2016年世界航天发射预报

2016-05-16刘进军

卫星与网络 2016年3期

关键词：航天中心猎鹰X射线

+ 刘进军

2016年世界航天发射预报

+ 刘进军

“长征-2F”运载火箭发射

2016年1月15日，中国在西昌卫星发射中心发射“长征-3B/G2”运载火箭，将“白俄罗斯星-1”发射升空。卫星准确进入预定转移轨道。中国打响了2016年世界航天发射的发令枪。

2016年，世界航天器计划发射次数71次，预备发射次数大约30次；运载火箭发射次数可能超过2015年。目前，各国已经公布发射312颗各种航天器，数量也将超过2015年。2016年,一箭多星发射竞赛的热闹场面将再度出现。2016年度，世界航天将看到许多新气象、新特点，各国的重点发射、重点航天器将引起广泛注意。

1.中国航天重要与辉煌的一年

2014年10月9日，在第27届太空探索者协会年会上，中方大会主席杨利伟透露：2016年，中国将发射“天宫-2”号空间站。随后，中国发射“神舟-11”号载人飞船和“天舟-1”号货运飞船，“天宫-2”号交会对接。杨利伟预告：在2022年前后，中国将完成“天宫-2”号空间站建造，海南航天中心已经基本建设完毕。

“天宫-2”号空间站长10.4米，最大直径为3.35米，质量8.5吨。“天宫-2”号对中国空间站工程、太空科学实验和地球观测都具有里程碑意义。2015年4季度，“天宫-2”号将搭乘“长征-2F”运载火箭，从酒泉卫星发射中心发射。“神舟-11”号载人飞船也将随后发射升空。

2016年，是中国航天的重要和辉煌的一年。“长征-5”号和“长征-7”号运载火箭将首飞。特别是“长征-5”号重型火箭，对探月工程、空间站工程和深空探测工程具有重要意义。2016年，中国执行超过20次航天发射。中国计划发射2颗“北斗”导航卫星，确保区域导航系统稳定运行。中国还将发射“高分-3”号地球观测卫星，进一步完善高分辨率观测系统建设。

根据中国航天计划，中国将在2022年左右建成一个“16+4+4+X”的商业遥感卫星系统。这个商业遥感卫星系统包括：16颗0.5米分辨率光学地球观测卫星、4颗高端光学卫星、4颗微波卫星，以及多颗视频高光谱等微小卫星组成。它们将组成0.5米级高分辨率商业遥感卫星系统。2016年年底前，商业遥感卫星系统将执行首次发射。商业遥感卫星系统追求高空间分辨率、高时间分辨率、高光谱观测、全天候观测的科学目标。这对国土资源调查、测绘、国防安全、环境监测、金融保险，以及互联网行业的增值服务都具有促进作用。

“长征-5”号重型火箭即将出征

中国第一架太空望远镜——“硬X射线调制”太空望远镜

2016年，中科院高能所研制的“硬X射线调制”太空望远镜，是中国第一架太空望远镜，预计2016年发射升空。“硬X射线调制”太空望远镜是目前世界上最高灵敏度和最高空间分辨的一台硬X射线太空望远镜。

“硬X射线调制”太空望远镜将实现最高灵敏度和分辨率的硬X射线巡天，发现大批高能天体和天体高能辐射新现象，分解和确定宇宙硬X射线背景辐射的来源，并对黑洞、中子星、活动星系核等高能天体实现高精度定向观测，研究其光变性质和光谱，高能粒子加速机制等重要物理过程。

“硬X射线调制”太空望远镜将推进人类对极端条件下高能天体物理动力学、粒子加速和辐射过程的认识。“硬X射线”调制太空望远镜还有一个重大意义：赶在欧美之前发现黑洞的秘密。

2.俄罗斯东方港航天中心将启用

2016年4月25日，俄罗斯宇航公司将启用东方港航天中心，并首次发射“联盟-2-1a/伏尔加”运载火箭，运送“MVL-300”宇宙辐射探测器和2颗俄罗斯小卫星。

东方港航天中心，又称为东方航天港，位于俄罗斯远东斯沃搏德内市和希马诺夫斯克市境内，位于北纬51°49′，东经 128° 15′。东方港航天中心比邻中国黑龙江省大兴安岭地区，与黑龙江省呼玛县遥相对应，塔河县东北方向，黑河市西北方向，紧靠中俄边境。

