2018年国外载人航天发展综述

王霄（北京空间科技信息研究所）

2018年，国外载人航天领域共进行了13次发射任务（1次失败），其中包含4次载人飞船发射任务，9次货运飞船发射任务。俄罗斯发射3艘“进步”（Progress）货运飞船和4艘“联盟”（Soyuz）载人飞船，其中联盟 MS－10发射失利。美国商业公司成功发射5艘货运飞船，日本时隔1年再次发射“H-2转移飞行器”（HTV）飞船。

截至2018年底，全球共执行了323次载人航天飞行任务，包括316次载人轨道飞行任务和7次载人亚轨道飞行任务。其中，美国执行的载人轨道飞行任务共计162次，执行的亚轨道飞行次数7次；苏/俄执行的载人轨道飞行任务共计148次；中国执行的载人轨道飞行次数6次。成功将559人送入地球轨道，有24人（27人次）到达过地球轨道以远的空间，12人登上月球。

1 美国

2018年，美国完成了5次发射任务，成功将5艘货运飞船送至“国际空间站”，与2017年发射数量持平，发射成功率为100%。

美国在特朗普总统2017年确立载人重返月球目标之后，2018年通过发布战略文件与预算等形式，进一步落实和细化，明确了未来低地球轨道深空探索开发的重点、方式与途径等。

低地球轨道载人航天商业化发展迅速，并继续向深空拓展

低地球轨道商业货物运输方面，美国太空探索技术公司（SpaceX）、轨道-ATK公司实现低地球轨道货物运输常态化，内华达山脉公司（SNC）正在追赶。2018年12月，美国国家航空航天局（NASA）批准内华达山脉公司开始全面生产“追梦者”（Dream Chaser）太空飞机。

美国政府还计划逐步推行“国际空间站”的商业化进程，NASA向美国国会提交了“国际空间站”过渡报告，评估了与国际合作伙伴和商业航天公司合作、将“国际空间站”作为科学研究、深空探索和低地球轨道飞行平台的可行性。按照现阶段计划，美国政府将于2025年停止对“国际空间站”的直接投资后，逐步将低地球轨道载人航天飞行业务转交给私营公司，确保NASA能够依靠其商业力量开展低地球轨道研究和技术演示验证。

美国政府决定将“国际空间站”的运营转给私营公司。美国政府多次强调要大力发展公私合作关系，未来可能将公私合作关系作为美国民用航天活动的基础。在低地球轨道载人航天领域，大力发展与私营公司的商业航天合作；在低地球轨道以远的深空探索领域，也在寻求合作可能性。2018年，NASA公布了“商业月球载荷服务”（CLPS/Lunar COTS），该计划可视作商业轨道运输服务（COTS）的月球版本。

发展地月空间站，将探索重心聚焦到重返月球

在将载人重心聚焦到重返月球这个目标后，美国通过多方途径助推深空探索领域的发展。2018年9月，NASA公布《国家太空探索活动报告》，进一步明确了美国未来深空探索整体思路，即利用地月空间助力实现美国人重返月球，再以月球为“跳板”，探索火星。

为响应特朗普总统2017年提出的“重返月球”计划的号召，NASA在深空探索领域增加了“先进探索系统”（AES）分领域，为其分配了8.89亿美元的预算。该分领域主要包括“月球轨道平台-门户”（LOP-G）、“先进地月表面能力”（ACSC）、“探索先进系统”（EAS）三项计划。“月球轨道平台-门户”计划在21世纪20年代建立一个培养中短期深空探索能力的平台，并将其作为探索月球表面和更远深空的、具有灵活的载人探索架构的中转站，该计划一经提出便受到全球各方的关注。

为配合“月球轨道平台-门户”的建造计划，多家航天企业开始着手开展相关概念研究，洛马公司（LM）于2018年10月公布可重复使用载人级月球着陆器概念，该着陆器可在“月球轨道平台-门户”和月面间往返运行，向月球表面运送4名航天员和1t货物，在月面停留2周。

