中国快舟系统发射我太空应急飞行器首实践

<article><section data-type="gallery"><img src="//himg2.huanqiucdn.cn/attachment2010/2013/0925/20130925021606746.jpg?imageView2/2/w/750" data-desc="　　中新网酒泉9月25日电 (张利文)北京时间9月25日12时37分，中国在酒泉卫星发射中心用“快舟”小型运载火箭，成功将“快舟一号”卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道。（评论：环球网军事特约评论员 沈则  图为美国的小型固体运载火箭发射，外国媒体认为，中国的“快舟”小型运载火箭发射与之类似）    　　“快舟一号”卫星主要用于各类灾害应急监测和抢险救灾信息支持，其用户单位是中国科学技术部国家遥感中心。    　　在未来的太空作战中，一旦敌方将我方的卫星击毁，我方可以通过快速反应的卫星发射系统迅速补充损失卫星，并扭转战场颓势。据分析人士称，“快舟”小型运载火箭是我国研制的新一代太空快速响应作战系统的一部分。据外国媒体报道，目前，世界上仅有中美两国正在研制类似的系统，太空快速响应作战系统主要用于快速发射卫星或反卫星武器。这次的发射成功标志着中国抢在美国之前，成为首个完整发射卫星-火箭一体化快速应急空间飞行器试验的国家，具有重要的战略意义。"></img><img src="//himg2.huanqiucdn.cn/attachment2010/2013/0129/20130129043452168.jpg?imageView2/2/w/750" data-desc="　　2002年，美国为了称霸世界和控制太空的目的，开始研究太空快速响应作战系统，他要把上述作战想象变为现实，而2013年，中国的官方媒体也开始陆续披露相似的作战系统，当然，其他国家却没有这样的技术和经济实力，难怪一些媒体认为，中美两国垄断太空优势的竞赛将彻底改变世界军事格局，因为在二十一世纪谁掌握了太空谁就掌握了战争的主动权。目前，美国DARPA首先构想的快速应急卫星系统因种种原因没有实施，虽然美国已经发射了一些战术卫星系统和小型固体火箭，但像中国这样完整的发射火箭和卫星综合系统的，美国的记录仍然为零，中国的试验开创了人类战争史的一个新纪元。    "></img><img src="//himg2.huanqiucdn.cn/attachment2010/2013/0129/20130129043455904.jpg?imageView2/2/w/750" data-desc="　　“快舟”飞行器作战想定是：当需要对特定目标进行紧急战术侦察和通讯服务，在隐蔽地域待机的发射平台接收到命令后，带有星箭组合体的机动发射平台在战术掩护下机动到达预定发射阵地，完成发射准备后，星箭组合体发射升空，并迅速进入预定轨道，然后开始相关任务作业，从接到命令到投入使用，整个发射过程仅需要数小时或数天，而常规发射则需要最少6至9个月。  "></img><img src="//himg2.huanqiucdn.cn/attachment2010/2013/0129/20130129043511472.jpg?imageView2/2/w/750" data-desc="　　有军迷猜测“快舟”应急空间飞行器的尺寸介乎“东风21”和“东风31”导弹之间，在生产出厂时就采用“星、箭、筒、车”组合体，外观类似导弹，装在密封储存发射筒内，由大型导弹运载车运输，有效保存时间应该在10年左右。“快舟”应该由解放军二炮部队装备，在发生战争或自然灾害时，能够在任何地方快速发射入轨。载荷应该主要是战术侦察卫星、通讯卫星。这种产品应该大量使用成熟技术，追求较低成本，可以像中程导弹一样大量部署使用。"></img><img src="//himg2.huanqiucdn.cn/attachment2010/2013/0129/20130129043458504.jpg?imageView2/2/w/750" data-desc="　　何谓“太空快速响应作战”                　　美国空军最早提出“太空快速响应”一词，其概念重点强调在接到需求命令后，全部的开发工作可在18个月内完成，保证从提出作战需求到航天器部署完毕只需要几天或者几周的时间，以满足战术级作战的要求。