2023年国外重大航天任务预示

2022年，世界航天活动高度活跃，火箭发射次数和航天器部署数量刷新了历史纪录。2023年，世界航天预期保持高位发展态势，火箭和航天器发射数量有望再创新高。

国外航天活动总体态势

航天发射计划受前续任务实施情况、卫星研制进度、天气等多种因素影响，具有很高的不确定性。北京空间科技信息研究所综合比对space flight now、wikipedia、space launch schedule、space flight insider、next space flight、precious payload、Gunterspace等专业网站，以及发射服务提供商、宇航制造商官方发布数据，以期识别并建立2023年国外航天发射活动最大包络，并从中探析全年航天活动总体特点和发展方向的端倪。

2023年，国外火箭发射次数和部署航天器数量将延续近年来逐年跨台阶的增长节奏，实现新的突破。根据当前汇总数据，除“星链”星座部署安排外，国外火箭发射次数有望达到209次，发射航天器数量超过510个。按照SpaceX公司宣称2023年“星链”星座延续每周部署1次、每次部署54颗的节奏，2023年国外火箭发射总次数预计达到261次、航天器发射数量超过3300个。

随着航天在国防、经济发展中的作用愈发突出，以及微小卫星实现广泛业务化应用，世界各国竞相发展低轨应用卫星系统，引发全球“轨道革命”，并进而催生“发射革命”，一大批商业小型运载火箭即将陆续首飞，新兴航天国家也积极发展本国运载火箭。2023年，美国RS1、“星舰”（Starship）、“火神”（Vulcan）、“特兰”（Terran）、“代托纳”（Daytona）、“新格伦”（New Glenn）火箭，俄罗斯“额尔齐思”（Irtysh）火箭，德国RFA、“光谱”（Spectrum）火箭，英国“曙光”（Skyrora）和澳大利亚“阋神星”（Eris）火箭均计划实施首飞。此外，英国萨克萨沃德（SaxaVord）航空港、挪威安多亚（Andøya）航天发射场、瑞典Esrange航天中心也将配合新型火箭投入使用。

2023年，低轨互联网卫星星座竞争态势将进一步加剧，“星链”卫星有望每周进行一次部署，全年部署超过2800颗卫星；“一网”星座寻求更加多样发射方式，美国、印度火箭预期为其提供5次发射服务，共发射160颗“一网”卫星。此外，美国亚马逊公司规划的低轨大规模通信星座“柯伊伯”的首批两颗原型卫星也将于2023年初部署，该星座目前规划3236颗卫星，未来全年卫星部署数量与在轨规模有望持续大幅度走高。

国外重大航天任务预示

2023年，国外航天在高密度发射、规模化发展的总体态势下，各领域呈现出新的值得关注的特点与动向。

通信领域，美天军部署防护型战略通信系统和“国防太空体系”传输层；商业低轨互联网星座“再添新丁”，亚马逊公司“柯伊伯”星座将正式加入赛场，使该领域竞争进一步白热化；Tbps量级超大容量卫星、Q/V频段商业宽带卫星部署，技术加速突破。对地观测领域，军民商系统持续推进建设，军用领域更高分辨率、更强能力的下一代系统相继启动部署，0.3米级商业卫星系统广泛建设。导航领域，美、俄部署能力更强的新型导航卫星，欧洲持续推进“伽利略”系统建设。导弹预警领域，美国持续推进高中低轨协同配合的弹性导弹预警跟踪体系，“七层体系”跟踪层0期宽视场卫星即将部署。深空探测迈向新高峰，美、俄、日多国密集推进月球探测，欧洲木星冰卫星探测，美国小行星探测等任务接连展开；载人航天领域的商业化进程加速，近地轨道及亚轨道载人商业业务将取得新突破。

本专报研究遴选出2023年20个值得重点关注的重大航天任务，概述其基本情况和主要特点。

■美国亚马逊公司“柯伊伯”星座完成首发

2023年初，美国亚马逊公司规划的低轨大规模通信星座“柯伊伯”的首批两颗原型卫星将发射，部署至590km的低地球轨道。2颗原型卫星将配合“柯伊伯”用户终端，测试未来业务系统使用的通信和网络技术。试验星将搭载和业务星相同的多波束相控阵和抛物面天线、供配电和推进系统以及调制解调器，还具备在轨故障检测能力，在测试任务结束后主动脱离轨道。

■韩国发射0.3m分辨率的KOMPSAT-7卫星

2023年初，韩国航空航天研究所计划发射新一代韩国多用途卫星-7（KOMPSAT-7）光学成像卫星。卫星设计寿命5年，搭载高分辨率先进地球成像遥感系统，含有1个全色谱段和4个多光谱谱段，全色分辨率0.3m，多光谱分辨率1.12m，红外分辨率4m，达到世界先进水平，韩国也由此成为继美国和欧洲之后第三个拥有0.3m分辨率商业光学遥感卫星的国家。