苏联主要航天发射基地有拜科努尔航天中心、卡普斯京亚尔导弹基地、普列谢茨克航天中心、栋巴罗夫斯基空军基地。由于苏联崩溃，俄罗斯依赖哈萨克斯坦的拜科努尔航天中心发射航天器。俄罗斯政府每年支付1亿1500万美元年租金给哈萨克斯坦。俄罗斯最担心的是：哈萨克斯坦迟早一天会被西方染色，远离俄罗斯。如果发生这种情况，俄罗斯至少一半卫星和飞船等航天器不能发射。

1993年2月1日，俄军总参谋部下达新航天发射基地选址的命令。俄军总参谋部、战略火箭军、空军、海军、远东军区、中央设计研究所、俄罗斯宇航局、“礼炮”设计局等单位人员参加选址工作。最后，俄军总参谋部选中远东地区的阿穆尔州斯沃博德内洲际弹道导弹发射场。第27战略火箭师在此驻军了几十年。

1994夏天，俄罗斯总统叶利钦参观了斯沃博德内市布兰勾维什斯基小镇。1996年3月1日，叶利钦总统颁布了一项法令，正式宣布“斯沃搏德内-18”洲际导弹基地作为一个航天发射场。斯沃博德内航天中心坐标：北纬51°51′32"，东经128°15′33"；附近的城市：布拉戈维申斯克，中国大庆、哈尔滨；附近机场：巴勒伊机场798千米，尼布楚空军基地806千米，麦河机场987千米。

1996年3月1日，斯沃博德内航天中心建立，投资达3亿5000万卢布。它主要承担俄罗斯的商业发射和俄罗斯军事卫星的发射任务，不包括载人航天任务。1997年3月4日，俄罗斯第27战略火箭师首次在斯沃博德内航天中心发射“起飞-1”号运载火箭,将一颗军事卫星送入轨道，5次发射“呼啸”号运载火箭。俄罗斯人很会折腾。2005年，在拜科努尔航天中心租赁更新后，俄罗斯宇航局没钱，决定不需要同类型的第二座航天发射场。2007年2月，普京总统下令斯沃博德内航天中心关闭。

俄罗斯总统普京多次声明强调新的航天发射场的重要性。2007年12月6日，俄罗斯总统普京签署文件：在阿穆尔河地区建立一个新的太空中心，名为东方港航天中心。东方港航天中心就位于“斯沃搏德内-18”洲际导弹基地，斯沃博德内航天中心南面一点点。俄罗斯战略专家提醒普京：这儿发射卫星的地理条件很好，但距离中国太近，危险性极大。普京白了一眼，自我感觉良好。2011年1月，东方港航天中心开始建设，预计于2018年竣工。新任俄罗斯宇航局局长局的弗拉迪米尔·波波夫金承诺：2012年将拨款200亿卢布建设东方港，包括铁路和公路建设。2015年3月和4月，100名建筑工人罢工，抗议未付工资，在工程建设过程中腐败。没钱，一直困扰着东方港航天中心的工程进度。

东方港航天中心地理位置

东方港航天中心的建筑

东方港航天中心是俄罗斯现代最大和最雄心勃勃的宇航项目之一。它位于俄罗斯远东地区阿穆尔州斯沃搏德内市西北和希马诺夫斯克市西南；靠近结雅河和列亚河流域；根据发射方位角，这儿距离太平洋大约600～800千米。东方港航天中心规划总面积700平方千米，直径约30千米。

东方港航天中心最近的城市是乌格里哥斯克。这个名字意味着“东方”，俄罗斯东方港。东方港航天中心的地理位置在北纬51°。这意味着，在一个给定的轨道，火箭能运载的有效载荷重量，与在从拜科努尔发射几乎相同。另外，这个位置发射的好处是：人口稀少、火箭发射路径短；接近大交通网络，如贝加尔-阿穆尔铁路干线，赤塔-哈巴罗夫斯克公路；电力资源丰富。在俄罗斯远东地区，东方港航天中心的位置将方便运输材料到现场，并将火箭低级阶段抛弃向海洋，增强安全性。

