2016年空客防务与航天公司航天发展状况研究

张京男 关晓红 唐富荣 范桃英 （中国航天系统科学与工程研究院）

2016年空客防务与航天公司航天发展状况研究

2016 Airbus Defense Space Aerospace Development Research

张京男 关晓红 唐富荣 范桃英 （中国航天系统科学与工程研究院）

目前，空客集团（Airbus Group）所属的空客防务与航天公司（ADS）负责该集团所有航天领域业务，2016年主要开展火箭商业发射、商业卫星及载荷研制、卫星应用与服务拓展、深空探测开发等活动。

1 运载火箭与战略导弹

2016年6月，空客集团与赛峰集团（SAFRAN）完成了合资组建空客-赛峰火箭公司（ASL）股权交易，空客-赛峰火箭公司开始全面正式运营，未来研制阿里安－5和6（Ariane－5和6）火箭、M51.2潜射弹道导弹，并论证设计未来欧洲火箭发展计划。空客防务与航天公司的火箭系统设计能力与赛峰集团的液体、固体推进技术相结合，将提供军用与民用发射能力。

2016年，阿里安－5共发射7次。到目前为止，“阿里安”系列运载火箭已发射全球近50%的商业卫星，阿里安－5连续成功发射次数达到76次。

阿里安－6新型运载火箭计划在2020年首飞，进行地球同步转移轨道（GTO）卫星发射，面向卫星直播到户（DTH）电视广播、互联网、电话与远程通信等商业卫星市场。

2016年，M51潜射弹道导弹共完成了1次试射。7月，法国海军在北大西洋海域“凯旋”（Triomphant）战略导弹核潜艇上成功试射一枚M51潜射弹道导弹。在这一年，M51.2潜射弹道导弹也正式进入服役期。

2016年阿里安－5运载火箭发射情况

2 卫星研制与部署

“一网”星座

2016年1月，空客防务与航天公司宣布和美国一网公司（ONEWEB）各占50%股份合资成立一网卫星公司（OneWeb Satellites），研制900颗小卫星建立“一网”（OneWeb）星座，形成全球覆盖的高速互联网，并在市场上推广配套设备与产品。此前，双方都未尝试过如此大批量生产小卫星。

一网卫星公司完成卫星生产线设计方案后开始设计卫星，在法国图卢兹建设首条生产线生产前10颗小卫星，验证卫星批量工业化生产模式。而大批量生产计划与总装生产线将放在美国佛罗里达州肯尼迪航天中心附近的探索公园（Exploration Park）。该生产线将直接创造250个就业岗位，产出900颗小卫星。“一网”星座初期有648个工作星与备用星在轨，每颗卫星相同，质量150kg，运行在地球静止轨道（GEO），计划在2018年由阿里安空间公司（Arianespace）和维珍银河公司（Virgin Galactic）发射，通过电推进技术进入轨道。

2016年5月，一网卫星公司选择了首批3家优质分包商，加拿大麦德公司（MDA）提供星上天线系统，法国索登公司（Sodern）提供赛制化的星敏感器，英国特利丹防务公司（Teledyne Defence）设计小型化的通信转发器。

“欧洲通信卫星”系列卫星

2016年1月，欧洲通信卫星－9B由俄罗斯的质子－M/微风－M（Proton－M/Briz－M）火箭送入GEO轨道，同时搭载有新一代欧洲数据中继卫星－A（EDRS－A）有效载荷。该卫星基于欧洲星－3000（Eurostar－3000）平台研制，在轨寿命15年，质量5.2t，功率12kW，Ku频段通信，面向欧洲大幅增长的视频市场，以及不同语言国家的数字电视服务，如：意大利、德国、希腊、乌克兰、波罗的海以及北欧国家。欧洲通信卫星－9B也是ESA“太空数据高速路”（Space Data Highway）项目的首颗中继卫星。

2016年10月，空客防务与航天公司和轨道-ATK公司联合争取到了欧洲通信卫星公司的欧洲通信卫星－5西B视频卫星研制合同。空客防务与航天公司提供Ku频段通信载荷，轨道-ATK公司提供“地球静止星”（GEOStar）卫星平台。卫星计划2018年发射，总质量约3t，功率5kW，替代之前的欧洲通信卫星－5西A，服务于欧洲与北非的视频用户。

