美國(guó)“黎明”號(hào)小行星探測(cè)器。
載人航天令人矚目
在載人航天領(lǐng)域,最令國(guó)人關(guān)注的是我國(guó)將發(fā)射“神舟”九號(hào)、十號(hào)載人飛船,從而掌握手動(dòng)空間交會(huì)對(duì)接技術(shù),并讓包括我國(guó)首位女航天員在內(nèi)的航天員進(jìn)入“天宮一號(hào)”開展科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)試驗(yàn)。
實(shí)踐證明,用手動(dòng)控制進(jìn)行空間交會(huì)對(duì)接成功率高,但勞動(dòng)強(qiáng)度很大,此外還受空間環(huán)境條件(如光照)的嚴(yán)格限制;用自動(dòng)控制來完成空間交會(huì)對(duì)接比較簡(jiǎn)便,不需考慮人員的安全和救生問題,但設(shè)備復(fù)雜,可靠性存疑。所以,從目前來看,采用手動(dòng)控制和自動(dòng)控制相結(jié)合的方式是最佳方案,這樣能提高交會(huì)對(duì)接的靈活性、可靠性和成功率。
然而,進(jìn)行我國(guó)首次手動(dòng)空間交會(huì)對(duì)接對(duì)航天員的技術(shù)、心理等都是巨大的考驗(yàn),航天員要操縱手柄控制飛船的前進(jìn)速度和姿態(tài),使儀表上飛船的十字刻度線對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)飛行器的十字靶標(biāo)和靶標(biāo)地盤中心;當(dāng)三者重合,在對(duì)接機(jī)構(gòu)接觸后,儀表上發(fā)出對(duì)接捕獲信號(hào),才標(biāo)志對(duì)接成功。屆時(shí)會(huì)上演驚心動(dòng)魄的太空大片。
美國(guó)在載人航天領(lǐng)域?qū)㈥懤m(xù)試射私營(yíng)公司的“龍”飛船并首次試射“天鵝座”貨運(yùn)飛船,這對(duì)國(guó)際空間站未來的天地往返運(yùn)輸具有重要作用,對(duì)航天商業(yè)化運(yùn)營(yíng)前景也將產(chǎn)生重要影響。
另一項(xiàng)搶眼的載人航天活動(dòng)是英國(guó)維珍銀河公司將用“太空船-2”飛行器開展亞軌道太空旅游,此舉將在全球掀起太空旅游的新熱潮。由于只需花20萬美元就可以到太空邊緣欣賞地球美景和享受失重的特殊感覺,所以,現(xiàn)已有幾百人報(bào)名。據(jù)悉,我國(guó)也有幾人報(bào)名。美國(guó)和俄羅斯還在積極打造太空旅館。
2012年俄羅斯將繼續(xù)用“聯(lián)盟”載人飛船和“進(jìn)步”貨運(yùn)飛船為國(guó)際空間站提供人員和貨物的運(yùn)送,但愿別像2011年出現(xiàn)發(fā)射事故,否則國(guó)際空間站有可能唱“空城計(jì)”。
空間探測(cè)美國(guó)獨(dú)秀
在空間探測(cè)領(lǐng)域,美國(guó)將發(fā)射“月球大氣粉塵環(huán)境”(LADEE)探測(cè)器,收集月球表面的各種數(shù)據(jù),并分析附近環(huán)境對(duì)月球塵埃產(chǎn)生何種影響。
美國(guó)“黎明”號(hào)小行星探測(cè)器在2011年進(jìn)入灶神星小行星軌道,成為首個(gè)對(duì)火星和木星之間小行星帶中的小行星進(jìn)行探測(cè)的空間探測(cè)器。它在2012年將繼續(xù)對(duì)這顆巨型巖質(zhì)小行星進(jìn)行探測(cè),測(cè)繪灶神星表面,研究其成分,并探究其地質(zhì)史。2012年7月,“黎明”號(hào)將離開灶神星,飛往曾為太陽(yáng)系最大的小行星、后被升格為矮行星的谷神星,并將于2015年2月抵達(dá),對(duì)其進(jìn)行軌道探測(cè),從而成為首個(gè)先后飛往兩個(gè)天體并繞其做軌道飛行的探測(cè)器,也將是首個(gè)矮行星探測(cè)器。美國(guó)擬于2025年前派人前往一顆小行星,而“黎明”探測(cè)器將為此帶來關(guān)鍵數(shù)據(jù)。美國(guó)還準(zhǔn)備在2016年把一個(gè)取樣回送探測(cè)器發(fā)往一顆近地小行星,并于2023年將樣品送回地球。
影響最大的是價(jià)值25億美元的新一代核動(dòng)力火星車“好奇”號(hào)在2012年8月能否用“空中起重機(jī)”這一全新方式在火星表面成功著陸。從1960年起至今,人類已向火星發(fā)射了43個(gè)探測(cè)器,其中22次失敗,因此,火星也被稱為“航天器墳?zāi)?rdquo;。 “好奇”號(hào)首次采用“空中起重機(jī)”方式著陸風(fēng)險(xiǎn)很大,但如果成功,將為后續(xù)的機(jī)器人火星探測(cè)等任務(wù)提供重要的技術(shù)支撐,還將為未來的載人火星探測(cè)打下基礎(chǔ)。
