澳门新葡萄京手机版2006年世界航天发展回顾:美国部分-航天运输

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>SOHO美国
SOHO是在欧洲航天局的全面管理下在欧洲建造的。它所搭载的12种科学研究设备由欧洲和美国的科学家们提供。其中NASA负责卫星的发射,目前还负责卫星的运行。NASA的深空网络用于数据的下行链路和指令。任务的控制工作在马里兰州的戈达德航天飞行中心进行。这颗卫星的任务时间已经延长到了2009年12月。使用情况

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2006年,美国航天活动中备受关注的所在为研发探月的“星座计划”与发布的新航天政策。新航天政策强调太空军事优势,具有单边主义倾向。

SOHO以与地球相同的步调围绕太阳飞行。它在围绕L1拉格朗日点的轨道上运行,位置在地球与太阳之间,距地球150万公里(93.2万英里)。在这个位置上,SOHO能够对太阳进行连续不间断的观测。例行的科学工作于1996年4月开始。

什么是拉格朗日L1点?

2月,NASA公布2007财年预算请求,预算请求总计168亿美元,比上一年增长3.2%。主要预算包括:航天飞机40.57亿美元;长期载人太空飞行30.58亿美元;日地计划22.1亿美元;国际空间站18.11亿美元;机器人任务16.1亿美元;太空望远镜15.09亿美元等。6月,美国众议院拨款分委会批准NASA
2007财年167.9亿美元预算请求。7月,美国参议院拨款委员会批准了NASA
2007财年167.57亿美元的开支法案。此项开支法案包括一项修正案,额外追加10亿美元资金,用于支付NASA自2003年“哥伦比亚”号事故后的相关开支。

SOHO给我们对太阳的认识带来了革命性的跨越。它所取得的主要成果包括对地球磁暴的早期预测、太阳表面下的精细测量和太阳远端成像等。

太阳与地球的拉格朗日L1点,这个点在太阳与地球的连线之间,距离地球约150万公里,这是放置太阳观测站的最佳位置,在这里的航天器永远不会被地球或者月球遮挡,可以不间断的观测太阳,或者是观测地球的向阳面,或者两者兼而有之。

10月6日,美国白宫科技政策办公室网站发布解密版《美国国家航天政策》。12月,NASA征询了各国业内人事后,公布了全球探索战略和美国月球构建任务初步情况。这将是实现美国重返月球愿景的两大重要工具。NASA认为,最好在月球的南极或北极附近建造太阳能动力的月球基地,为火星之旅做准备。建设月球基地的目标是,2020年前完成首次载人任务,四名宇航员将作短暂停留。载人月球任务之前,NASA计划了一系列的机器人任务。首次机器人任务使用月球勘测轨道器,预计2008年执行。全球探索战略和NASA的月球构建任务都将于12月4日~6日在休斯敦举行的第二届太空探索会议上进行深入讨论。

在1998年12月21日之后,卫星所装备的三个陀螺全部失效,但上载了新的软件,这样SOHO成为了第一颗没有陀螺的三轴运行飞行器。

图注:拉格朗日L1点,所在的位置

一、运输载具2006年,美国境内共进行23次航天发射,其中两次私人火箭发射失败。由DARPA和美国空军管理的“猎鹰”小型运载火箭项目完成两次空投试验。“猎鹰”小型运载火箭项目旨在研发一种能在24小时内、以低于500万美元的成本将重453.6千克卫星送入低地球轨道的运载具。11月报道,美国空军正在基于NASA的X-37项目研发无人太空飞机。如果获得成功,此飞机将成为继航天飞机之后首个具备可以将试验品送回地球进行分析的太空船。

图注:拉格朗日L1点,所在的位置

2006年下半年,兰德公司与美国国会预算办公室分别公布《国家安全太空发射》、《未来美国航天发射能力》报告。前者指出,渐进一次性运载火箭应该能满足2020年之前所有预期的国家安全需求。后者例举研发火箭的6种候选计划,并假定2018年或2020年开始执行载人月球任务,在此基础上对这些计划进行成本评估。8月25日,美国联邦航空管理局和美国空军太空司令部宣布了新的商业火箭发射安全准则。

那些在L1点上工作的探测器“SOHO”、“ACE”、“WIND”

航天发射概况1月19日,NASA发射冥王星探测器“新地平线”。冥王星探测器“新地平线”从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地发射升空。预计将最早于2015年年中到达冥王星。“新地平线”是人类第一个造访冥王星的探测器。冥王星探测项目耗资约7亿美元。