“太空数据高速路”项目

“太空数据高速路”项目的欧洲数据中继卫星－A载荷寄宿于欧洲通信卫星－9B中，随着卫星一起发射，该载荷轨道定位于9°（E）上空，建立起对地观测卫星与欧洲、非洲、拉丁美洲、中东、北美洲东海岸的无人机之间的激光通信中继与链接。第二颗“太空数据高速路”项目卫星将于2017年发射，第三颗卫星计划于2020年部署定位于亚太地区上空。

2016年6月，欧洲数据中继卫星－A通过激光通信中继传回了哨兵－1A（Sentinel－1A）卫星在轨拍摄的首张地球影像，由空客防务与航天公司德国任务中心接收，耗时约1min。随后，“太空数据高速路”项目在7月正式开始实施，提供1.8Gbit/s通信速率。

“太空数据高速路”项目开发费用约5亿欧元，采用公私合营（PPP）模式，由空客防务与航天公司和ESA联合多方进行融资、设计、研制并商业推广。其中，德国航空航天中心（DLR）进行融资与地面段开发，空客防务与航天公司子公司德国特萨特空间通信公司（Tesat Spacecom）提供激光技术。此外，欧洲还有11个国家加入项目公私合营模式，欧盟委员会（EC）是“太空数据高速路”项目首个用户。

“哨兵”系列卫星

2016年1月，空客防务与航天公司和ESA签署2.85亿欧元合同，为“哥白尼”（Copernicus）计划研制2颗哨兵－2，即哨兵－2C和2D，2021年入轨服役。空客防务与航天公司作为主承包商将带领欧美50家以上的公司从事该项目。

2016年4月，由俄罗斯联盟－STA/弗雷盖特－M（Soyuz－STA/Fregat－M）运载火箭成功将哨兵－1B送入轨道，并搭载了空客防务与航天公司的雷达设备。哨兵－1B将与在轨的哨兵－1A组成极轨卫星星座，提供全天候不间断海洋与陆地监视服务，每6天可对全球完成1次扫瞄，雷达对地成像可不受天气或光照约束，同时还实时监视海上冰川移动、石油泄漏，观测海浪与气流变化和洪水与地震等情况。

2016年6月，空客防务与航天公司完成哨兵－2B的研制，然后在ESA位于荷兰的欧洲航天研究与技术中心（ESTEC）进行整星环境测试，验证任务可靠性，该卫星计划于2017年初发射。

秘鲁卫星－1

2016年9月，空客防务与航天公司研制的秘鲁卫星－1（PeruSat－1）由“织女星”（Vega）火箭发射成功，并在10月5日将首张影像传给了秘鲁国家航空航天研究与发展委员会（CONIDA）。直到2016年底，秘鲁卫星－1一直在空客防务与航天公司建造的位于秘鲁首都利马的国家卫星影像运控中心（CNOIS）做在轨测试，从而确定所有分系统运行正常，并最终交付给该委员会。

秘鲁卫星－1是秘鲁的首颗国家卫星，主要基于空客防务与航天公司的紧凑型天体平台－S（AstroBus－S）卫星平台，以及硅碳化硅光学设备，分辨率为0.7m，卫星图像用于农业、城市规划、边境防控、毒品交易以及灾难援助与灾害评估。目前，秘鲁卫星－1是拉丁美洲各国家拥有最先进的高分辨率对地观测卫星。

“气象成像仪”气象探测卫星载荷

空客防务与航天公司和德国航空航天中心签署2.91亿欧元合同，研发3组“气象成像仪”（METimage）气象探测设备，即多光谱成像辐射计，可获得云层、气溶胶、地表的温度数据。“气象成像仪”可在1.7s内完成12km×2670km范围扫描，波长覆盖从可见光到红外，以500m空间分辨率在1天时间内完成全球扫描，预测天气与气候。“气象成像仪”将在德国腓特烈港（Friedrichshafen）研制，于2021年搭载在第二代气象业务-A（Metop－SG-A）系列卫星上。

3 卫星应用与服务

“地球数字高程模型”建设完成

2016年10月，空客防务与航天公司宣布实现了向各行业用户提供全球任意地点“地球数字高程模型”（WorldDEM）数据的计划。利用此数据，商业公司与相关机构可用于市政工程规划、偏远地区资源与环境勘测，航空部门可用来防止飞机与高地发生碰撞，军方可用于监视、侦察、任务规划以及军事作战。

