梁?。ū本┛臻g科技信息研究所）

2014年是世界航天發(fā)展創(chuàng)紀(jì)錄的一年，全球成功發(fā)射入軌航天器數(shù)量達(dá)到293個(gè)，刷新了2013年剛剛創(chuàng)造214個(gè)的最高紀(jì)錄，成為歷史上航天器發(fā)射數(shù)量最高的一年。空間在國家安全、經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展、科技進(jìn)步等方面的重要性不斷提升，多個(gè)國家發(fā)布了重要的航天戰(zhàn)略與規(guī)劃，空間系統(tǒng)更新?lián)Q代加速，多項(xiàng)技術(shù)取得突破性進(jìn)展，航天產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)增長。

1 有關(guān)國家航天戰(zhàn)略規(guī)劃

美國以保持“領(lǐng)導(dǎo)地位”為目標(biāo)，全面推進(jìn)航天發(fā)展。在軍事航天方面，以建立太空新秩序、塑造未來戰(zhàn)略環(huán)境為戰(zhàn)略重心，主導(dǎo)空間行為準(zhǔn)則制定，打造太空利益聯(lián)盟，將融合軍民商和多國航天能力的彈性與分散空間體系作為軍用航天發(fā)展首要事項(xiàng)。2014年持續(xù)推進(jìn)“空間現(xiàn)代化計(jì)劃”（SMI），已確定在軍事通信、導(dǎo)彈預(yù)警、戰(zhàn)場環(huán)境等領(lǐng)域向分散與彈性體系轉(zhuǎn)型，進(jìn)入系統(tǒng)方案論證階段。在民用航天方面，著重技術(shù)創(chuàng)新引領(lǐng)發(fā)展，發(fā)布《2014年美國航空航天局戰(zhàn)略規(guī)劃》，強(qiáng)調(diào)利用創(chuàng)新途徑開展空間科學(xué)和空間探索。白宮首次出臺《民用對地觀測國家規(guī)劃》，以天基為重點(diǎn)，從全球視野對美國對地觀測系統(tǒng)全面規(guī)劃，提出“地球大數(shù)據(jù)計(jì)劃”（BEDI），支撐地球科學(xué)和技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展。在商業(yè)航天方面，加強(qiáng)政策保障和引導(dǎo)，完成了航天出口管制階段性終稿，大量內(nèi)容轉(zhuǎn)到《商業(yè)管制清單》中，解除了企業(yè)參與全球競爭的政策束縛，提升了企業(yè)全球競爭力，但實(shí)行“中國例外”政策，修訂遙感數(shù)據(jù)政策，商業(yè)遙感衛(wèi)星圖像分辨率許可限制放寬到0.25m。

俄羅斯以大國復(fù)興為目標(biāo)，系統(tǒng)全面規(guī)劃、大刀闊斧改革。在“2030航天發(fā)展戰(zhàn)略”和“2020航天發(fā)展規(guī)劃”基礎(chǔ)上，正在制定“2016－2025十年規(guī)劃”，進(jìn)一步加大航天投入力度。發(fā)布“2030年前使用航天成果服務(wù)俄聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)現(xiàn)代化與區(qū)域發(fā)展的國家政策總則”，從國家層面推動航天應(yīng)用，構(gòu)建國家航天應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施和一體化綜合信息網(wǎng)，實(shí)施區(qū)域政府示范工程和導(dǎo)航應(yīng)用專項(xiàng)示范工程，建立政府和民間聯(lián)合機(jī)制，推動市場化運(yùn)營，推動航天可持續(xù)發(fā)展。啟動航天工業(yè)體制改革，突出聯(lián)邦航天局政府管理職能，正式成立聯(lián)合火箭-航天集團(tuán)（ORKK），對國有航天企業(yè)進(jìn)行股份制改造，理順管理關(guān)系，提升工業(yè)實(shí)力，提高國際競爭力。