2007年4月，美国国防部正式向国会防御委员会提交了关于发展“太空快速响应作战”计划的报告。根据该报告，美国把“太空快速响应作战”定义为“确保集中并及时地满足联合部队司令部需求的空间力量，以能够承受的成本提供在太空和近太空迅速、精确部署和运行国家及军事资产的能力”，并将“太空快速响应作战”视为旨在满足联合部队司令部需求的太空活动的一部分，以此提升太空实力的快速响应性，满足国家安全需要。需要指出的是，“太空快速响应作战”并不是要取代传统的太空系统，而是对后者进行必要的补充，“太空快速响应作战”与传统太空系统的关系，类似于C-130与C-17的关系。 "></img><img src="//himg2.huanqiucdn.cn/attachment2010/2013/0129/20130129043519486.jpg?imageView2/2/w/750" data-desc="　　美国军界领导指出，搞“太空快速响应作战”的目的，不是建造可以满足更多作战需求的一套系统，而是去建造一些满足专门且关键的作战需求的若干套个性化系统。“太空快速响应作战”将提供一种经济适用的能力，这种能力使在太空，近太空、经由太空／近太空的国家与军方资产，能迅速、准确、决定性地到位并运行。“太空快速响应作战”的远景是提供快速的、量身打造的聚焦于战役与战术任务的太空力量。从作战和应付突发事件的角度考虑，“太空快速响应作战”中的响应时间是第一位的，为此该计划所需要达到的能力包括：    　　(1)为应对对手不断提升的太空作战能力，太空项目开发阶段对航天器的设计、制造和测试时间由当前的2至10年，缩短到6至9个月；    　　(2)用于集成、发射，部署航天器的时间由当前的3>12个月缩短为几天；    　　(3)达到作战需求的效果由目前几个小时甚至几天缩短到能够实时支持作战。为了达到上述的军事需求，需要研制出一系列新的、低成本的，能快速进入太空的运载器和航天器。   "></img><img src="//himg2.huanqiucdn.cn/attachment2010/2013/0129/20130129043516225.jpg?imageView2/2/w/750" data-desc="　　太空也要“兵贵神速”            　　现有的大型卫星系统还不能及时响应战场变化，不能由战场指挥官控制，而且时效性差，研制、发射和准备的周期长、费用高昂，不适于战术应用。因此，需要探索、发展能满足战术战役应用，成本低廉、更加灵活的空间系统，提供更快的作战响应能力。“太空快速响应作战”就是在这一背景下形成的。    　　2001年12月美国发布《AFSPC001-01美国空军太空司令部作战及时响应型太空运输任务需求陈述》，为日后发展“太空快速响应作战”系统奠定了基础。2002年下半年，美国防部军力转型办公室与海军实验室联合启动“太空快速响应作战试验”(ORSE)，旨在从有效载荷与发射系统两个方面验证“太空快速响应作战”能力。2003年3月，美国空军又开始进行“太空快速响应运输”替换方案分析(AOA)，对空天飞机、空射火箭、完全或部分可重复使用火箭、一次性火箭等发射方案进行研究。2004年，美国空军参谋长提出了“联合作战空间”(JWS)的概念，进一步深化了“太空快速响应作战”的思想。2005财年美国防部又提出了“太空快 速响应作战”倡议。2006财年国会增加了对近太空的研发投资，要求对近太空平台的作战有效性、技术性、经济性进行分析。2006年7月，空军还新组建了“太空快速响应作战”小卫星中队。2007年4月，美国国防部正式向国会提交了“太空快速响应作战”报告，阐述了“太空快速响应作战”的总体思路和具体实施技术，标志着太空系统投入战场战术应用的序幕正式拉开。"></img><img src="//himg2.huanqiucdn.cn/attachment2010/2013/0129/20130129043545888.jpg?imageView2/2/w/750" data-desc="　　这是黑龙江省科技工作会议中曝光的快舟应急空间飞行器配套项目。    　　美军的“太空快速响应作战”将实现如下4种军事航天能力。    　　