“地球数字高程模型”数据主要基于“X频段陆地雷达附加数字高程模型”（TanDEM-X）卫星的数字高程模型（DEM）。德国航空航天中心负责该卫星数据的研究、在轨控制与数据处理，空客防务与航天公司是卫星数据的独家服务商，进行市场推广，将高程模型与商业用户需求对接。

“地球数字高程模型”数据是目前全球最高精度的地球高程模型，是全球首个同质数据、单一数据源的高精度数字高程模型。“地球数字高程模型”数据可覆盖南极与北极地区，以及太平洋上诸多岛屿，无任何地区数据遗漏。

“层积洞察”高精度地表变化监视与容量计算

2016年11月，空客防务与航天公司启动基于“昴宿星”（Pleiades）光学卫星影像数据的“层积洞察”（Stack Insight）服务。“昴宿星”由空客防务与航天公司研制，分辨率为0.5m，可在全球任一地区进行每日重访。“层积洞察”服务主要用于采矿业与市政工程，将进行高精度地表变化监视与容量计算，计算矿产开采规模，并评估矿产变化量，从而大幅降低现场勘察的成本与风险。初步测试研究表明，该服务错误率不到2%，可定制数据采集频率，向用户提供报告，充分显示地质结构、地面与水体及其他地表的变化情况。

基于谷歌公司云平台的卫星图像数据流服务

空客防务与航天公司启动“一站式图集”（One Atlas）服务，可提供一种新型的地图库数据流，用户可在全球任一地点访问该公司的卫星影像数据。空客防务与航天公司在7家云服务供应商中选择了谷歌公司（Google），未来空客防务与航天公司每天产生的大量卫星数据会自动在谷歌公司云平台上处理和存储，从而建立一个面向全球用户的图像库。谷歌公司云平台管理运行该图像库，每12个月全部更新1次，每年可存储、集中与下发“一站式图集”服务所需的几百太字节的数据。

与此同时，空客防务与航天公司还在研究谷歌公司云平台及其他工具的新应用方向，例如，将“X频段陆地合成孔径雷达”的雷达数据与“地球数字高程模型”数据也融入“一站式图集”，提供地面信息变更探测与自动目标提取服务等。

提供森林面积变化数据用于“零砍伐”承诺核查

2016年10月，空客防务与航天公司、英国森林协会（TFT）与SarVision公司计划联合推出一项“椋鸟”（Starling）服务，可通过高精度光学与雷达影像数据，监视森林面积变化，从而帮助大型商业公司完成零砍伐承诺核查。开发阶段共经历14个月，意大利巧克力制造商费列罗集团（Ferrero）与瑞士雀巢公司（Nestlé）成为首家此类服务客户，以“椋鸟”服务中的相关数据为依据，针对森林保护做出合理的公司发展决策，兑现在棕榈油供应链中对森林保护的相关承诺。这也是卫星技术及此类型服务首次用于大型知名品牌公司，2017年空客防务与航天公司还将进一步进行市场拓展。

“椋鸟”服务主要基于空客防务与航天公司研制的“斯波特”（SPOT）卫星1.5m分辨率图像和不受云层干扰的雷达影像数据。在开发过程中，空客防务与航天公司提供卫星数据、图像预处理，并向全球发布该服务信息，英国森林协会提供土地与森林规划咨询，SarVision公司进行雷达影像分析。最终，卫星数据信息可直接被各行业用户理解和使用。

继续为德国陆军运营7年军用卫星网络

2016年3月，空客防务与航天公司从德国陆军采购局取得1.45亿欧元合同，继续为其运营“联邦国防军卫星通信”（SATCOMBw）系统直到2022年。该系统包括联邦国防军卫星通信－1和2卫星，以及在德国的电信站与军用网络，该网络连接了分布在全球的指挥中心、车辆、飞机、舰艇。这2颗卫星主要采用军用特高频（UHF）与X频段，还包含了C与Ku频段，覆盖范围可延伸至美洲和东亚。“联邦国防军卫星通信”网络从2006年开始运营，空客防务与航天公司设计研制该网络并交付了500多个地面终端，其中包括1.2～4.6m直径的天线。