KOMPSAT-7卫星示意图

■印度发射太阳神L1探测器

2023年3月，印度将发射其首个太阳探测器——太阳神 L1（Aditya L1）。探测器由印度空间研究组织研制，寿命5年，携带7种有效载荷，在日地拉格朗日L1点晕轨道运行，其科学目标为研究太阳大气的动力学特性、日冕加热和太阳风加速的机制、“日冕物质抛射”、太阳耀斑现象以及地球周围环境所受到的影响。

印度太阳神 L1探测器

■美国下一代“国防太空体系”传输层完成0阶段星座部署

2023年3月，美国太空发展局“国防太空体系”传输层预计完成0阶段星座部署。传输层0阶段将建设用于“作战用户体验”的最简系统，通过20颗卫星实现区域（高纬度外）周期性低时延数据传输，测试不同供应商卫星间的互操作性，并向战术用户演示基于IBS和Link-16任务数据链的军事通信能力，促进战术用户启动自己的数据引接项目。

■美国发射单星容量最大的卫讯-3商业卫星

2023年第一季度，卫讯-3（Viasat-3）系统首颗卫星将由“猎鹰重型”（Falcon Heavy）火箭发射。卫讯-3系统计划通过3颗地球静止轨道卫星实现全球覆盖，具备航空和海事通信服务能力，卫星设计寿命20年，单星容量约1Tbps，是迄今为止单星容量最大的商业高通量卫星。首颗卫星将覆盖美洲地区，第二颗卫星覆盖欧洲、中东和非洲；最后一颗卫星覆盖亚太地区。

卫讯-3系统示意图

■欧洲发射“木星冰卫星探测器”

2023年4月，ESA将发射“木星冰卫星探测器”（JUICE）。该任务是ESA“宇宙愿景2015—2025”计划下的首项大型旗舰任务，将于2029年抵达木星，对木星及其三颗卫星——木卫二、木卫三和木卫四进行探测，研究木星大气、木星卫星表面的海洋、磁场等，工作寿命为至少3年。

欧洲“木星冰卫星探测器”

■美国“星际客船”载人首飞

2023年4月，美国波音公司“星际客船”（Starliner）将执行首次载人轨道飞行测试。NASA航天员巴里·威尔莫尔和苏尼塔·威廉姆斯将搭乘“星际客船”前往“国际空间站”，任务预计持续7~8天。若该任务获得成功，“星际客船”将与SpaceX公司“载人龙”飞船共同开展业务化乘员运输服务，对提升美国近地轨道载人航天能力具有重要意义。

“星际客船”

■美国追梦者号太空飞机首飞

2023年夏季，美国内华达山脉公司追梦者号太空飞机将进行首次发射并前往“国际空间站”，执行约82天无人轨道飞行任务。追梦者号太空飞机设计装载5t加压和500kg非加压有效载荷，同时可下行1750kg货物。若本次任务成功，内华达山脉公司将正式执行NASA授予的第二轮“商业补给服务”合同，追梦者号太空飞机将与SpaceX公司“货运龙”飞船、诺格公司“天鹅座”飞船共同开展业务化货物运输服务，同时成为继“货运龙”飞船后第二型可重复使用的商业货运系统。

追梦者号太空飞机

■欧洲发射“欧几里德”望远镜

2023年，ESA将发射“欧几里德”（Euclid）近红外空间望远镜，旨在通过观测100亿光年外的数十亿个星系，绘制宇宙的三维图像，研究宇宙扩张和宇宙结构的形成过程，并探测暗能量、暗物质等。“欧几里德”是ESA“宇宙愿景2015—2025”计划中型任务，将在日地拉格朗日L2点晕轨道运行，工作寿命为6年。“欧几里德”望远镜包括服务舱和有效载荷舱两个组件，其中有效载荷舱包括一台1.2m的望远镜、可见光波长相机和近红外光谱仪。

“欧几里德”望远镜

■俄罗斯发射月球-25探测器

2023年7月，俄罗斯将发射月球-25（Luna-25）探测器。探测器将在月球南极附近着陆，验证月球软着陆技术，钻取月球土壤样品，探测月球水冰。该任务是俄罗斯自1976年月球-24任务之后、45年以来的首次月球探测任务。此外，由于俄乌战争，欧洲终止了与俄罗斯包括月球-25、“火星生物学”等任务在内的合作，原本已经安装在月球-25着陆器上的“领航员-D”（PILOT-D）导航照相机也将应ESA要求被拆除并归还。

俄罗斯月球-25着陆器

■美国发射“赛琪”小行星探测器

2023年10月，美国NASA将发射“赛琪”（Psyche）小行星探测器。该任务是NASA“发现计划”的第14次任务，将探测金属小行星——灵神星（Psyche），帮助解答有关太阳系形成原因等基本问题。灵神星位于火星和木星之间的小行星带，其上蕴藏大量金属，可能是早期太阳系形成过程中分裂的更大天体核心的残余物，也可能是从未融化的原始物质。“赛琪”将于2029年抵达灵神星并进行21个月的科学探测活动。