(1)进一步拓展太空系统的应用范围，使空间系统具有更广泛的战术应用能力，及时响应不断变化的战场需求，快速提供针对战役和战术任务的战场情报、监视与侦察，部队移动中通信，气象监测，定位、导航等各种信息。    　　(2)提高太空的战略应急能力，及时应对始料未及的紧迫需求，成为大型卫星系统战略能力的有力补充。尤其在大型卫星系统受到攻击而失效时，“太空快速响应作战”系统可快速提供系统重建能力；    　　(3)使空间系统更易于维持、更有效，并具有更强的生存能力，成为太空防御的新途径，并将有效提高关键太空系统在未来战争中的快速补充和恢复、重建能力，同时应用“虚拟卫星”或“星簇”结构等技术，明显加大对卫星硬杀伤的技术难度和成本；    　　(4)“太空快速响应作战”计划拟采用标准化的卫星通用平台和模块化有效载荷及部件，并通过快速组装和测试技术等，形成太空系统的快速研制和部署能力。    "></img><img src="//himg2.huanqiucdn.cn/attachment2010/2013/0129/20130129043536559.jpg?imageView2/2/w/750" data-desc="　　2007年5月，美国空军在柯特兰德空军基地建立“太空快速响应作战”办公室，该办公室的设立使美国“太空快速响应作战”能力发展进入了快车道。当前，美国正在北约26个成员国中积极推广“百星星座”的概念，试图建立“ORS星座联盟”，并最终部署一个可共享的“百星星座”。  "></img><img src="//himg2.huanqiucdn.cn/attachment2010/2013/0129/20130129043505510.jpg?imageView2/2/w/750" data-desc="　　如何打造“太空快速响应”系统            　　事实证明，发展太空系统快速反应能力并非易事，必须改变整个太空架构的许多方面，美国目前正从以下3个方面打造全新的太空反应能力。目前的卫星发射准备周期长、发射费用昂贵，以“军事星”通信卫星为例，发射入轨不仅要耗费上亿美元，在发射前还要进行3个月的测试。因此ORS的首要任务是减少发射费用，缩短发射时间，为此美国正在努力发展运载技术，提高快速发射及入轨能力。目前的主要措施包括：(1)专门发展太空快速响应运载器。在这一方案指导下发展的新型系统主要包括“力量运用和从本土发射”(FALCON)计划中的小型运载火箭(SLV)、经济可承受快速响应航天运输系统(ARES)、“风驰”空射火箭等。(2)在现有渐进一次性运载火箭(EELV)和洲际弹道导弹(1CBM)的基础上进行改进。在这一思路指导下发展的系统主要包括“猎鹰”小型运载火箭、“鬼怪”火箭和“米诺陶”(Minotaur)等。(3)利用商业系统提供快速太空响应发射服务。商业发射如果解决了安全、成本和时间限制等因素的制约，这种方式将能成为太空快速响应的重要选择。 "></img><img src="//himg2.huanqiucdn.cn/attachment2010/2013/0129/20130129043449880.jpg?imageView2/2/w/750" data-desc="　　目前航天器不能响应战场变化，不能由战场指挥官控制，而且不能有效地把战场感知信息直接送达作战部队，同时卫星开发需要长时间的研发、测试。为了缩短航天器的开发和测试时间，提升战术支援能力，许多新的概念被提出，包括标准化航天器平台、模块化载荷、虚拟卫星、星簇、在轨服务等。通过对这些概念技术的应用与探索，保证系统可快速地研制、生产与组装。这方面“战术卫星”已经为人们提供了很好的启示。        　　此外，培养新型太空人才也很关键。发展具有反应能力的太空系统的最大障碍也许是改变太空专业人员对太空系统的思维方式。未来，具有反应能力的太空系统操作者将需要对美国军队的需求变化和敌方军队的行动做出动态和及时的反应，这与现在的操作方式是不同的。因此，从长远看，培养人才或许比技术开发更为重要。"></img><img src="//himg2.huanqiucdn.cn/attachment2010/2013/0129/20130129043500532.jpg?imageView2/2/w/750" data-desc="　　从1999年“太空快速响应作战”概念提出至今，美国在该领域已取得了许多进展，但太空快速响应作战系统的建设还只是处于启动阶段，要成功实现“太空快速响应作战”计划仍然充满了挑战。"