人造衛(wèi)星競(jìng)相爭(zhēng)輝
我國(guó)將在2012年繼續(xù)發(fā)射“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星,建成包括10多顆衛(wèi)星的區(qū)域“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),完成我國(guó)導(dǎo)航衛(wèi)星工程的第2步任務(wù)。
2012年,我國(guó)擬發(fā)射“環(huán)境-1C”小型雷達(dá)衛(wèi)星,它與“環(huán)境-1A、1B”組成小型光學(xué)衛(wèi)星成我國(guó)第1代環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)小衛(wèi)星星座。“環(huán)境-1C”是我國(guó)首顆民用雷達(dá)衛(wèi)星,使用可折疊式網(wǎng)狀拋物面天線,天線將在衛(wèi)星入軌后展開。其星載雷達(dá)具有條帶和掃描兩種工作模式,單視模式空間分辨率可到5米,4視模式空間分辨率為20米,提供的合成孔徑雷達(dá)圖像以多視模式為主。
另外,我國(guó)首顆民用測(cè)繪衛(wèi)星——“資源-3”衛(wèi)星也將在2012年入軌。該衛(wèi)星采用經(jīng)適應(yīng)性改進(jìn)的“資源-2”衛(wèi)星平臺(tái),配置4臺(tái)相機(jī):1臺(tái)地面分辨率優(yōu)于2.5米的正視全色TDI CCD相機(jī),2臺(tái)地面分辨率優(yōu)于4米的前視、后視全色TDI CCD相機(jī),1臺(tái)地面分辨率優(yōu)于10米的正視多光譜相機(jī)。衛(wèi)星具有測(cè)擺功能,可對(duì)地球南北緯84度以內(nèi)的地區(qū)實(shí)現(xiàn)無縫影像覆蓋,每59天實(shí)現(xiàn)對(duì)我國(guó)領(lǐng)土的一次影像覆蓋,在特殊情況下,能夠在5天之內(nèi)對(duì)同一地點(diǎn)進(jìn)行重訪拍攝。其影像分辨率及測(cè)圖精度為國(guó)內(nèi)第一。“資源-3”衛(wèi)星集測(cè)繪和資源調(diào)查功能于一體,主要用于生產(chǎn)中國(guó)1∶5萬基礎(chǔ)地理信息產(chǎn)品,以及 1∶2.5萬等更大比例尺地圖的修測(cè)和更新,開展國(guó)土資源調(diào)查與監(jiān)測(cè),為防災(zāi)減災(zāi)、農(nóng)林水利、生態(tài)環(huán)境、城市規(guī)劃與建設(shè)、交通和國(guó)防建設(shè)等領(lǐng)域提供有效的服務(wù)。
2012年,美國(guó)將加速軍用衛(wèi)星的更新?lián)Q代,不僅要發(fā)射第3顆GPS-2F新型導(dǎo)航衛(wèi)星、第2顆、第3顆“先進(jìn)極高頻”受保護(hù)型軍用通信衛(wèi)星,第4顆“寬帶全球衛(wèi)星通信” 寬帶型軍用通信衛(wèi)星,還要發(fā)射首顆“移動(dòng)用戶目標(biāo)系統(tǒng)”窄帶型軍用通信衛(wèi)星。“移動(dòng)用戶目標(biāo)系統(tǒng)”是美國(guó)新一代窄帶戰(zhàn)術(shù)衛(wèi)星通信系統(tǒng),以替換“特高頻后繼星”, 前者比后者信息傳輸能力提高10倍,容量提高15倍,主要為海軍服務(wù)。
美國(guó)還將發(fā)射輻射帶風(fēng)暴孿生探測(cè)器,探測(cè)太陽(yáng)活動(dòng),用于深入了解太陽(yáng)活動(dòng)高峰期的特性。
歐洲將發(fā)射第2批“伽利略-在軌驗(yàn)證”等導(dǎo)航衛(wèi)星,積極建造“伽利略”導(dǎo)航衛(wèi)星星座。歐洲首枚“織女星”火箭將在2012年升空,該火箭用于發(fā)射小型衛(wèi)星。
日本將把“雷達(dá)-4”雷達(dá)成像偵察衛(wèi)星送入軌道,從而建成由2顆光學(xué)成像偵察衛(wèi)星和2顆雷達(dá)成像偵察衛(wèi)星組成的全球情報(bào)處理系統(tǒng),以保證在任何條件下每天可以對(duì)地球上任何地點(diǎn)至少偵察1次。
韓國(guó)首顆雷達(dá)成像衛(wèi)星——“韓國(guó)多用途衛(wèi)星-5”將入軌,并將第3次試射“羅老-1”火箭。