欧洲航天局和美国航天局合作的太阳与日光层观测站,这艘探测器于1995年12月发射,最初的主要任务是观察太阳两年,不过24年后的今天“SOHO”仍然在继续它的扩展任务,尽管它搭载的12个科学仪器中,除了大角度光谱日冕仪仍然在例行传输数据,其它的都已经被关闭。

2月8日,NASA发射“摩西”航天器。从新墨西哥白沙靶场发射了“摩西”,“摩西”由美国蒙大拿州立大学建造,可以搜集更宽范围的高分辨率太阳图像。

图注:正在执行任务的“SOHO”,主要任务是观察太阳。

3月22日,NASA发射3颗“太空技术5”微卫星。采用“空天发射”方式:卫星搭乘范登堡空军基地的洛克希德L-1011喷气式飞机升空;飞机到达11700米高空后,在机腹释放一枚小型“飞马座”火箭;火箭发动机点燃,携带卫星上升10分钟,将卫星送入太空。此次发射的每颗卫星大小相当于放映机,重约24.75千克。“太空技术5”卫星的任务目标是验证一组小型、低成本的卫星是否能同时从不同位置测量地球磁场。6月30日,3颗在轨微卫星已经完成为期90天的任务,停止运行。任务验证了利用星座进行极光研究的优势,还验证了新型通信技术,卫星小型动力系统的性能,任务最后阶段重点是验证地面系统技术。3月24日,太空探索技术公司“猎鹰”-1火箭发射失败。失败原因是:晶间腐蚀裂化,致使燃料泵入口压力传感器上的一个铝制B螺母失灵。4月15日,“米诺陶”-1火箭发射6颗“福卫”-3卫星。“米诺陶”-1使用了退役的“民兵”洲际弹道导弹的下面两级,以及“飞马座”火箭的上面级,为台湾“国家航天计划办公室”发射6颗“福卫”-3。由于使用了洲际弹道导弹元件,“米诺陶”-1只用于政府发射。“米诺陶”-1火箭于2000年1月首次发射,成功将多颗小型军事、高校卫星送入轨道。第二次发射于2000年5月将美国空军实验室的MightySat
II技术验证卫星发射升空。最近的三次在一年之内进行:2005年4月发射了美国空军实验室XSS-11航天器,2005年9月发射了美国国防预先研究计划局秘密卫星,以及本次发射。

“SOHO”并非是静止在日地拉格朗日L1点上,它实际上是以每6个月为一个周期的晕轨道围绕,围绕着这个区域运行,这种晕轨道的另一个好处,是可以避开在L1点上,由于来自着太阳的无线电噪声干扰导致的通讯困难,时刻保持和地球的良好通讯。

4月20日,“宇宙神”-5火箭成功发射欧洲ASTRA 1KR卫星。欧洲Astra
1KR电信卫星搭乘“宇宙神”-5火箭从美国佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地升空,卫星成功进入地球同步转移轨道。此次发射,“宇宙神”-5火箭首次配备一个捆绑式固体火箭助推器。4月28日,NASA发射CALIPSO和CloudSat卫星。“德尔它”-2火箭携带CloudSat和CALIPSO卫星从美国加利福尼亚州范登堡空军基地发射升空。两颗卫星旨在帮助回答全球云层如何散布并产生降水的,及其如何影响地球大气和全球变暖。两颗卫星将与其他三颗地球观测卫星(NASA的Aqua、Aura,法国的PARASOL)组成“A-Train”星座编队飞行。5月24日,NASA发射GOES-N气象卫星。波音公司“德尔它”-4火箭成功发射NASA与国家海洋大气管理局的气象卫星GOES-N。NASA与国家海洋大气管理局的三颗静地运转环境卫星旨在更好的研究全球气候变化,监测风暴。另外两颗卫星中,GOES-O预计2007年发射;GOES-P预计于2008年发射。

图注:正在太空运行的高新化学组成探测器(ACE)

6月14日,Falcon小型运载火箭成功进行第二次空投试验。空射公司重达29吨的“快速抵达”运载火箭模型自C-17A运输机上投射,这是“猎鹰”小型运载火箭项目的重要一步。“快速抵达”火箭将使政府在需要采取军事行动或遭遇自然灾难时,通过快速发射小型遥感卫星,迅速作出反应。拥有一套发射专用小型卫星的快速反应型发射系统,将为军民应用提供一种新能力,还能够激发商业机会。7月,NASA艾姆斯研究中心与空射公司达成协议,共同为商业太空产业建造小型运载火箭及卫星。