></img><img src="//himg2.huanqiucdn.cn/attachment2010/2013/0129/20130129043502461.jpg?imageView2/2/w/750" data-desc="　　以“战术星”为代表的卫星平台与有效载荷研究取得较大突破        　　2003年美国防部军力转型办公室启动“战术星”计划，旨在为战场指挥官提供直接调 用太空资产的能力，空军、海军和其他联合实验室参与其中。该计划是“联合作战太空”(JWS)概念的一部分，也是JWS概念的基础。“战术星”演示计划包括一系列小卫星演示，目的是为发展快速响应小卫星奠定技术基础，演示经济可承受的及时响应型发射、测试、系统的战场集成，以支持战斗指挥官的战术需求。"></img><img src="//himg2.huanqiucdn.cn/attachment2010/2013/0129/20130129043526837.jpg?imageView2/2/w/750" data-desc="　　\"战术卫星\"-1     　　用于战场观测的\"战术卫星\"-1质量为110千克，装有传统的低分辨率可见光/红外相机和辐射识别系统（即信号情报侦听装置）。该卫星采集的信息能够利用美国国防部目前正在运行的保密传输控制/网际控制（TCP/IP）网络分发给作战用户。战术指挥官通过现有的无人机地面站接收来自\"战术卫星\"-1 的信息，这样可避免重复建设地面设施，并降低部队的负担。    　　虽然\"战术卫星\"-1的照相分辨率较低，但采用了模块化、标准化设计，具有质量轻、成本低、研制时间短等优势；卫星遥感器与无人机和其他系统间可互联；可通过保密TCP/IP网络向卫星指派任务并直接向用户发送侦察信息，以便于战场指挥人员使用卫星数据；具备通过战场上可获取的电子信号来识别和捕获信息的能力。    　　\"战术卫星\"-1原定在2004年1月进行发射，后因发射它的\"猎鹰\"-1火箭屡出技术问题而将发射时间推迟到2007年上半年。"></img><img src="//himg2.huanqiucdn.cn/attachment2010/2013/0129/20130129043528704.jpg?imageView2/2/w/750" data-desc="　　美国新一代快速运载火箭。"></img><img src="//himg2.huanqiucdn.cn/attachment2010/2013/0129/20130129043535883.jpg?imageView2/2/w/750" data-desc="F6卫星星座。"></img><img src="//himg2.huanqiucdn.cn/attachment2010/2013/0129/20130129043507262.jpg?imageView2/2/w/750" data-desc="战术卫星3的侦查照片"></img><img src="//himg2.huanqiucdn.cn/attachment2010/2013/0129/20130129043509494.jpg?imageView2/2/w/750" data-desc="战术卫星3的侦查照片"></img><img src="//himg2.huanqiucdn.cn/attachment2010/2013/0129/20130129043514768.jpg?imageView2/2/w/750" data-desc="\"战术卫星\"-2    　　已经发射的\"战术卫星\"-2的质量为370千克，有效载荷由成像系统和被称作目标指示器的信号情报装置组成，其中成像系统的分辨率比\"战术卫星\"-1大为增强，达到了0.9米。有效载荷获得的数据通过数分钟的收集整理就能传输给地面。    　　 \"战术卫星\"-2主要用于验证用户定制信息和战术快速部署能力，协助美军在军事行动中直接收集和发布信息，能在太空完成直接分派的任务，还可接收其他用户通过安全网站所发出的指令，并将这些指令排序，以便随后实施。    　　在6～12个月的运行期间，\"战术卫星\"-2将进行11项星载试验，主要包括：目标指示器试验、通用数据链路试验、集成GPS隐藏接收机试验、再循环太阳能电池帆板试验和自动运行设备试验。"