美国“赛琪”小行星探测器

■日本发射SLIM月球探测器

2023年，日本将发射“小型月球探测着陆器”（SLIM）。该任务是日本首次月球表面探测任务，将演示验证精准月球着陆技术。在下降过程中，着陆器将采用人脸识别系统来识别月球环形山，并利用之前由“月女神”（SELENE）轨道器收集的数据来确定其目前的位置。SLIM着陆器将以100m的精确度，在月球风暴洋的马吕斯山（Marius Hill）附近的一处熔岩洞入口处实施软着陆。

日本SLIM探测器

■美天军发射首个防护战略通信“增强极地系统-重组”载荷

2023年，美国天军将发射首个“增强极地系统-重组”（EPS-R）有效载荷。EPS-R包含2个载荷，旨在填补现役防护通信系统和新一代专用防护战略通信卫星“演进防护战略卫星通信系统”（ESS）之间的空白，到2030年代之前为北极地区的战术用户提供抗干扰安全通信服务。EPS-R工作于极高频频段，支持扩展数据速率，搭载在挪威的2颗“北极卫星宽带任务”（ASBM）大椭圆轨道卫星上，这是美军方首次将本国军事载荷搭载在盟国卫星上。

■“手机直连卫星”星座取得突破性部署进展

AST空间移动公司（AST SpaceMobile）和领克全球公司（Lynk Global）正在研发低轨卫星星座，通过与现有的智能手机直连来提供通信服务。2023年，两家公司都计划加快业务星座部署。其中AST公司计划于2023年底部署第一批“蓝鸟”（BlueBird）工作星，领克全球公司计划在2023年底前部署50多颗披萨盒形状的“领克塔”（Lynk Tower）卫星，以将系统重访时间增加到每15～30分钟一次。

Lynk卫星与手机直连示意图

■美军发射NTS-3卫星验证先进天基导航技术

2023年，美空军实验室（AFRL）资助的导航技术卫星-3（NTS-3）将发射入轨，卫星质量1250kg。根据AFRL计划，NTS-3将在地球同步轨道开展为期1年的在轨试验，测试PNT信号和架构、地面控制系统以及软件定义的用户接收机，其中可重新编程是试验重点之一；此外，美军将通过NTS-3评估多轨道PNT架构的潜在优势。

NTS-3卫星

■美国“星舰”开展首次轨道高度飞行试验

2023年，美国SpaceX公司将对“星舰”（Starship）飞船和“超重型”火箭（Super Heavy）进行首次轨道飞行测试，该测试将使用首次配备33台猛禽V2发动机的B7原型机和6台猛禽V2发动机的星舰S24原型机。“星舰”系统是SpaceX公司开发的可重复使用超重型运载火箭，若研制成功，“星舰”将超过NASA研发的“空间发射系统”（SLS），成为现役运载能力最强的火箭。

 “星舰”系统

■印度“天空飞船”无人首飞

2023年，印度将发射其首个载人飞船——“天空飞船”（Gaganyaan）。印度已对火箭芯级发动机、上面级发动机和火箭助推器进行了相关测试，同时完成了乘员逃逸系统的低空逃逸发动机（LEM）试验和集成主降落伞空投测试。“天空飞船”计划在近地轨道运行7天。印度表示将在完成2次无人轨道飞行测试后，不早于2024年完成首次载人飞行任务。

“天空飞船”示意图

■美国开展国防太空体系导弹预警演示

2023年，美国太空发展局将开展0阶段导弹预警演示验证。2020年12月，SDA为“七层体系”0阶段的28颗卫星（20颗“传输层0期”卫星和8颗“跟踪层0期”宽视场卫星）购买了2次SpaceX公司的猎鹰-9火箭发射服务，28颗卫星部署后一起开展体系级导弹预警及跟踪演示试验，跟踪层在没有预先提示或其他先验信息情况下，探测并跟踪先进威胁，通过传输层传送给用户，从而演示验证先进的高超跟踪能力。

国防太空体系导弹预警与跟踪图

■德国建成下一代军用成像测绘一体化雷达卫星星座

2023年，德国计划发射SARah-2/3卫星，与2022年6月发射的SARah-1卫星实现三星组网。SARah是德国现役“合成孔径雷达-放大镜”（SAR-Lupe）五星星座的换代系统，由1颗SARah-1主动卫星和2颗SARah-2/3被动卫星编队飞行。SARah星座是一个“一发多收”的分布式多基地SAR系统，采用与TerraSAR-X双星任务类似的编队飞行控制技术，同时具备垂直航迹基线和沿航迹基线，可实现高精度数字高程模型测量和地面动目标检测。

SARah卫星示意图

■美国新一代光学卫星“世界观测军团”完成6星部署

2023年，美国“世界观测军团”（WorldView Legion）计划完成六星星座部署。Legion卫星系统中4颗部署在中倾角轨道，倾角约50°，2颗部署在太阳同步轨道，轨道高度450km，实现全球覆盖与热点地区图像采集能力兼顾，星座重访周期达到每日15次。Legion卫星全色分辨率为0.29m，多光谱分辨率1.16m，幅宽9km，图像定位精度5m，侧摆扫过地面200km用时仅为10s。Legion星座完成部署后，将在军事侦察、作战演习仿真、自动驾驶等领域具有广阔的应用前景。

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