注重技术创新和技术牵引，加大空间技术研发力度

美国重视技术创新水平，采用能力驱动发展方式，基于一系列不断发展的核心技术，确保航天领域的领先地位。于2013年成立NASA空间技术任务部（STMD），管理、研发、投资创新技术，确定NASA未来优先发展和重点投资的技术领域，带动空间探索技术的革命性变化。按照NASA的规定，STMD的任务是通过开展快速研发以及技术融合，提高美国的航天能力，提高NASA的任务能力。太空技术领域的投资，能够提高进入太空和执行航天飞行任务的能力；操作低地球轨道及以远的卫星；能够将更多的系统更准确地投放到太阳系中；提高深空和外行星生存能力。此外，NASA还开展了“NASA创新先进概念”（NIAC）项目，该项目专注于创见性概念的早期研究，这些概念将用来实现NASA及国家的目标，并提供全新的创新解决方案，以完成新任务或大力支持此前的既定任务。该项目旨在从根本上改进航空航天概念或开发出创见性航空航天概念，以改变NASA未来任务的格局，同时让美国的创新科研人员和企业家成为任务中的合作伙伴。NIAC项目寻求多样化和非传统来源的创新，并研究可以用技术实现的创新先进概念，这些概念有朝一日有改变航空航天领域的可能性。

根据2019财年最新预算，NASA将原来的“空间技术”领域调整为“探索研究与技术”领域，新领域包括了原来“空间技术领域”的内容和一部分原来“探索”领域的内容，即“载人研究计划”。为该领域分配的预算为10.03亿美元，主要研究内容包括先进环境控制与生命支持系统及原位资源利用（ISRU），电源与推进技术，先进材料，通信、导航与电子，进入、下降与着陆，自主操作，空间制造与在轨组装，以及对人类在多种空间环境下安全有效地实施操作任务的研究等。

2 俄罗斯

2018年，俄罗斯完成7次发射任务，包括3次“进步”货运飞船和4次“联盟”载人飞船任务，其中联盟 MS－10飞船发射失败。

总装中的联盟 MS－10飞船

2018年，俄罗斯载人航天领域整体来说负面消息更多，在进步 MS－09飞船漏洞导致“国际空间站”空气轻微泄漏之后，联盟 MS－10飞船遭遇了发射失败，俄罗斯在监管方面存在的问题已成为其发展的掣肘，亟待改善和加强。虽然俄罗斯制定了一系列目标明确、规划清晰的长期发展战略，但在具体执行上还存在不确定性。当前，面临国内航天故障频发、经济危机、国际环境影响等多个因素，载人航天发展受到一定影响。

俄罗斯总统签署研制重型运载火箭令，计划于2028年进行首飞

俄罗斯总统普京于2018年2月签署研制重型运载火箭的总统令，指定科罗廖夫能源火箭航天集团（RKK Energia）为总研制商。到2019年底，该集团应完成重型运载火箭的草案设计，2028年计划进行首飞。重型运载火箭将从东方航天发射场发射，计划执行未来的空间飞行任务，例如飞向月球与火星，其近地轨道运载能力将达100t，不仅能将载荷送入月球轨道，还可将载荷送至月球表面。

在重型运载火箭的研制中将使用在研的新型中型运载火箭联盟－5的主要元件和技术储备。联盟－5火箭采用两级串联构型，使用液氧/煤油推进剂，一级发动机为RD－171的改进型RD－171MV，二级发动机采用化学自动装置设计局（OSC KBKhA）研制的RD－0124MS。该型火箭主要用于向低地球轨道发射新一代载人飞船联邦号（Federation），向地球同步轨道、高椭圆轨道、高圆形轨道及分离轨道发射航天器，向地球同步转移轨道及同步轨道进行航天器的商业发射。目前，俄罗斯航天国家集团（Roskosmos）与科罗廖夫能源火箭航天集团已正式签署联盟－5火箭的研制合同，暂定于2022年进行首飞。

新型载人飞船联邦号研制工作稳步推进

俄罗斯新一代载人飞船联邦号主要用于登月任务，并能够完成低地球轨道空间站的技术维护，能够自主开展空间实验和研究。飞船发射质量为20t，在短期向月飞行时，飞船可重复使用10次；在与近月轨道站对接进行长期飞行时，飞船可重复使用不少于3次。联邦号飞船计划于2021年进行首次自主无人飞行试验，计划于2023年实施首次载人飞行任务。

即将发射的联盟－5火箭

2018年4月，联邦号载人飞船模型被送往茹科夫斯基中央流体力学研究所（TsAGI）进行风洞模拟试验，用以研究在超声速及高超声速气流中，飞船表面的压力及热量分部情况。与此同时，2018年度科罗廖夫能源火箭航天集团开始对新型联邦号载人飞船进行一系列其他测试，评估船载人机交互系统性能。该试验一直持续到2018年底。