2016年5月，空客防务与航天公司从德国陆军采购局获得1.138亿欧元合同，为其提供商业卫星通信服务直到2023年，包括提供部分C频段与Ku频段通信，用于德国内部、国外主基地以及海军舰艇之间的话音与数据连接。在3月取得军用卫星服务合同的基础上，空客防务与航天公司将商业卫星租借给德国陆军使用，作为军用卫星通信服务的有益补充，将帮助德国陆军实现更加灵活而稳定的话音、视频、数据库与网间协议等通信能力。

4 深空探测

“罗塞塔”彗星探测器结束整个任务周期向ESA在轨交付“激光干涉仪空间天线探路者”引力波探测器

2016年9月，“罗塞塔”（Rosetta）彗星探测器在67P/楚留莫夫-格拉西门克彗星上以2km/h的缓慢速度平稳着陆，圆满结束了整个探测任务周期，而以往探测器结束任务时在行星上着陆往往撞击比较剧烈。未来几年内，科研人员会进行大量的数据分析工作，研究彗星形成与生命起源。

2016年2月，“激光干涉仪空间天线探路者”（LISA Pathfinder）仪器里放置的被称为“杰克”（Jake）和“埃尔伍德”（Elwood）的2个质量块，在被释放后自由飘浮，由微牛顿推力器、惯性传感器、软件控制系统提供完全无干扰的真空飘浮环境。3月，空客防务与航天公司研制的“激光干涉仪空间天线探路者”引力波探测器正式向ESA在轨交付。3月1日起，该探测器正式开始科研工作。探测器上激光干涉仪测量2个质量块的相对位置与方向，测量精度优于0.01nm，2个质量块相距约0.4m。

开始组装美国“猎户座”飞船的“欧洲服务舱”

2016年2月，空客防务与航天公司交付了美国“猎户座”（Orion）飞船上“欧洲服务舱”（ESM）使用的太阳电池翼样机，日前正在制造首个用于飞行任务的太阳电池翼，并在2017年初交付组装。该太阳电池翼共有4副，质量260kg，每副太阳电池翼由3块太阳电池板组成，每块电池板上由1242个砷化镓电池组成。美国“猎户座”飞船上总共有1.5万个电池，可向服务舱提供11.1kW功率的电力。

2016年5月，空客防务与航天公司开始组装美国“猎户座”飞船上的“欧洲服务舱”，服务舱主体结构从泰雷兹-阿莱尼亚航天公司意大利分公司（TAS-I）运到了空客防务与航天公司位于德国不莱梅轨道高技术系统股份公司（OHB）的工厂。该服务舱会安装在乘员舱的下方，提供推进力、电力、热控、航天员用的空气与水。服务舱是圆柱体，直径、高度均为4m，参照退役的欧洲“自动转移飞行器”（ATV），服务舱配备了4副太阳电池翼，可产生足够的电力供应2个生活舱室。

将开发“国际空间站”外部商业载荷平台

2016年6月，空客防务与航天公司与ESA在柏林航展（ILA）上签署了理解备忘录，启动了“巴托洛梅奥”（Bartolomeo）平台研发项目，计划2018年将该平台安装于“国际空间站”上哥伦布号（Columbus）实验舱外部，让私人用户与机构用户快速、低成本、安全地进入“国际空间站”，并为用户的商业载荷提供电力与数据资源。用户应用方向包括对地观测、技术演示、天文物理学、材料科学和新型太空飞行等。

2016年9月，空客防务与航天公司和澳大利亚的诺依曼空间公司（Neumann Space）在国际宇航联大会（IAC）上签订协议，将诺依曼空间公司的有效载荷安装在“巴托洛梅奥”平台上，占用50多升空间，进行长达12个月的在轨环境试验。容纳诺依曼空间公司正在设计的以及其他中小企业、中小学校、大学的设备，空客防务与航天公司为其提供发射、在轨供电、在轨安装、对地通信等服务。

将进行俄罗斯“月球资源”月球着陆器的前期开发

2016年6月，空客防务与航天公司和ESA在柏林航展上签署合同，进行俄罗斯“月球-资源”（Luna-Resource）月球着陆器的前期开发，研制着陆器上搭载的“基于机载技术的精准与智能着陆”（PILOT）系统，建立视觉导航能力，用于月球表面自主着陆。“基于机载技术的精准与智能着陆”项目作为ESA与俄罗斯航天国家集团（Roscosmos）深空探测合作内容之一，将首次使欧洲技术应用在月球表面任务，研发工作目前主要在德国不莱梅、法国图卢兹、加拿大以及欧洲部分其他国家进行。