歐盟在《歐洲2020戰(zhàn)略》指引下，持續(xù)推進(jìn)歐洲航天一體化建設(shè)。在民用航天方面，正在制定新版航天政策，大力推進(jìn)“哥白尼”和“伽利略”兩大歐洲聯(lián)合旗艦項(xiàng)目，正在尋求歐盟級空間探索專項(xiàng)，制定一體化航天工業(yè)政策，提高航天技術(shù)獨(dú)立自主能力。在軍事航天方面，在歐洲空客防務(wù)與空間系統(tǒng)公司（EDAS）和北約聯(lián)合空天力量轉(zhuǎn)型辦公室的領(lǐng)導(dǎo)下，以空間信息系統(tǒng)和空間態(tài)勢感知為重點(diǎn)，全面規(guī)劃軍事航天系統(tǒng)。為提升歐洲航天創(chuàng)新能力，完成《科學(xué)進(jìn)步引發(fā)的技術(shù)突破》戰(zhàn)略研究，規(guī)劃了空間態(tài)勢感知與空間氣象、載人空間探索、天體生物學(xué)和行星保護(hù)、空間數(shù)據(jù)氣候建模等4個(gè)空間技術(shù)群，識別出22個(gè)前沿技術(shù)方向，以期在新一輪技術(shù)革命中搶占先機(jī)。

日本以國家安全為重心，修訂國家航天規(guī)劃。日本防衛(wèi)省依據(jù)最新“國家安全保障戰(zhàn)略”和“防衛(wèi)計(jì)劃大綱”，發(fā)布新版《防衛(wèi)航天開發(fā)利用基本方針》，提出建立涵蓋“活動空間”（即偵察監(jiān)視）、“基礎(chǔ)空間”（即通信導(dǎo)航）、“應(yīng)對空間”（即預(yù)警監(jiān)視）和“穩(wěn)定空間”（即空間安全）的完整軍事航天體系，發(fā)展偵察監(jiān)視、快速響應(yīng)、軍用通信、導(dǎo)航、導(dǎo)彈預(yù)警和空間態(tài)勢感知等衛(wèi)星系統(tǒng)。正在開展新版《宇宙基本計(jì)劃》的修訂工作，以“突出宇宙開發(fā)在國家安全保障的重要性”、“通過太空合作強(qiáng)化日美同盟”為重點(diǎn)，將軍事衛(wèi)星體系納入國家航天規(guī)劃，全面體系化發(fā)展。

韓國將航天發(fā)展作為“國家成長動力”，制定長遠(yuǎn)規(guī)劃。韓國最新制訂了《2040航天中長期規(guī)劃》和《航天技術(shù)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展戰(zhàn)略》，通過了首個(gè)《衛(wèi)星應(yīng)用綜合規(guī)劃》，強(qiáng)調(diào)通信、導(dǎo)航、遙感融合應(yīng)用，構(gòu)建“無縫衛(wèi)星信息應(yīng)用體系”，提出以“開放、共享、融合”為特征、以Web?App為服務(wù)方式的“衛(wèi)星應(yīng)用3.0”建設(shè)目標(biāo)，力圖打造航天產(chǎn)業(yè)強(qiáng)國，在國際市場占據(jù)一席之地。

2 衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展

通信衛(wèi)星

多國部署通信系統(tǒng)，完善天基通信網(wǎng)絡(luò)。美國以擴(kuò)充容量為重點(diǎn)，俄羅斯以恢復(fù)體系為重點(diǎn)，積極完善了數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)。歐洲發(fā)射了新一代“雅典娜-費(fèi)多思”（Athena-Fidus）寬帶抗干擾軍用通信衛(wèi)星，衛(wèi)星具備基帶處理交換能力，整星吞吐量超過1Gbit/s，在已有特高頻（UHF）和X頻段衛(wèi)星系統(tǒng)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步補(bǔ)充了Ka頻段和極高頻（EHF）能力，初步形成了防護(hù)、寬帶和窄帶通信體系。

激光通信試驗(yàn)取得重大進(jìn)展，向業(yè)務(wù)系統(tǒng)邁進(jìn)。美國以星地激光通信技術(shù)為研發(fā)重點(diǎn)，2014年6月利用“國際空間站”搭載的“激光通信科學(xué)光學(xué)載荷”（OPALS）設(shè)備進(jìn)行了50Mbit/s數(shù)據(jù)率的星地激光通信試驗(yàn)。歐洲以星間激光通信技術(shù)為主要方向，利用裝載在“阿爾法衛(wèi)星”（Alphasat）和哨兵－1A（Sentinel－1A）衛(wèi)星上的第二代“激光通信終端”（LCT），成功進(jìn)行了首次寬帶星間激光中繼試驗(yàn)，數(shù)據(jù)率達(dá)到0.6Gbit/s，近期還將進(jìn)一步提升到1.8Gbit/s的標(biāo)稱數(shù)據(jù)率，正在研制7.2Gbit/s的業(yè)務(wù)型激光通信衛(wèi)星系統(tǒng)。