其他的太阳观测卫星,比如美国宇航局的高新化学组成探测器,太阳风长期综合测量实验室也正在日地L1点,对太阳进行观测。

6月21日,“德尔它”-2火箭发射军用“微卫星技术实验”卫星。波音公司“德尔它”-2火箭从卡纳维拉尔角发射了军用“微卫星技术实验”卫星,星箭成功分离,卫星进入地球静止轨道。MiTEx将研究并验证多种先进太空技术。6月27日,“德尔它”-4火箭发射间谍卫星NROL-22。“德尔它”-4火箭从美国加州范登堡空军基地发射,将美国家侦察办公室的秘密卫星NROL-22送入轨道。据称,NROL-22是一颗新型间谍卫星,将进入大椭圆、大倾角的“闪电”型轨道。这是“德尔它”-4火箭在加州的首度发射,也是渐进一次性运载火箭在西海岸的首次发射,该火箭此前的发射皆从佛罗里达卡纳维拉尔角进行,且从未发射过国家侦察办公室的间谍卫星。

第一个利用L1点作为观察的是“国际太阳地球探索者3号探测器”

7月,Falcon小型运载火箭成功进行第三次空投试验。试验旨在证明C-17运输机将一个全尺寸、全重量的火箭安全地释放到其可运行的发射高度的能力。2008财年空军预算请求更加注重于作战快速响应型太空系统,包括Falcon计划。

除了以上的探测器,还有很多航天器曾经到过L1点,第1个真正利用L1点的航天器是美国宇航局1978年发射到该地区的“国际太阳地球探索者3号探测器”,它的工作是观察太阳风是如何与地球磁场相互作用的,已于1997年退役。

9月25日,美国新墨西哥航天发射场首次发射失败。UP宇航公司火箭在美国新墨西哥州的一个发射场发射升空,未能进入亚轨道空间,坠落沙漠。9月25日,“德尔它”-2火箭发射gps卫星。“德尔它”-2火箭携带卫星从卡纳维拉尔角空军基地发射升空。这颗卫星编号为GPS
IIR-15,是八颗现代化GPS Block
IIR卫星中的第二颗。这种现代化卫星是迄今为止最先进的GPS卫星,它们能够为美国军民用户提供显着改善的导航性能。GPS
IIR-M卫星具有多种增强特征:现代化的天线面板,能够为地面接收仪提供增强的信号功率;两个新的军用信号;军用信号具有增强的加密和抗干扰能力;可通过不同频率访问的第二个民用信号。10月26日,“德尔它”火箭发射STEREO双星。“德尔它”-2火箭从卡纳维拉尔角空军基地将两颗“日地关系观测卫星”发射升空。为了到达最后位置,前STEREO将飞越月球进入地球轨道,领先地球;后STEREO也将飞越月球,进入地球轨道,跟踪地球。12月中旬飞越月球后,两颗卫星预计会慢慢增大它们之间的距离,在太阳轨道内分别运行。11月4日,“德尔它”-4火箭发射国防气象卫星DMSP-17入轨。火箭从范登堡美国空军基地升空,成功将一颗国防气象卫星计划卫星——DMSP-17送入轨道。DMSP星座能够为美国军队制定陆、海、空作战计划提供专业气象数据。此次发射为美国空军渐进一次性运载火箭计划执行的第二次西海岸发射任务,这是自2002年11月“德尔它”-4火箭开始飞行以来的第七次发射任务,是中型火箭的第三次任务。11月17日,“德尔它”-2火箭发射GPS卫星。“德尔它”-2运载火箭从卡纳维拉尔角空军基地,成功地将一颗美国空军现代化GPS卫星——GPS
IIR-16
发射升空。68分钟后,卫星被部署到转移轨道。这是第3颗现代化GPS卫星。这种卫星具有更好的精度、改进的抗干扰能力和增强的功能。12月14日,“德尔它”-2火箭发射侦察卫星NRO
L-21。
火箭从范登堡军事基地发射一颗美国国家侦察办公室的NRO
L-21卫星。火箭升空58分钟后,成功地将卫星送入预定轨道。这是联合发射联盟自12月1日组建以来的首个任务。

图注:探索者3号已经飞行了36年之久

12月16日,“米诺陶”火箭发射实验卫星“战术星”-2与“基因星”-1。这两颗卫星均为小型、低成本卫星。本次发射是美国中大西洋商业太空发射场首次成功发射。美国空军的“战术星”-2为战术侦察卫星,搭载着由NASA新千年计划资助的新技术设备,该设备旨在研发及验证先进的太空技术。