东方港航天中心将接受俄罗斯从本土发射的大部分任务，并减少依赖哈萨克斯坦的拜科努尔航天中心发射。东方港航天中心计划建造7座发射台：

LD1发射台：发射“联盟-2”运载火箭，2016开始发射。

PU1发射台：发射“安加拉-1.2”、“安加拉-A3”、“安加拉-A5”运载火箭，2021开始发射。

PU2发射台：发射“安加拉-A5V”、“安加拉-7”运载火箭，2022年开始发射。

目前，俄罗斯西北部的普列谢茨克航天中心主要发射地球静止轨道和高倾角轨道卫星。东方港航天中心主要是为民用发射。俄罗斯宇航局计划：2020年，东方港将承担俄罗斯45％的航天发射。拜科努尔航天中心的份额将从65％下降至11％。普列谢茨克航天中心将占44％。这是一个商业发射的战略方案。俄罗斯的火箭多，价格便宜，可靠性和安全性高。从2011年到2015年，从俄罗斯领土的世界商业发射份额只有25％。

2012年1月，俄罗斯政府颁布法令:将阿穆尔州的斯沃搏德内市和希马诺夫斯克市的9663公顷林地建造为航天发射场，俄罗斯国防部的兵营改建为住房。2012年底，工程人员人数由5000人增加至7000人。2014年是施工期间最繁忙的一年，工人的数量上升至7000多人。东方港航天中心将10大基础设施：2个重型运载火箭发射场，移动服务塔高度为52米，重量1600吨，7层楼；机场；氧氮厂、氢气厂、供电系统；115千米公路，125千米铁路，以及一个4万人的小镇。

按2009年估算，东方港航天中心建设将耗资4000亿卢布，大约135亿美元。随着发射台、处理设施、机场和卫星城建设，城市设计容纳35000人，以及游客。它将包含一个完整的配套设施、学校、幼儿园、医院。建筑师德米特里表示：城市将成为“一种具有独特和美丽的景观设计”的科学城市和太空旅游胜地。当建成后，东方港航天中心将永久雇用2万～2.5万人。第27战略火箭师负责火箭发射任务，计划到2021年发射无人载人飞船，2023年发射载人飞船。

4月12日，是俄罗斯的宇航日。2015年的这天，普京建议：等到希马诺夫斯克小镇建成后，应该命名为康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基镇。

东方港航天中心小镇未来图

2015年10月14日，俄罗斯总统普京视察东方港航天中心

3.俄罗斯“联盟-MS”新飞船将起航

根据俄罗斯宇航公司的计划：2016年6月21日，俄罗斯新型载人飞船——“联盟-MS 1”号，将在拜科努尔航天中心搭乘“联盟-FG”火箭，进行首次飞行。

“联盟”号载人飞船系列，由苏联太空计划的科罗廖夫设计局，现在的安吉亚太空公司研制，至今仍在飞行。“联盟”号源于“上升”号飞船，最初是苏联载人登月计划的一部分。“联盟”号飞船是飞行最频繁和世界上最可靠的飞船。

“联盟”号载人飞船都是从哈萨克斯坦的拜科努尔航天中心发射。1966年11月28日，第一艘“联盟”号开始无人飞行。1967年4月23日，“联盟-1”号飞船发射成功，但最终因降落伞故障坠毁，造成宇航员弗拉迪米尔·科马罗夫烧成焦炭。“联盟-11”号飞船飞行成功，但机舱减压，过早地再入，造成3名宇航员死亡。这是人类迄今为止，在卡门线以上死亡的飞行事故。尽管这些早期的事件很悲惨，“联盟”号仍被认为是世界上最安全、最具性价比的载人航天飞行器。

“联盟-MS ”飞船结构与功能

“联盟”号飞船为“礼炮”号和“和平”号空间站运送了大量宇航员，现在为国际空间站运送宇航员。为了宇航员安全，每天至少一艘“联盟”号飞船停靠在国际空间站，时刻作为一个急救事件逃生艇。“联盟”号飞船只能乘坐3人。它即将由乘坐6人的新飞船取代。

“联盟”号飞船一共发展了3代9个型号。“联盟”号分为轨道舱、返回舱和服务舱三大舱段。“联盟-MS ”型与“联盟-TMA”型宇宙飞船结构与外形基本差不多。“联盟-MS ”型质量7150千克，长7.48 米，最大直径2.72 米，太阳能帆板跨度10.7米。

