2022年航天领域前沿科技发展态势及2023年趋势展望

一、世界航天领域2022年态势总结

主要航天国家强化航天战略部署，太空安全和空间探索成为关注重点。美国发布《美国国防战略》《2022年导弹防御评估》《国土安全部太空政策》《国防部太空政策》《太空服务、组装与制造国家战略》等文件，将太空视为“美国国家军事力量的优先领域”，并通过提升太空系统网络安全、增强太空系统韧性、加强与盟国和商业航天力量合作、发展在轨建造和维修技术等手段，维持美国在太空领域的战略竞争优势。英国发布新版《国防太空战略》和《英国太空力量文件》，拟通过提升太空防御能力、建立太空系统韧性、发挥太空科技优势、加强美英太空联盟等举措，激发太空产业活力，推进太空军事能力发展。澳大利亚发布《国防太空战略》，计划提升国防太空能力，强化太空联盟合作，确保其太空利益。北约发布《太空政策》文件，把太空纳入集体防御体系，以捍卫其在太空领域的安全利益。欧空局发布《Terrae Novae 2030+战略路线图》，旨在为欧洲建立可行、有韧性的太空活动框架，并将近地轨道、月球和火星视为太空探索重点。美英法德等七国发布《联合太空作战愿景2031》倡议，将通过加强太空合作，发展太空军事联合作战能力，防止太空冲突。

巨型星座布建规模进一步扩大，或成为重塑太空格局的关键力量。美国SpaceX公司于2022年1月至11月中旬，通过33次发射将1614颗“星链”卫星部署入轨，使“星链”星座在轨卫星总数突破3280颗；亚马逊公司与3家火箭公司签署83次发射协议，用于部署由3236颗卫星组网的“柯伊伯”星座。俄罗斯成功发射“球体”星座首颗卫星“斯基泰人-D”，对天基互联网接入技术开展在轨验证，未来将部署388颗卫星完成星座组网。英国OneWeb星座受俄乌冲突影响部署进度大幅放缓，截止2022年11月中旬，仅通过2次发射将72颗卫星送入轨道，将OneWeb星座规模扩大至462颗，完成初期计划71%的部署任务。欧盟计划投资24亿欧元构建低轨星座，在弥补地面通信网络空白区域的同时，为欧洲提供更加安全的通信系统。

商业星座应用范围不断扩大，首次深度参与现代作战。在商业通信星座方面，美国SpaceX公司相继推出车载、企业、海事及航空版“星链”终端，为客户提供多元化网络服务。据统计，“星链”星座正在为41个国家超过60万人提供天基网络服务，覆盖范围涵盖全球七大洲。在俄乌冲突期间，“星链”星座在保障民用基础通信的基础上，为乌军战场情报支援、态势感知、导弹引导、无人机作战等提供关键通信链路保障，成为支持乌军作战的关键力量。在商业遥感星座方面，美国MAXAR、BlackSky以及芬兰Iceye等公司利用各自遥感星座为乌克兰和北约等提供遥感图像，为及时侦察俄军部署、跟踪俄军动向、评估战场态势等提供有力支持；鹰眼360公司向美国和北约提供了乌克兰领土上的GPS干扰信号分析，显示可能由俄军发射的GPS干扰信号地图。

全球航天发射能力稳步提升，火箭发射和回收技术取得新突破。美国“太空发射系统”（SLS）重型运载火箭首次成功发射，将重约26.5吨的“猎户座”飞船送入地月转移轨道。截至11月中旬，SpaceX公司“猎鹰”-9火箭在2022年内完成51次发射，实现平均约每6.1天发射1次的能力，并成功创造“一箭14飞”和“一箭105星”的新发射纪录；SpaceX公司“重型猎鹰”火箭执行首个美国国家安全任务，完成第4次发射任务，将多颗军事卫星送入地球同步轨道；火箭实验室公司首次利用改装直升机成功抓捕执行轨道级发射任务的一级火箭，实现了新型火箭回收方式；维珍轨道公司的小型空射火箭“运载器一号”在1月和7月由波音747-400载机携带到高空完成2次发射任务，继续引领空射火箭技术发展；蓝源公司“新谢泼德”亚轨道火箭成功完成第5次亚轨道载人飞行任务；萤火虫公司“阿尔法”火箭首次发射成功，将3颗卫星送入轨道。俄罗斯“安加拉”1.2型火箭完成首次发射任务，将逐渐取代“质子号”等旧型火箭，成为俄主力运载火箭。欧空局新型“织女星-C”火箭首飞成功，将7个有效载荷成功送入预定轨道。韩国成功发射“世界”号运载火箭，成为全球第七个拥有自主太空发射能力的国家。伊朗成功测试了其自主生产的新型运载火箭，将为其卫星部署提供支持。