在L1点工作后返回地球的“起源号探测器”

另外,美国、俄罗斯等国合资的海射公司也进行了四次发射。分别为:

还有我们之前提到过的,美国宇航局2001年发射的“起源号探测器”在2004年返回地球前,它一直在L1点徘徊,收集太阳风粒子。

2月15日,海射公司发射EchoStar X卫星。海射公司“天顶”-3SL发射EchoStar
X通信卫星,卫星进入静地转移轨道,最少服役15年,将为全美Dish广播网的用户提供“直接到用户”广播服务。

图注:起源号可装载太阳粒子

4月12日,海射公司发射日本JCSAT-9卫星。“天顶”-3SL火箭从“奥德赛”海上发射平台升空,将卫星送入地球同步转移轨道。

在L1点上演示,为2034年的“天基引力波观测站”作准备

6月18日,海射公司发射“银河”-16卫星。“天顶”-3SL火箭从位于太平洋赤道海域发射,将“银河”-16卫星成功送入位于西经99度的圆形地球静止轨道。该轨道可覆盖美国大陆、阿拉斯加、夏威夷、加拿大和墨西哥。“银河”-16卫星由劳拉太空系统公司建造,配有24台C波段和24台Ku波段转发器,能够提供高清电视广播和数据中继服务。“银河”-16由泛美卫星公司运营。10月30日,海射公司发射SL
XM-4卫星。
海射公司“天顶”-3SL自奥德赛平台发射XM卫星无线电公司卫星。

欧洲空间局的激光干涉空间探路者也于2015年被送往L1点,在“LISA”探路者的船体内有两个质量为2千克,用金和铂打造而成的立方体,在L1点,它们将在航天器内保持恒定的自由落体状态,并以前所未有的精度控制和测量它们的相对运动,以此演示和测试将于2034年发射的“天基引力波观测站”将采用的基本技术。

运载具研发概况1.及时响应型火箭研发·研发“混合运载火箭”。“混合运载火箭”项目从属于“作战响应航天运输计划”。美国空军研究证实,使用混合方式的成本优势高于完全一次性或完全可重复使用火箭。这种方式还具有高度响应性,可在24~48小时内准备就绪。空军要求“混合运载火箭”可进行中型至重型发射:4536千克-6804千克。5月报道,美国空军提供了有关四分之一比例混合运载火箭演示器的详细说明,诺·格公司、安德鲁太空公司、洛·马公司与轨道科学公司共同参与该项目,合同价值75万美元。全尺寸“混合运载火箭”预计到2018年开始初始运行。此外阿连特技术系统公司的ALV火箭,也是为满足美国国防部作战响应太空需求而设计,预计于2007年首飞。

图注:欧洲空间局发射LISA探路者/ 验证探测时空涟漪

·研制“米诺陶”-1火箭。5月报道,美国轨道科学公司获得美国空军火箭系统发射项目价值0.23亿美元的合同,建造两枚“米诺陶”-1航天运载火箭。这两枚火箭将分别于2006年11月和2007年9月发射“战术星”-2和“战术星”-3。
“战术星”-2发射将演示轨道公司获得合同后6个月,即可提供作战响应发射服务的能力。“战术星”-2和“战术星”-3是旨在验证可提供军事作战快速响应的天基支持新技术、能力系列试验航天器中的两颗。“战术星”系列卫星加上快速反应的“米诺陶”-1火箭,是美国政府研发“作战及时响应型太空”系统的关键部分。

深空气候观测站是我们在宇宙中安装的眼睛

2.“星座计划”·计划概况。2006年1月,NASA概述了“星座计划”(Project
Constellation)的新变化。经过修订的“星座计划”包括“乘员探索飞行器”计划。乘员运载火箭“战神”-1将采用一个四段式固体火箭助推器作第一级,新型液氧/液氢洛克达因J-2X推进的上面级。6月,NASA宣布了十大航天中心的职责,这是“星座”任务指定的第一批机构:格伦研究中心负责研发CEV服务舱;艾姆斯研究中心将领导CEV热防护系统的早期工作;德来顿飞行研究中心负责CEV发射中止系统的飞行试验;兰利研究中心将对CEV主承包商开发的发射中止系统进行监督和独立分析;约翰逊航天中心将负责CEV的全面工作;马歇尔航天飞行中心领导CLV的研发;斯坦尼斯航天中心负责试验载员运载火箭与无人重型运载火箭的发动机;肯尼迪航天中心将负责发射CEV,主持NASA的地面运行项目;戈达德航天飞行中心将负责通信、导航、电子设备;喷气推进实验室将在NASA载人探索中运用机器人表面运行的经验。8月CEV被命名为“猎户座”。