“联盟-MS”型飞船是“联盟”号飞船最后的升级计划。“联盟-MS”飞船主要升级变化包括：

1.更高效的太阳能电池板。

2.改进了对接和姿态控制发动机位置。

3.新的对接系统和方法，只有以前系统一半的重量和消耗原来三分之一的电力。

4.新的TSVN-101电脑，只有8.3千克，远远小于以前70千克重的老电脑ARGON-16，新电脑只有老电脑的十分之一重量。

5.统一数字命令/遥测系统：由地面站，通过中继卫星，遥测、控制飞船飞行；在地面跟踪范围，还提供宇航员和位置数据。

6.在登陆后，飞船通过GPS、格洛纳斯、国际全球卫星搜救系统等导航卫星系统进行更精确的定位，为搜索和救援行动提供精确性。

4.美国“猎鹰-重型”火箭试飞

“猎鹰-重型”运载火箭是美国太空探索技术公司设计和研制的一种二级重型运载火箭。“猎鹰-重型”运载火箭是“猎鹰-9v1.1”运载火箭的变体。它包括一个标准的“猎鹰-9”号火箭为芯级火箭，另外2枚“猎鹰-9”第一级火箭为助推器。“猎鹰-重型”运载火箭将增加低轨道的有效载荷能力为53吨，较“猎鹰-9v1.1”运载火箭13吨的有效载荷能力大大提高。

“猎鹰-重型”运载火箭的科学目标是月球发射、太阳系内和太阳系外。每次发射成本约9000万美元，低轨道运载能力为53吨，静止轨道运载能力为21.2吨。它高68.4米，直径3.66米，质量1462836千克，发射场为范登堡空军基地。

2011年，“猎鹰-重型”火箭的成本预计将低于4.25亿美元，不包括发射成本。2012年12月，美国国防部、美国空军、美国空军空间与导弹系统中心都看重“猎鹰-重型”火箭，签订了发射合同。2011年，美国宇航局艾姆斯研究中心提出的火星任务称为“红龙”飞船。“红龙”飞船将利用“猎鹰-重型”火箭进入火星大气。“红龙”飞船科学目标是探测生命迹象和钻探地下1米左右，提取水或冰样本。

2015年5月，美国太空探索技术公司定位“猎鹰-重型”运载火箭：运输科学有效载荷在整个太阳系，在天地间，如月球、太阳系内、火星，如木星的卫星“木卫-2”——欧罗巴，以及太阳系外的目的地。美国太空探索技术公司期望“猎鹰-重型”运载火箭能够运输2吨～4吨质量到火星表面，包括软着陆。

2016年5月，美国太空探索技术公司将在肯尼迪航天中心进行“猎鹰-重型”火箭试飞。一个假人将搭乘这种火箭飞上太空。

“猎鹰-重型”运载火箭技术参数

5.美国“龙v2-1”载人飞船试飞

“龙-V2”号载人飞船，又名“龙-2”、“龙骑士”载人飞船。它是美国太空探索技术公司设计和研制第2代“龙”载人飞船。“龙-V2”号载人飞船的科学目标是将人类和货物送往低轨道（商业用途），国际空间站运输的商业出租（政府使用），太空移民（计划）。

“龙-2”飞船系统包括推进、动力、热控制、环境控制、航空电子、通信、热保护、飞行软件、制导、导航与控制、进入、下降、着陆和搜集等。在飞船四侧各安装一台“超级天龙座”发动机。每台发动机可作为发射中止系统推进器或用于推进着陆。此外，它有更大的窗口，底部着陆腿，新的计算机和航空电子设备，以及重新设计的太阳能帆板。

“龙-2”飞船最大容量乘员7名，运载火箭为“猎鹰-9 V1.2”。它高度8.1米，直径3.7米，侧壁角15°，舱内容积10立方米，加压舱容积14立方米，净重约4200千克，可运送3310千克有效载荷到国际空间站。它返回到地球可运送高达2500千克垃圾和废物，耐力飞行1个星期到2年，重入重力3.5 GS ，8台“超级天龙座”发动机和18台“德拉科”太空机动推进器围绕飞船，推进剂为四氧化二氮。