深空探索有序开展，取得诸多新成就。美国成功发射CAPSTONE立方体卫星和“猎户座”飞船，探测月球轨道环境，测试载人飞船性能，正式拉开“阿尔忒弥斯”重返月球计划序幕；NASA实施全球首次行星防御任务，利用“双小行星重定向测试”航天器撞击目标小行星，将小行星轨道周期缩短了32分钟，成功验证了小行星偏转技术。韩国发射首个月球探测器“赏月号”，成功与地面站实现通信，将开展为期1年的月球观测任务。日本成功发射“好客号”月球探测器，拟尝试完成月表着陆任务，但其升空后因太阳能电池失效，导致任务失败。中国成功发射综合性太阳探测卫星“夸父一号”，将对太阳磁场、太阳耀斑和日冕物质抛射等开展观测，为空间灾害预报提供支持。

主要航天国家将有序推进通信、导航、遥感、侦察等卫星部署进程。美国SpaceX公司将于2023年继续提升“星链”星座部署规模，预计将发射超过5000颗“星链”卫星；亚马逊公司将于2023年发射“柯伊伯”星座两颗原型演示卫星，开展在轨通信技术验证；维珍轨道公司与加拿大NorthStar公司拟于2023年中旬发射第一颗NorthStar太空态势感知卫星，将提供地球静止轨道和地月空间物体跟踪服务；Tomorrow.io公司计划于2023年发射气象星座的首颗卫星，为作战人员提供精确的全球实时气象情报；美太空军计划于2023年发射两个新的增强型极地系统重组（EPS-R）有效载荷，为美军在北极地区作战提供安全通信服务；美空军研究实验室计划于2023年在地球静止轨道部署“导航技术卫星-3”(NTS-3)，以增强GPS卫星的定位、导航和授时能力；洛马公司计划在2023年发射一个由三颗卫星构成的“太空增强型联合全域作战环境”试验台，为美军联合全域作战提供支持；美太空系统司令部拟于2023-2027财年开展“韧性导弹预警导弹跟踪-中地球轨道”计划，以探测和跟踪高超声速导弹。韩国计划在2023年利用SpaceX火箭发射该国第一颗国产间谍卫星，以增强侦察能力。印度GalaxEye、Ananth Technologies及DLINX Labs公司与美国Antaris公司联合研制的一颗地球观测卫星拟于2023年发射，该卫星将具备全天时和全天候的对地成像能力。

多款新研运载火箭或迎首飞，全球发射能力将进一步提升。美国SpaceX公司“星舰”运载系统拟于2023年完成首次轨道级发射和首次绕月飞行任务，或将成为全球现役推力最大的太空运载系统；SpaceX计划于2023年将太空发射次数由2022年的50余次提升至100次，进一步提升太空发射频率；联合发射联盟公司“火神”火箭拟于2023年初执行首飞任务，将替代“宇宙神”-5火箭成为联合发射联盟公司的主要运载火箭，以及承担美国国家安全航天发射任务的主力火箭。法国“阿里安”公司设计的“阿里安”-6重型火箭计划于2023年实现首飞，有望与“猎鹰”-9火箭竞争国际发射市场，并将与“织女星”-C火箭组成欧洲下一代运载火箭体系。

多国拟开展载人航天活动，首次商业太空行走任务将成为亮点。美国波音公司计划于2023年第二季度利用星际客机开展首次载人航天任务；SpaceX公司预计于2023年3月执行“北极星黎明”载人任务，将4名乘客送入太空并完成太空行走任务。沙特计划于2023年借助美国公理太空公司开展的“公理2号”任务将2名沙特航天员送上国际太空站。中国计划于2023年将第三批航天员送入“天宫”太空站执行太空任务。

手机卫星直连技术有望取得新进展，或将为更多普通手机用户通信提供新选择。美国AST SpaceMobile公司拟于2023年发射5颗卫星，建立初期运行网络，提供手机卫星直连通信服务。SpaceX公司与T-Mobile公司合作，拟于2023年推出手机卫星直连服务。SpaceX公司表示，2023年发射的“星链V2.0”卫星将配备直径达5-6米的大天线，使其能够使用T-Mobile公司的部分中频PCS频谱广播服务。T-Mobile表示，手机卫星直连服务将覆盖美国大陆、夏威夷、阿拉斯加部分地区、波多黎各等区域，初期可实现短信收发功能，长期可实现语音和数据传输能力。

编辑丨郑实