共同组成多层弹道导弹防御系统传感器部分的“空间跟踪与监视系统”（STSS）在2008年已经成功完成了两颗演示卫星的声学试验。
•“国防气象卫星”F18推迟发射
“国防气象卫星计划”（DMSP）星座用于提供战略、战术气象预报，协助美军在陆、海、空域执行作战任务。DMSP F16已经在轨运行5年，还在继续为作战人员提供关键的天气数据，因此空军决定推迟发射F18 DMSP卫星，该星原计划于2008年11月发射，替换F16。1994年美国政府决定将DMSP计划和诺阿（NOAA）民用卫星计划合并，合并后定名为“国家极轨业务环境卫星系统”（NPOESS）。NPOESS-1卫星计划于2009年发射。
2.通信卫星
·“宽带全球卫星通信”（WGS）系统在轨运行
2008年4月，美国战略司令部已经接受首颗宽带全球通信卫星WGS-1的指挥与控制权，拉开了从现有“国防卫星通信系统”（DSCS）向国防部最新卫星通信系统“宽带全球卫星通信”（WGS）转换的序幕。WGS是支持美国政府转型通信结构首个投入运行的卫星通信系统。每颗WGS卫星传输信息的速率都可超过3G/秒，是美政府国防卫星通信系统通信能力的十多倍。首颗WGS卫星于2007年10月发射升空。此外，WGS-2将于2009年1月运往卡纳维拉尔空军基地，预计2月底或3月初由“宇宙神”-5火箭发射；WGS-3正在波音公司的卫星研发中心建造，预计于2009年夏季发射；第四至六颗卫星的建造工作也已开始，预计在2011年早期至2012年第三季度之间陆续发射。
·“先进极高频”（AEHF）系统与“转型卫星通信”（TSAT）系统
2008年3月首颗先进极高频卫星（AEHF）完成了声学试验，年中，进行了热真空试验，发射日期则推迟到2011年。随着国会要求增加第四颗卫星的采购，美国空军的先进极高频项目总成本预计达到92.4亿美元。该系统将为作战人员提供全球化、高安全性、受保护且抗干扰的通信。转型卫星通信系统（TSAT）是21世纪网络中心战的核心，将革新军事通信。5月报道，转型卫星通信系统技术已成熟并准备进入开发阶段，即将进入下一研发阶段；10月消息，美国国防部已经决定将价值数十亿美元的系统卫星合同推迟到2010年签订。
3.导航卫星
·全球定位系统GPS III完成集成基线评审
2008年5月，美空军授予洛克希德·马丁公司建造8颗GPS III卫星的18亿美元合同。GPS系统为军队提供飞行器、制导炸弹和导弹、部队、战场地图测绘、扫雷及其它作战行动提供精确授时和导航信号。11月报道，GPS III已经完成集成基线评审（IBR） ，这是该项目在初步设计评审之前的一个关键里程碑。首批GPS III卫星预计2014年发射升空，全部32颗卫星将在2022年以前发射入轨。此外，2008年3月，GPS IIR-19卫星升空；12颗GPS IIF卫星中的首颗也完成了环境试验。
（二）处于发展初级阶段的“作战及时响应型太空”
2008年4月7日~10日美国召开了24届全国太空研讨会，在讨论及时响应型太空问题时，美国空军官员做出其尚处于发展初级阶段的论断。4月28日~5月1日，美国航空航天学会（AIAA）在洛杉矶召开第六届及时响应型太空会议。代表们围绕规划性与经济性、轨道设计与任务系统、有效载荷与传感器、太空与卫星系统设计、技术与技法、发射系统应用等问题做了发言。
2008年4月与7月，美国政府问责署先后发表两篇相关报告。4月报告题为《太空采办——国防部在快速交付低成本太空能力上有所进步，但挑战仍在》，GAO指出：自2006年GAO报告了作战及时响应型太空的工作后，国防部在建立项目管理体系上采取了多项举措，并进行了多种研发努力；虽然取得了这些进展，但确定这些努力完全成功还为时尚早，因为大多数举措还只处于启动阶段。7月的报告题为《防务太空活动：美国防部需要进一步明确“作战及时响应型太空”方案和计划，以集成并支持未来卫星任务》。GAO指出：国防部在研发作战及时响应型太空方案方面取得了若干进步，但是否能够满足作战人员的需求尚不明确，主要因为这一方案还处于早期研发阶段，在所有作战人员及国家安全太空界内还未达成共识。先期工作表明：必须与参与者提前并经常沟通，并明确特定目标。
在研发方面，美国3月份公布三份跨部门公告，旨在获得作战及时响应型太空任务领域中的多种能力，原计划在2008年末授出研发合同；8月，首个作战及时响应型太空有效载荷发射失败，原因是级间分离时“猎鹰”-1火箭出现问题，导致分离不成功；10月报道，美国国防部作战及时响应型太空办公室已经选择太空与导弹系统中心的太空研发与试验大队（SDTW，2007年成立专门负责应对及时响应性太空任务）负责第一颗作战及时响应型太空卫星（ORS Sat-1）的研发及部署工作。此外，美军还授出了为作战及时响应型太空研制即插即用航天器演示器合同，“战术星”-3则因技术问题推迟到2009年1月发射。