2014年5月29日，美国太空探索技术公司在加利福尼亚州霍桑总部宣布：“龙-2”号载人飞船要把宇航员运送到太空中。美国宇航局已经与美国太空探索技术公司签署了一份合同：运送6名宇航员飞往国际空间站。2014年9月，美国太空探索技术公司被选定为商业乘员计划，获得了26亿美元资金。

2015 年6月，美国太空探索技术公司已经完成了试验飞船的发射中止；2015年11月24日，悬停试验圆满成功。“龙-2”号载人飞船计划在2016年12月首次试飞。

中国“高分-4“地球观测卫星发射升空

“龙 V2”号载人飞船

“龙 V2”号载人飞船软着陆试验

欧空局的“伽利略”全球导航系统

6.　印欧俄大规模部署导航卫星

2016年是导航卫星的发射大年。2006年5月，印度政府批准：在未来六到七年，实施印度区域卫星导航系统。印度区域卫星导航系统由7颗卫星组成星座和一个大型地面站。三在导航星座的3颗卫星运行在地球静止轨道，轨道倾角32.5°83°和131.5°，4颗卫星在地球同步倾斜轨道，轨道倾角55°、111.75°和29°，经度交叉。印度区域卫星导航系统的7颗卫星都能看见印度控制站，并保持连续无线电联络。

2013年起，印度已经发射了4颗导航卫星。2016年第一季度，印度太空研究组织准备发射3颗“印度”区域导航卫星，形成印度区域导航卫星系统。印度连续发射“印度”区域导航卫星，说明印度的导航卫星已经成熟，即将形成区域导航系统和功能。

2014年，欧洲空间局1箭2星发射“伽利略-5”和“伽利略-6”失败。2015年，欧空局连续3次1箭2星发射“伽利略”卫星，“伽利略”卫星总数已经达到10颗。2016年，欧空局准备从库鲁航天中心1箭4星，发射4颗“伽利略”全球导航卫星，将增强全球导航的部署和能力。2017年，欧空局强2次发射6颗“伽利略”卫星；2018年，再发射4颗。根据预测，2020年，欧空局将建成“伽利略”全球导航卫星系统。

俄罗斯是导航卫星的老大.2001年～2015年底，俄罗斯已经发射成功37颗“格洛纳斯-M”导航卫星，失败6颗。2016年，俄罗斯很威猛，准备六次1箭1星，一次1箭3星，发射9颗“格洛纳斯-M”导航卫星。俄罗斯计划将陈旧的“格洛纳斯-M”导航卫星焕然一新。俄罗斯能否实现一年发射9颗导航卫星计划呢？

只有再宽，没有最宽：美国国防部“宽带全球”通信卫星

“火星微量气体”探测器和登陆器

7.欧空局探测器飞赴火星

2016年3月14日，欧洲空间局的“火星微量气体”探测器和“夏帕瑞丽”火星车将从哈萨克斯坦拜科努尔发射升空。

“火星微量气体”探测器（TGO，ExoMars 2016)是欧洲空间局与俄罗斯联邦宇航局的合作项目。它将在火星发送一颗大气研究卫星和“夏帕瑞丽”登陆器(EDM，Schiaparelli)。“火星微量气体”探测器作为欧洲火星探测任务的一部分，为2020 年“火星漫游者”火星车开辟道路，也将作为一次与地球通信链路和漫游的试验。

“夏帕瑞丽”登陆器着陆火星后，进行大气映射试验。这项任务的一个主要目标是更好地了解火星大气中甲烷和其他大气气体的存在，提供生物或地质活动的证据。这次火星探测将有助于为2020 年“火星漫游者”火星车探测生物分子和生物特征，寻找着陆地点。

8.日本将发射“新X射线”太空望远镜

2016年1季度，日本将在种子岛航天中心择发射“新X射线”太空望远镜，以及11颗小卫星和立方体卫星。

“新X射线”太空望远镜，又称为“天文-H”天文卫星，是日本最重和新一代X射线天文卫星。“新X射线”太空望远镜装载以下有效载荷：硬X射线望远镜，软X射线望远镜，硬X射线成像仪，软X射线光谱仪，软X射线成像仪，软γ射线探测器。