美国宇航局的深空气候观测站也在日地L1点,它连续的监测太阳风的情况提前通知我们,日冕物质抛射,而且它还会观测整个地球被阳光照亮的那一面,观察臭氧层,火山爆发和天气系统的变化。

·商业合同授出情况。ILC等两家公司将研发CEV气囊着陆系统;Aerojet公司将为CEV研发火箭动力着陆系统;阿连特技术公司发射系统公司、波音太空运行公司、洛克希德·马丁太空系统公司、联合太空联盟四家太空公司为该计划检验长期地面处理和基础设施;洛·马团队设计建造“猎户座”CEV,合同总价值80亿美元,2013年9月结束;阿连特技术公司等负责建造发射终止系统;波音公司“猎户座”热防护合同。ATK、洛·马和普·惠-洛克达因公司组队竞标“战神”-1上面级,合同计划2007年初发布。

图注:等待了17年的深空气候观测站升空图片

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除了以上这些在未来我国和印度也有自己的任务,计划前往L1点观测太阳,观测太阳和地球是L1点,现在最主要的利用。

猎户座”飞船概念图

美国宇航局的近地天体照相机任务,将向L1点发射一枚“空间红外望远镜”以连续观测更多的太空,寻找有潜在危险的小行星,从这个有利位置,他将能够看到接近太阳45度范围内出现的小行星,如果一切顺利,望远镜可能在2021年发射,在4年的预期任务时间内,它将发现大于140米类别中,超过2/3的危险小行星。

·“猎户座”飞船简介。9月,洛·马公司展示了飞船原型。“猎户座”太空舱直径约5米,是阿波罗可居住空间的2.5倍。目前设计的“猎户座”至少有两个窗口,和一个舱门。与“阿波罗”类似,“猎户座”的入口舱门在其侧面,对接通道在其顶端。“猎户座”驾驶舱的两种方案:往返空间站的6座位式和执行月球任务的4座位式。贮藏室是用来放置电子设备、生活用品及计算机设备,剩余的空间可自由使用。与此同时,宇航员们正致力于确定乘员必须操作的关键系统、窗户的最佳形状及其他特征。与NASA过去的载人飞船不同的一个特点是增加了两个太阳能电池帆板。服务舱内有飞船的大部分系统和主发动机。

澳门新葡萄京手机版 3“战神”-1火箭概念图

·“战神”-1火箭简介。肯尼迪航天中心“战神”-1火箭可将运送宇航员进入太空与国际空间站对接或飞往月球,可在恶劣气候下发射,与俄“联盟”火箭类似。“战神”-1为两级火箭,长约94米,第一级为五段式可重复使用固体火箭助推器,以星型固体混合推进剂为燃料,可升空60千米,速度达6.1马赫,分离后使用降落伞回收;第二级使用J-2X发动机,以液氢/液氧为燃料,可将“猎户座”乘员舱送至101千米高空。火箭顶端为“猎户座”乘员舱,该舱设有逃逸塔。该型火箭的低地轨道运载能力为25吨。NASA将研发两种J-2X发动机,用于“战神”-1与“战神”-5。预计2012年6月首次进行“战神”-1火箭轨道发射,即“轨道飞行试验”-1;2014年9月首次载人发射为“轨道飞行试验”-3。

3.私人企业的航天活动商业轨道运输服务计划授出合同。8月,RpK与太空探索技术公司和NASA签署了共计4.85亿美元的商业轨道运输服务太空行动协议合同。COTS的第一阶段将持续到2010年或更晚些时候,演示将最早于2008年开始。一旦演示通过,服务计划将进入第二阶段。商业轨道运输系统计划第二轮竞争中,美加合资企业PlanetSpace公司将参与其中。“起源”-1太空旅馆。7月12日,俄罗斯“第聂伯”火箭携带美国比格罗公司可膨胀试验航天器——“起源”-1发射升空。比格罗公司设想发射七个类似“起源”-1的可膨胀航天器组成一个太空旅馆。原计划2006年秋季发射“起源”-2,未来七年,将试验更大型的试验航天器,其中包括2012年发射一个全尺寸试验航天器,预计太空旅馆将在2015年左右建成。“起源”-1与“起源”-2还将陆续进行基因试验。

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