印度也將發(fā)射首顆國(guó)產(chǎn)雷達(dá)衛(wèi)星,一旦這顆衛(wèi)星成功發(fā)射,將大幅提升印度對(duì)地觀測(cè)能力,成為印度航天能力發(fā)展的重要里程碑。該衛(wèi)星裝有1臺(tái)C頻段合成孔徑雷達(dá),由于衛(wèi)星采用了多種掃描模式和C頻段多極化系統(tǒng)設(shè)計(jì),因此可以提供2~50米的空間分辨率,以及30~240千米不同刈幅寬度的影像產(chǎn)品。印度還將發(fā)射第2枚國(guó)產(chǎn)地球同步軌道衛(wèi)星運(yùn)載火箭,該火箭對(duì)印度極為重要,但首次發(fā)射時(shí)失敗。
俄羅斯在2011年多次發(fā)射失敗,但商業(yè)發(fā)射都獲成功,所以在2012年其商業(yè)發(fā)射會(huì)一如既往。
未來前景更廣闊
綜上所述,美國(guó)在航天各個(gè)領(lǐng)域均居領(lǐng)先地位,而且十分重視保持技術(shù)的先進(jìn)性,每年的投入也是最大的,以便一直能在世界航天界獨(dú)占鰲頭。美國(guó)將在2025年載人探測(cè)小行星,2035年載人探測(cè)火星,但經(jīng)常受到經(jīng)費(fèi)和政府更迭的影響,所以能否實(shí)現(xiàn)尚不可知。美國(guó)目前最大的軟肋是航天飛機(jī)退役后出現(xiàn)了天地往返運(yùn)輸器的“斷檔”,即在2015年以前只能依賴俄羅斯“聯(lián)盟”飛船把航天員送往國(guó)際空間站,所以美國(guó)近幾年的當(dāng)務(wù)之急是造出新一代載人飛船。美國(guó)政府現(xiàn)在很重視扶植私營(yíng)航天公司,以便使載人航天也實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。
俄羅斯航天發(fā)射次數(shù)多年居世界第一,以獲取最大的商業(yè)利益,但2011年多次出現(xiàn)發(fā)射失敗對(duì)俄羅斯航天是個(gè)沉重打擊,對(duì)2012年的發(fā)射計(jì)劃會(huì)產(chǎn)生巨大影響,有可能降低發(fā)射密度。創(chuàng)新不足也使俄羅斯后勁很小,光吃老本是不行的。俄羅斯已表示,今后將把重點(diǎn)由發(fā)展載人航天轉(zhuǎn)移到發(fā)展人造地球衛(wèi)星方面來,已獲取更多的實(shí)惠。
我國(guó)航天活動(dòng)目前不僅已進(jìn)入密集發(fā)射期,而且把穩(wěn)步發(fā)展與跨越式前進(jìn)有機(jī)地結(jié)合在一起,不斷推出新型航天器。未來幾年的重點(diǎn)是研制空間實(shí)驗(yàn)室和空間站,發(fā)射月球車和取樣返回探測(cè)器,建立“北斗”全球衛(wèi)星導(dǎo)航星座,發(fā)射“長(zhǎng)征五號(hào)”新一代大推力運(yùn)載火箭等。
歐洲正在研制可以攜帶物品返回地面的新型貨運(yùn)飛船以及世界第1架可以水平起降的空天飛機(jī)“云霄塔”,后者如能成功,將大大降低載人航天的成本,創(chuàng)造新的奇跡。歐洲還在積極建立軍民兩用的遙感衛(wèi)星星座和“伽利略”導(dǎo)航衛(wèi)星星座,研制電子偵察和導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星,在軍事航天和民用方面進(jìn)一步擺脫對(duì)美國(guó)的依賴,增加多方面效益。
日本也在研制可以攜帶物品返回地面的新型貨運(yùn)飛船,并擬建立“準(zhǔn)天頂”導(dǎo)航衛(wèi)星星座,獨(dú)立研制通信衛(wèi)星。印度雄心勃勃,想通過國(guó)際合作的方式在亞洲航天界稱霸,準(zhǔn)備發(fā)射自己的軍用通信衛(wèi)星、成像偵察衛(wèi)星、導(dǎo)航衛(wèi)星、火星探測(cè)器和載人飛船等,但無奈受限于運(yùn)載火箭技術(shù),對(duì)其航天發(fā)展速度產(chǎn)生較大影響。韓國(guó)也存在類似問題。以色列的優(yōu)勢(shì)在于研制各類小型遙感和通信衛(wèi)星。它將打造第3代光學(xué)成像偵察衛(wèi)星和新的雷達(dá)成像偵察衛(wèi)星以及軍民兩用遙感衛(wèi)星。太空旅游正成為新熱點(diǎn),從2012年起將開展比較便宜的亞軌道太空旅游,美國(guó)和俄羅斯還在積極建造太空旅館。
總之,當(dāng)今世界航天技術(shù)正在蓬勃發(fā)展,其中發(fā)展先進(jìn)技術(shù)、重視太空經(jīng)濟(jì)、合作競(jìng)爭(zhēng)并存正成為當(dāng)今航天領(lǐng)域的主旋律。