“新X射线”太空望远镜质量为2400千克。当它的望远镜扩展时，卫星长度达到14米。它将实现以下观测能力：

1.硬X射线望远镜成像和光谱观测;

2.微型热计具有极高能量分辨率和光谱观测;

3.能量范围最敏感的宽带观测,从0.3～600千电子伏。

美国宇航局选择参加“新X射线”太空望远镜任务。美国宇航局提供高分辨率的软X射线光谱仪，将探测极端环境中的物质；研究宇宙大尺度暗物质的性质；探索星系和星系的形成与演化。

“新X射线”太空望远镜科学目标是：探索宇宙的结构和演化，了解宇宙的极端情况，探索非热宇宙现象的多样性，阐明暗物质和暗能量的特性。它将打开一个新的观测窗口，第一次通过成像光谱仪在硬X射线频段，高于10千电子伏；在软X射线频段，低于10千电子伏，探测、观测和研究宇宙极高能过程,达到前所未有的观测能力。

日本“新X射线”太空望远镜

“新X射线”太空望远镜的新视野

9.“比奇洛”充气式空间站再次升空

1999年，位于内华达州拉斯维加斯的本杰罗宇航公司由本杰罗先生创建。本杰罗宇航公司，到2014年底只有130名员工。公司很小，但富有想象力和激情，让许多世界级的大宇航公司刮目相看。

谁能建造一个充气的太空酒店？经过数年研究，本杰罗宇航公司投入几千万美元，建造了“创世纪-1”号和“创世纪-2”号充气空间站，分别于2006年7月12日和2007年6月28日发射升空。

2015年底，“创世纪-1”号以平均时速27243千米/小时，轨道周期为95.8分钟，轨道每天15.03圈，在轨时间大于4000天，轨道运行大于4万圈。按理论推算，“创世纪-1”号将于2019年再入地球。“创世纪-2”号运行在近地点525.7千米，远地点603.3千米，倾角64.51°的轨道上。到2015年底，它的轨道周期95.8分钟，每天15.03圈，至今在轨大于3500天，绕地飞行4.5万圈。

充气空间站像一个个灯笼，由可充气膨胀的软壳组成，体积小巧，发射成本低。本杰罗先生发誓让“创世纪”号太空酒店建在地球和月球之间的500千米的无引力区。本杰罗宇航公司的成就吸引了美国宇航局的注意。

2012年12月20日，美国宇航局授予比奇洛宇航公司1780万美元的合同，建造一个充气的先进的探测系统——“比奇洛扩展活动模块”(BEAM，Bigelow Expandable Activity Module)，又名“比穆”试验充气空间站。2013年，“比穆”试验充气空间站建成，质量1360千克，长度4米，直径3.2米，生活空间16立方米，设计寿命2年。

“新X射线”太空望远镜的新视野

2016年2月7日，“比穆”将在肯尼迪航天中心，搭乘“猎鹰-9”火箭，与“龙-8”号货运飞船等共计20个航天器飞上太空，进入国际空间站。届时，“加拿大-2“大臂从“龙-8”号货运飞船里取出“比穆”，并连接到“宁静”舱，运行在400 千米, 轨道倾角51.6°的轨道上。

“比穆”试验充气空间站

国际空间站的宇航员将激活和部署“比穆”，并充气扩展到长度约4米，直径约3米，充气扩张的过程大约十几分钟。这一部署过程完成后，国际空间站的新成员将进入“比穆”。这名宇航员将成为第一个居住在可扩展的生境系统的宇航员。

“比穆”将留在国际空间站两年。在此期间，宇航员将监测舱内的环境，包括温度、压力和辐射等各种数据；监测结构完整性、泄漏率、辐射剂量和温度的变化等。

小卫星与多星分配器

10.美国一箭多星发射将创新纪录

2016年，是世界航天一箭多星发射的高峰年。俄罗斯计划一次1箭10星发射，预备一次1箭11星发射。日本计划一次1箭12星发射。美国轨道科学公司计划一次1箭10星发射。美国太空探索技术公司计划一次1箭10星发射，一次1 箭18星发射，一次1箭20星发射；预备四次1箭10星发射。2016年10月，美国太空探索技术公司计划在肯尼迪航天中心发射“猎鹰-重型”火箭，将美国空军研究实验室等35颗小卫星送上太空。