></img><img src="//himg2.huanqiucdn.cn/attachment2010/2013/0129/20130129043531873.jpg?imageView2/2/w/750" data-desc=" \"战术卫星\"-3    　　模块化和标准化是降低成本和实现快速反应的关键手段。从\"战术卫星\"-3、-4起，美国国防部军力转型办公室把发展通用卫星平台作为\"战术卫星\"系列的另一项重要使命。    　　计划于2007年10月发射的\"战术卫星\"-3是采用小型卫星通用平台的首颗试验卫星，主要用于验证满足\"作战快速反应航天\"计划要求的模块化航天器平台标准、接口和工艺。据估计，卫星平台制造的成本约为500～800万美元。    　　 \"战术卫星\"-3质量为400千克，将在轨运行一年。星上装有高光谱成像仪(HSI)、海洋数据遥测微卫星链路(ODTML)和太空电子实验设备(SAE)。其中的高光谱成像仪同\"全球鹰\"无人机上的超光谱成像仪类似，可用于侦察陆上伪装和隐藏目标，并快速提供目标探测及识别数据、战损评估信息和战场地形信息。 "></img><img src="//himg2.huanqiucdn.cn/attachment2010/2013/0129/20130129043524360.jpg?imageView2/2/w/750" data-desc=" \"战术卫星\"-4    　　\"战术卫星\"-4质量为360千克，用于验证超视距通信。该星装有超高频通信转发器，主要用于部队与其视线之外的友军的通信联系；也可用于中继\"蓝军跟踪设备\"（BFT）数据，将有助于监控友军的位置，以避免误伤；还可中继由漂浮在海洋上的浮标所搜集的数据。虽然无人机也可以搭载类似的有效载荷，但卫星拥有不受空域限制且难以被探测到的优势。    　　 \"战术卫星\"-4 是\"战术卫星\"系列中第一颗运行于大椭圆轨道的卫星（其它\"战术卫星\"都部署在450千米左右的圆形近地轨道），以使卫星在特定热点地区的上空逗留更长的时间（达到数小时，近地轨道卫星只有几分钟）进行观察，同时提高通信载荷的利用效率。"></img><img src="//himg2.huanqiucdn.cn/attachment2010/2013/0129/20130129043521415.jpg?imageView2/2/w/750" data-desc="　　\"战术卫星\"现正分三个层次进行：撰写技术报告，进行考验耐受空间环境特别是抗辐射能力的关键部件试验；研制\"过渡器\"，使相对先进的有效载荷设计进入研制阶段；研制\"合成器\"，即研制原理样机，但不生产飞行硬件。这些都是为未来的战术卫星批量研制做准备。目前，美国国防部已经开始\"战术卫星\"-5的研制工作，并将于2007年夏选定该卫星的有效载荷。"></img><img src="//himg2.huanqiucdn.cn/attachment2010/2013/0129/20130129043540960.jpg?imageView2/2/w/750" data-desc="　　总之，试验上述\"战术卫星\"系列的目的是在有限的时间、资金和技术等可用资源的范围内向作战部队快速提供满足其需求的航天能力。该系列卫星将作为孵化器进行战术应用的技术研究，如将无人机的有效载荷用于战术卫星。如果它们在军事应用上可行，美国国防部就将对生产和发射大量战术卫星的采购计划进行评审，以构建卫星星座对特定战区提供全面覆盖。"></img><img src="//himg2.huanqiucdn.cn/attachment2010/2013/0923/20130923084434889.jpg?imageView2/2/w/750" data-desc="图片为美国快速响应火箭发射"></img><img src="//himg2.huanqiucdn.cn/attachment2010/2013/0923/20130923085337230.jpg?imageView2/2/w/750" data-desc=""></img></section><section 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