研制的热防护罩执行火星着陆任务

2016年3月，欧俄合作的“火星生物学-2016”（ExoMars-2016）探测器成功发射，该项目是欧洲目前最大的火星探测项目。“火星生物学-2016”包括1个“痕量气体轨道器”（TGO）和1个“斯基亚帕雷利”（Schiaparelli）着陆器。该项任务一是“微量气体轨道器”进行在轨探测，并进行数据中继；二是“斯基亚帕雷利”着陆器登陆火星，但在10月执行着陆任务时，由于惯性测量单元（IMU）出现1s数据溢出而提前启动着陆后程序，致使“斯基亚帕雷利”着陆器在火星表面坠毁。

空客防务与航天公司研制的“斯基亚帕雷利”着陆器前热防护罩直径2.4m，质量80kg，碳夹层结构，由90块Norcoat Liège材料隔热瓦组成，在进入火星大气过程中将承受1850℃高温；后防护罩带有降落伞，质量仅有20kg，由93块12种形状的隔热瓦组成，粘附在碳材料结构上。内部探测器主要集成在前防热罩上。

将开发航天器自我清除技术及舱体原型

2016年5月，空客防务与航天公司开始作为“航天器自我清除技术”（TeSeR）项目的总承包商，开发新型航天器舱体原型，未来在轨退役或失控后实施自我清除，从而不会造成碰撞威胁，降低航天器在轨与碎片碰撞风险。该项目将由欧盟（EU）出资280万欧元，研制时间为2016－2018年。空客防务与航天公司也将在该项目中投入自有资源。

5 总结分析

运载火箭主打“一箭双星”的全球商业卫星发射业务

2016年，空客防务与航天公司研制的阿里安－5运载火箭除了“一箭四星”发射了“伽利略”导航卫星外，其他均为国际商业卫星发射，且为“一箭双星”。

与全球其他火箭相比，阿里安－5同时占据了几乎所有优势：高可靠性（连续发射成功次数高）、高全球商业卫星发射占有率（“阿里安”系列火箭占近50%）、高发射任务效费比（“一箭双星”，每颗卫星约为几吨）、灵活的研制公司运作模式（合资组建空客-赛峰火箭公司）、灵活的发射公司运作模式（多方合资的阿里安航天公司）、优异的发射场位置（赤道附近的南美洲圭亚那）等，这些优势将进一步推进该火箭未来的商业市场业务，带来显著、可持续性的竞争优势，从而赢得发射订单，值得借鉴与关注。

加大力度开发商业卫星及其商业应用

空客防务与航天公司将商业卫星研制及其商业应用作为同等重要的航天领域主业，2016年进一步推进新型小卫星生产线、卫星平台改进、具有先进技术的载荷、卫星数据服务、数据模型产品等商业市场上的全产业链能力建设，而不仅仅局限于军用产品。

全面商业化的“一网”星座卫星将彻底颠覆以往卫星生产模式与发射模式，生产线目前已开始建设；“太空数据高速路”作为先进载荷也将彻底颠覆以往大数据量的卫星通信模式，目前首颗寄宿载荷的卫星欧洲通信卫星－9B已在轨运行，在取得商业卫星合同的同时还在不断开发先进技术载荷。而卫星商业应用推出也更加频繁，“全球程数据模型”、“层积洞察”、“一站式图集”、“椋鸟”服务等，卫星数据产品均面向全球各行业机构与个人用户，有助于打开更广泛的商业利润空间。

深空探测的科研、商业与国际合作并举

2016年，“巴托洛梅奥”平台研发项目成为空客防务与航天公司在该领域最为突出的一项发展计划，并与ESA、诺依曼空间公司明确了较为具体的方案。空客防务与航天公司将协助ESA在陈旧的“国际空间站”上引入大量具有创新思维的商业应用，不仅激活对“国际空间站”后期发展的思考，也让更广泛的商业机构加入到以往依赖国家力量发展的航天领域，旨在实现航天科研与商业的充分结合。

同时，空客防务与航天公司还完成了“罗塞塔”任务周期，完成引力波任务在轨交付，参与俄罗斯登月着陆技术，开发新型“航天器自我清除技术”原型机等。预计未来在ESA的主导下，空客防务与航天公司还将把更多的商业化模式、国际合作引入航天领域技术与能力的发展当中。