四、航天飞机与星座计划
（一）航天飞机有望延长使用寿命
7月17日，美国航空航天局（NASA）局长格里芬、加拿大航天局长比约德、欧空局局长多尔丹、俄罗斯联邦航天局长波米诺夫、日本宇航探索局长立川敬二等人在巴黎召开会议，评审了国际空间站合作情况。航天局长们提到空间站能力得到显著扩展，这些能力正用于在轨研究与技术研发活动；空间站还是飞行系统与操作的工程测试台，这些系统与操作对于未来太空探索活动而言至关重要。这些活动改善了地球生活的质量。
10月，美国总统布什签署法案，允许增加航天飞机飞行次数，并把NASA参与国际空间站计划的期限延长至2020年，同时要求加速研发新型飞船。不过，航天飞机延长寿命将每年耗资20亿美元，即将入主白宫的奥巴马政府将最后确定航天飞机是否续飞问题。
在航天飞机退役，星座计划难以担当飞行重任的空档期，美国将租用俄罗斯飞船。尽管年中日本媒体盛传美国将使用日本载具代替航天飞机，但旋即遭到美国的否认。
2008年与国际空间站相关的其它活动还包括空间站上乘员进行两次太空行走，五艘载具前往空间站，送来新的补给，完成了宇航员的轮换。具体如下：
（说明：国际空间站任务是以美国为首的多国合作项目，为向读者完整介绍其活动内容，特将全年活动列入表2，附于美国部分内。）
（二）“星座计划”一波三折
NASA的“星座计划”包括“猎户座”乘员探索飞行器、“战神”-1火箭、“战神”-5火箭、“牵牛星”月球着陆器。该计划预计在2015年以前搭载宇航员飞往国际空间站，2020年以前飞抵月球。NASA一直致力于提前一年发射“战神”火箭，不过2008年“星座计划”的研发进展并非一帆风顺。
·“猎户座”初步设计评审推迟。2008年，“猎户座”计划有所推进：异常中断系统全尺寸发动机通过点火试验；确定将采用新型对接适配器。不过“猎户座”的可复用问题也困扰着研究者，初步设计评审工作最初计划在2008年9月进行，推迟到2009年夏季。预算问题也迫使管理者要对研发工作进行重新规划。
·“战神”-1通过初步设计评审，尚需解决多种技术问题。“战神”-1是两级段小型载人火箭，第一级提供火箭起飞的初始动力，第二级在空中点火，携带乘员入轨。7月， 完成“战神”-1火箭减速伞首次空投试验； 9月，“战神”-1通过初步设计评审，标志着NASA在研发美国下一代运载火箭上迈出重大一步。预计“战神”-1-X火箭可能在2009年7月试飞，不过研发工作还面临多种挑战，如解决火箭振动问题等。
·工业界将提交“战神”-5和“牵牛星”设计方案。“战神”-5火箭是大型货运火箭，月球舱与乘员舱在轨组装后，火箭负责将它们运往月球。NASA为“战神”-5火箭尝试性地增加了一个发动机，还增加了航天飞机衍生型固体火箭助推器的长度，以便安装一个更大的液氢贮箱。2009年开始向工业界征询“战神”-5设计方案，并计划于2011年开始“战神”-5助推器的具体研发，2018年首飞。2008年12月NASA已向工业界公布“牵牛星”（Altair）月球着陆器招标草案，计划于2018年6月进行首次在轨试飞。
除了“战神”火箭，工程师们利用业余时间还在研究替补性火箭“木星”，强调直接从航天飞机发展出一套新系统。该计划使用两枚完全相同的“木星”火箭，一枚只发射货物，另一枚可以载人。
五、深空探测
·“凤凰”号火星探测器任务终结
2008年11月NASA官员宣布：美国“凤凰”号火星探测器已经到达任务终结期，科学家将对5个月来收集到的数据进行分析。2007年8月，“凤凰”号升空，2008年5月，降落在火星北极附近区域，开展探测工作。原计划任务期3个月，后因“凤凰”号状态良好，任务延期。“凤凰”号证实火星上存在水冰，发现着陆点火星碱性土壤中含有矿质营养。未来还要进行火星探测任务包括：成本大增的“火星科学实验室”项目；2013年末发射 的“火星大气与不稳定性变化”（MAVEN）航天器项目。
·“信使”号水星探测器探测到更多水星秘密
“信使”号于2004年8月发射升空，2008年1月第一次飞越水星，10月第二次飞越，探测到水星上存在火山等信息。此外，美国还计划使用核动力卫星探测木星。
·“星际边界探测器”（IBEX）首次探测太阳系与星际空间交界地带
2008年10月NASA发射IBEX，将首次探测到太阳风与星际介质之间的相互作用，全面描绘日光层边界图像。 （中国航天工程咨询中心 王若衡）
