世界航天及航天运输系统发展现状与趋势

□张 菽 褚洪杰 关 嵩 张 涛

世界航天及航天运输系统发展现状与趋势

□张 菽 褚洪杰 关 嵩 张 涛

进入21世纪以来，世界航天活动呈现蓬勃发展的新态势，主要航天国家和地区相继制定或调整航天发展战略、发展规划和发展目标，航天战略在国家整体发展战略中的作用日益突出，航天活动对人类文明和社会进步的影响进一步增强

1957年，前苏联发射了第一颗人造地球卫星，拉开了人类探索宇宙空间的序幕。随着技术的进步，航天事业在国家整体发展战略中的作用日益突出，对人类文明和社会进步的影响也进一步增强，航天的作用已远远超出科学技术领域，对国家政治、经济、军事与社会生活都产生着广泛而深远的影响。进入二十一世纪以来，世界航天活动呈蓬勃发展的新态势，主要航天大国和地区均制定了宏伟的航天发展战略，立足本国国情，发展并保持与市场要求相适应的技术水平，实施更大规模的空间开发活动。

航天事业的发展需要航天战略的指引。航天发展战略是一个较长时期内航天事业发展的总目标、总任务、总策略，是国家发展战略的重要组成部分，也是编制发展规划的重要前提和依据。在国家高度关注、技术飞速发展的今天，研究世界主要国家的航天发展战略，则显得尤为重要。

世界航天发展战略一览

美国

作为世界超级航天强国，美国航天技术保持着世界先进性和前瞻性，其发展战略可概括为：保持航天强国的长期成功和绝对领导，维护空间霸权主义。在该战略指引下，美国制定了切实可行的发展路线：以航天技术“永保领先，与时俱进”为宗旨，致力于航天活动商业化，实施以技术探索和验证为目的的样机战略，使美国航天工业更具竞争力；设立长远深空探测与载人航天目标，开展有限的国际合作，推动国家工业技术的发展。

俄罗斯

作为老牌世界航天强国，俄罗斯技术基础雄厚，虽然发展过程中受经济制约，但还是力争与美国抗衡。俄罗斯航天发展战略可概括为：立足国情，实现单个领域突破，保持航天强国优势，兼顾提高经济效益。近年来，俄罗斯不断扩大航天国际市场份额的占有量，在国际商业发射市场所占的份额遥遥领先，保持着载人航天世界领先优势，积极寻求在深空探测领域的国际合作，确保独立进入空间的能力。为了满足全球化竞争的需求，俄罗斯将进一步整合航天工业综合体的资源，优化生产能力，提高生产效率，形成合理高效的集约化组织结构。

欧洲

由于各方面难以与美俄抗衡，欧洲国家在航天事业伊始就选择了一条合作发展之路。这是条多元一体的道路，体现了欧洲国家之间优势互补、团结协作的合力。欧洲航天发展战略可概括为：拥有独立、强健的航天工业，确保欧洲世界航天科技的前沿地位。欧洲秉承务实的设计理念，不盲目追求技术先进性，充分考虑满足发射需求，着眼于发射系统的低成本和高可靠性。近期欧洲主要通过国际空间站的合作建设利用，为未来深空探测积累技术经验，体现出欧洲将重点发展面向地球的航天技术，重视给大众带来切实利益，寻求在技术独立自主与国际合作之间的最佳平衡。

日本

尽管一直在强调自主开发，但由于政治上依附于美国，日本的航天政策与美国息息相关。目前随着国内政治的日益右倾化，航天发展也日益军事化。日本总的航天发展战略可概括为：发展航天技术，增强竞争力和扩大国际影响。日本在获取美国支援的同时，正积极谋求独立的航天能力。自2008年通过《宇宙基本法》后，日本积极发展太空能力以确保国家安全。大力发展军用成像、侦查卫星技术，开展固体运载火箭研制，带动军事航天技术水平和能力的提升。

印度

印度基于“大国理念”，一直不遗余力发展航天事业。经过几十年的不懈努力，印度航天技术总体水平发展迅速，航天实力突飞猛进。印度总的航天发展战略可概括为：借助外部力量实现自主发展，实现有限目标和重点发展。印度航天的一个显著特征是走国际化研发之路，积极参与国际研发合作，引进外资、技术和产品，再吸收、自造和创新，逐步形成自己的航天工业研发体系。在十多年国际市场开拓中，印度已在国际商业发射服务市场占据了一席之地，先后为德国、韩国、印尼、阿根廷和加拿大等国发射卫星，并且成功实现了亚洲首次火星探测任务，有力彰显了印度航天大国的实力和地位。

航天运输系统发展趋势

航天运输系统是执行往返于地球表面和空间轨道之间，空间轨道之间，以及地外天体着陆和返回运输任务的运输工具的总称。它包括载人（载货）飞船、运载火箭、航天飞机、空天飞机、应急救生飞行器和各种辅助系统等。

航天运输系统的组成单元较为丰富，按照应用的任务范围，航天运输系统可以分为三类，分别是进入空间的一次性运载火箭、服务于在轨有效载荷和空间运输的航天运载器、实现天地往返运输的可重复使用运载器。

航天运输系统是一个国家进出空间的基础。在世界航天运输系统60余年的发展历程中，截止到目前，已完成各类航天发射5300多次。美，俄，欧，中等国已陆续建立了完备的航天运输系统的工业体系。