測試中的歐洲哨兵－1A衛(wèi)星

通信衛(wèi)星平臺技術(shù)向系列化和柔性化發(fā)展，有效載荷技術(shù)以高吞吐量和靈活載荷為發(fā)展重點(diǎn)。歐洲空客防務(wù)與空間系統(tǒng)公司與泰雷茲-阿萊尼亞航天公司（TAS）聯(lián)手開發(fā)新星－100、200、300（Neosat－100、200、300）平臺系列，開始市場投標(biāo)，采用高度模塊化設(shè)計(jì)，覆蓋從小型到超大型衛(wèi)星市場，被稱為“夢想平臺”，力圖占據(jù)全球50%市場。美歐等發(fā)達(dá)國家針對實(shí)際應(yīng)用需求，大力發(fā)展提高通信容量和靈活性的相關(guān)技術(shù)，重點(diǎn)圍繞頻率、功率和覆蓋靈活性開展研發(fā)工作，利用軟件無線電技術(shù)定義上行波束，天線覆蓋的大小和形狀具有高度靈活性，近實(shí)時(shí)地響應(yīng)業(yè)務(wù)需求變化或抗干擾調(diào)零，這些技術(shù)大大提升了通信業(yè)務(wù)的靈活性和衛(wèi)星系統(tǒng)的使用效能。

美國確定未來軍事通信體系路線圖，重點(diǎn)發(fā)展戰(zhàn)區(qū)寬帶抗干擾衛(wèi)星技術(shù)。美軍采取核常分離、寬帶與防護(hù)融合、針對作戰(zhàn)要求靈活定制的思路，提升軍事通信衛(wèi)星對作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)的支持能力。針對無人機(jī)中繼、動中通等不同作戰(zhàn)需求，發(fā)展戰(zhàn)區(qū)專用寬帶抗干擾通信衛(wèi)星。結(jié)合商業(yè)衛(wèi)星通信采購和有效載荷搭載（HOST）等途徑，以較低成本提供戰(zhàn)場寬帶通信網(wǎng)絡(luò)支持。目前，以新型戰(zhàn)術(shù)寬帶抗干擾波形—“防護(hù)戰(zhàn)術(shù)波形”（PTW）作為推進(jìn)寬帶和防護(hù)融合的關(guān)鍵技術(shù)重點(diǎn)研發(fā)。

對地觀測衛(wèi)星

多國發(fā)射高分辨率衛(wèi)星系統(tǒng)，向精細(xì)化探測發(fā)展。美國、俄羅斯、日本、以色列、西班牙等國發(fā)射多顆高分辨率對地觀測衛(wèi)星，光學(xué)和雷達(dá)分辨率優(yōu)于0.5m成為當(dāng)前世界主流水平。2014年，美國發(fā)射的新一代商業(yè)高分辨率遙感衛(wèi)星世界觀測－3（WorldView－3）全色分辨率高達(dá)0.31m，成為世界上分辨率最高的光學(xué)商業(yè)遙感衛(wèi)星，同時(shí)在上一代4譜段多光譜基礎(chǔ)上，增加了8個(gè)短波紅外譜段，以及“云、氣溶膠、水汽、冰和雪”（CAVIS）新型載荷，顯著提升各類環(huán)境要素的探測能力。

成像測繪功能融合，向偵測一體方向發(fā)展。目前，世界先進(jìn)成像衛(wèi)星在實(shí)現(xiàn)高分辨率成像的同時(shí)，普遍具備高精度測繪能力。世界觀測－3衛(wèi)星不僅具有0.31m的高分辨率，而且衛(wèi)星在無地面控制點(diǎn)的情況下圖像定位精度高達(dá)3m，具備姿態(tài)機(jī)動快速和單軌立體成像能力，具有1:5000比例尺的測繪能力。2014年10月，德國“X頻段陸地雷達(dá)”（TerraSAR-X）雙星編隊(duì)系統(tǒng)首次完整獲得了全球統(tǒng)一的高精度地理信息基礎(chǔ)框架數(shù)據(jù)。美軍內(nèi)部也已經(jīng)將“成像偵察衛(wèi)星”更名為“地理空間情報(bào)衛(wèi)星”，體現(xiàn)出當(dāng)前成像與測繪功能一體化融合的發(fā)展趨勢。