涉足航天的国家数量及资金投入不断增多

各传统航天大国均根据自身特点制定航天运输系统型谱发展规划，开展新一代运载火箭和重型运载火箭的研制，向着更遥远的深空迈进。以印度为代表的新兴航天国家突出重点发展，逐步形成本国完备的航天运输系统，努力建设独立自主的进入空间能力并积极开拓国际航天发射市场。韩国、朝鲜、巴西等国家逐步具备研制运载火箭的能力。

世界航天产业持续高额投入，全球航天项目的政府预算在2012年和2013年都保持在720亿美元左右。其中俄罗斯公共航天投入在过去5年平均以32%的速度递增。航天项目投入在1000万美元到1亿美元之间的国家，由2003年的10个增加到了2013年的30个。

深空探测成热点国际合作出现新模式

美国、俄罗斯、印度及中国相继公布了深空探测计划。进入21世纪，美国制订了多项包含月球以远深空探测任务计划，并发展新一代重型运载火箭航天发射系统（Space Launch System，SLS）用以满足“月球以远”深空探测的任务需求。俄罗斯也明确提出未来几年的火星、金星和木星探测计划。印度在2020空间科学项目路线图中，规划了未来开展小天体等的探测，并成功发射首颗火星探测卫星“曼加里安”，2014年9月24日进入火星轨道，成为亚洲第一个自主研发开展火星探测的国家。我国在深空探测方面，选择有限目标，分步开展深空探测活动，按照“绕、落、回”三步走发展思路推进月球探测工程建设，开展深空探测专项论证，推进开展对太阳系行星、小行星和太阳的探测活动。

深空探测发展更加注重国际合作。2013年8月，国际空间探测协调组织（ISECG）对外发布了新版《全球探索路线图》，通过路线图的实施，相关各国将发挥各自航天技术优势，逐步形成空间开发同盟，共同开展高起点、高水平和大规模的长远空间开发活动。

型谱体系完善 新产品形成能力

一次性运载火箭仍将占据航天运输系统的绝对主导地位，运载火箭型谱化、系列化、模块化和组合化仍是当前一次性运载火箭发展的重要方向，重型运载火箭和空间组装技术得到重视和发展。未来五年SLS，安加拉，阿里安6等火箭将形成能力，实现火箭的跨代发展。快速发射的小型运载火箭成为快速响应空间，实现空间系统快速部署的主要运载工具。以上面级技术为基础的轨道运输及服务飞行器，对利用空间和控制空间能力的提升和拓展具有重要作用，不仅可机动部署卫星，未来还能提供在轨维修和服务，从而显著提高空间资源的灵活性和作战能力。

重复使用技术是航天运输未来的发展趋势，是降低发射成本的一条重要途径。重复使用天地往返技术是航空和航天融合的一个典型代表，同时也是航天运输技术中最具有前瞻性、前沿性和战略性的高新技术。美国XS-1，欧洲IXV等重复使用运载器将陆续完成演示验证，逐步向工程应用方面发展。

产业模式多样商业化运作加强

各传统航天强国的管理模式逐步呈多样化发展，发展形式和实施途径开始强调灵活性和创新性。美国采用军民分离模式，国防部负责军用航天战略和军用航天活动的组织实施，航空航天局负责民用航天战略的组织实施和开展民用航天活动。俄罗斯由军民统一到军民分治再到军民统一，其改革经历了一个螺旋式变化过程。目前私营企业介入航天领域，广泛采用扁平化管理模式，有力挑战传统模式，航天商业市场氛围浓厚。美、俄、欧的运载火箭，都有专门的合资公司开展商业化运营，商业发射将成为未来进入空间的主要方式。

航天大国均制定长期国家发展战略

世界主要航天国家十分注重航天发展的政策导引作用，超前部署发展进入空间和利用空间的能力。美国公布了《国家航天政策》，俄罗斯政府公布了《2030年前及未来俄罗斯航天发展战略》、欧空局公布了《欧洲航天政策》，日本公布了《宇宙基本法》。我国应统筹军民两个领域，从国家层面制定统一的航天活动基本法和发展路线图，规划未来较长一段时期的宇宙开发和空间探索活动。

国家应给航天运输系统更多经费和政策支持

进入新世纪，美、俄、欧、日、印纷纷出台雄心勃勃的太空开发计划，并给予足够的经费支持。而我国在航天上的投入尚不及美国的十分之一。因此建议国家给予发展航天运输系统更多的经费支持，持续提升进入空间的能力，为利用和控制空间奠定基础。另外，建议国家在航天商业化、民营资本进入、火箭产品及技术出口等方面给予更多的政策支持。

转变观念以灵活运营模式应对新兴市场

航天工业部门应当以更加开阔的视角、更加开放的心态、更加新颖的理念推动我国航天运输系统发展。进一步加强对国家政策的研究和把握，在国家“一带一路”建设中发挥“亮点”作用，以“互联网+”的思维推动火箭商业化运作和工业化进程；积极面对日益汹涌的航天商业化浪潮，主动出击，做好运载火箭商业化运作的研究和方案；进行与民营资本合作开展商业化运营模式的试点工作，实行竞争性采购，专注于低成本、高可靠和高效率，努力打造具有国际竞争力的商业火箭。■

（作者单位：中国航天科技集团公司）