研發(fā)中高軌和快速響應(yīng)系統(tǒng)，構(gòu)建綜合監(jiān)視體系。2014年，美國、歐洲等國在保持低軌高分辨率骨干系統(tǒng)持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)上，面向持續(xù)監(jiān)視和應(yīng)急增強(qiáng)能力，采取常規(guī)與快速響應(yīng)相結(jié)合、高低軌組網(wǎng)的發(fā)展模式，構(gòu)建綜合偵察監(jiān)視體系。美國和歐洲面向靜止軌道高分辨率成像，重點(diǎn)研發(fā)大口徑光學(xué)系統(tǒng)技術(shù)，多技術(shù)途徑開展研究。法國靜止軌道單孔徑光學(xué)系統(tǒng)、美國航空航天局（NASA）“詹姆斯-韋伯空間望遠(yuǎn)鏡”（JWST）的分塊孔徑光學(xué)系統(tǒng)、美國國防高級研究計(jì)劃局（DARPA）的“莫爾紋”（MOIRE）衍射成像系統(tǒng)以及NASA的1.45m口徑“國際空間站”在軌組裝光學(xué)系統(tǒng)等都持續(xù)研發(fā)，法國正在構(gòu)建高、中、低軌結(jié)合的光學(xué)衛(wèi)星體系，兼顧超高分辨率與區(qū)域持續(xù)監(jiān)視能力。

未來美國“天空衛(wèi)星”星座在軌飛行示意圖

總裝中的美國GPS－2F衛(wèi)星

微納衛(wèi)星大規(guī)模部署，對地觀測即將進(jìn)入大數(shù)據(jù)時(shí)代。2014年，全球?qū)Φ赜^測微納衛(wèi)星發(fā)展活躍，在年度發(fā)射對地觀測衛(wèi)星中，微納衛(wèi)星占72%。行星實(shí)驗(yàn)室公司（Planet Labs）分3批成功發(fā)射了67顆“鴿群”（Flcok）衛(wèi)星，整星質(zhì)量5kg，分辨率3～5m。天空盒子成像公司（Skybox Imaging）成功發(fā)射第二顆“天空衛(wèi)星”（SkySat），計(jì)劃建成由24顆衛(wèi)星組成的微衛(wèi)星星座，衛(wèi)星質(zhì)量91kg，能夠提供分辨率優(yōu)于0.9m全色分辨率圖像和分辨率1.1m的高清視頻，地面系統(tǒng)采用大數(shù)據(jù)挖掘和開放式平臺等創(chuàng)新應(yīng)用模式。該公司在2014年6月被谷歌公司收購后，其遙感數(shù)據(jù)云服務(wù)和定制服務(wù)業(yè)務(wù)將進(jìn)一步加速推進(jìn)。

導(dǎo)航衛(wèi)星

全球和區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)加速部署和更新。2014年，美國發(fā)射4顆全球定位系統(tǒng)－2F（GPS－2F）衛(wèi)星，在軌達(dá)到33顆；俄羅斯“一箭一星”發(fā)射了3顆“全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)”（GLONASS），在軌達(dá)到28顆；歐洲部署“伽利略”（Galileo）組網(wǎng)星首發(fā)受挫，2015年初始運(yùn)行計(jì)劃不變；印度發(fā)射2顆“區(qū)域?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)”（IRNSS）組網(wǎng)星，預(yù)計(jì)2015年7星區(qū)域星座部署完成。

美國面向分散和彈性體系開展未來導(dǎo)航系統(tǒng)論證。在未來體系設(shè)計(jì)中更加強(qiáng)調(diào)費(fèi)效比，探索大小衛(wèi)星、中地球軌道（MEO）和地球靜止軌道（GEO）衛(wèi)星、不同載荷與信號的綜合組網(wǎng)應(yīng)用，注重全系統(tǒng)優(yōu)化和設(shè)計(jì)，目前正處于方案優(yōu)選階段，但單星規(guī)?？隙ㄏ陆?。

3 航天產(chǎn)業(yè)

根據(jù)美國航天基金會2014年6月發(fā)布的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，全球航天產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值達(dá)到3141億美元，同比增長4%。在政府航天活動方面，2013年全球軍民航天預(yù)算投入總額為741億美元，同比下降1.7%，主要原因是占全球政府航天支出總量55.7%的美國預(yù)算下降9.4%，但其他國家政府預(yù)算增長10.1%。在商業(yè)航天活動方面，受政府預(yù)算不確定性的影響，企業(yè)并購活動有所減少，但2013年全球商業(yè)航天產(chǎn)值實(shí)現(xiàn)5.8%同比增長，達(dá)到2400億美元，仍保持較強(qiáng)的增長勢頭。從近兩年航天總體經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)來看，政府航天投入與商業(yè)航天經(jīng)濟(jì)規(guī)模的比例基本保持在1∶3。