载人航天领域连续遭遇事故，加强监管迫在眉睫

2018年8月29日，对接到“国际空间站”俄罗斯破晓号（Rassvet）舱段的载人飞船联盟 MS－09轨道舱部出现了一个直径约为2mm的裂缝，导致空间站空气泄漏，该事件对“国际空间站”人员安全没有造成任何威胁。目前，漏洞的飞船已经安全返回地面，但漏洞原因至今尚未查明。

即将发射的联盟－FG火箭

2018年10月11日，联盟－FG运载火箭搭载联盟 MS－10载人飞船，从位于哈萨克斯坦的拜科努尔航天发射中心发射升空，火箭起飞后约117s发生故障，随后紧急启动发射中止系统，整流罩带着飞船轨道舱和返回舱脱离火箭，随后返回舱开启降落伞，航天员安全着陆，联盟－FG火箭坠毁。本次任务是联盟－FG火箭自使用以来的首次发射事故，也是俄罗斯航天史上首次使用整流罩分离发动机挽救了航天员的生命。

此次事故对“国际空间站”在轨开展活动产生一定影响，对俄罗斯航天国家集团造成了巨大的经济损失。尽管此次事故未造成人员伤亡，不过仍会对俄罗斯的声誉造成巨大影响。俄罗斯航天国家集团官员表示，未来将加强组装工作监管，确保该类事件不再发生。

俄罗斯选拔新一批航天员

2018年8月，俄罗斯航天员选拔委员会公布2017－2018年度航天员最终选拔结果，经过1年半的公开选拔，最终从420名申请人中选拔出8名候选人。随后，8名候选航天员从9月开始在加加林航天员训练中心完成为期2年的集中选拔训练任务，通过所有科目考试后，才能正式加入俄罗斯职业航天员队伍。本次选拔目标是选出最好的职业航天员，执行“国际空间站”任务和新一代载人飞船联邦号的飞行任务，他们可能会成为俄罗斯第一批飞月者。

3 欧洲

太空船－2

2018年，欧洲因“自动转移飞行器”（ATV）已完成“国际空间站”货物运输使命，没有进行载人航天发射任务。总的看来，欧洲在载人航天领域一直依托国际合作方式适度发展。欧洲拥有较强的航天工业基础，重视航天产业、应用和效益，空间探测技术先进。由于载人航天耗资巨大，没有独立实施载人航天计划的意愿和能力，未来将以国际合作形式开展载人空间探索。低地球轨道空间探索，围绕“国际空间站”开展空间应用；低地球轨道以远空间探索，积极参与美国主导的载人深空探索任务。

积极参与谋划深空探索发展，不断推进商业太空旅游发展

欧洲航天工业界对参与NASA提出的“月球轨道平台-门户”建造计划展现了浓厚的兴趣，期望该月球轨道空间站上有欧洲的舱段，并由欧洲运输系统参与补给，欧洲航天局（ESA）方面已经明确表态将参与该项目。欧洲空客防务与航天公司（ADS）正为NASA“猎户座”（Orion）飞船建造服务舱，以提供电源和推进能力，并具备一部分生命保障功能，该公司有意以此为基础为“月球轨道平台-门户”建造居住舱和后勤舱。欧洲希望通过积极参与美国主导的“月球轨道平台-门户”计划，为自己的深空探索事业铺路。

2018年12月， 维 珍 银 河 公 司（Virgin Galactic）的第二架太空船－2（SpaceShipTwo）在莫哈维航空航天港上空完成了迄今为止最高、也是最快的一次试飞，高度达到82.7km。在飞行结束后，商业航天飞行联合会（CSF）对维珍银河公司“加入了正在或即将为人员和科研载荷提供高效费比和经常性的亚轨道空间进入手段的商业公司之列”表示祝贺。

依托“国际空间站”和国际合作，快速提升载人航天技术

欧洲积极利用“国际空间站”开展空间应用，其研究领域分布相对平衡。近年来，欧洲的生物学和生物技术实验项目最多，同时也十分重视技术开发、物理科学和人体学研究。此外，还为未来低地球轨道以远的载人探索活动进行先期研究和试验做好相关准备。

2018年11月，由欧洲空客防务与航天公司生产的用于执行第一次“探索任务”（EM－1）的欧洲服务舱运抵肯尼迪航天中心。此前，欧洲服务舱交付时间一再拖延，导致EM－1任务一再延迟，运抵美国后，欧洲服务舱将与“猎户座”飞船的乘员舱进行对接和组装、测试。此外，用于执行EM－2任务的第二个欧洲服务舱也开始建造。

4 日本

日本通过国际合作发展本国载人航天。日本载人空间探索长远目标是实现载人登月和月面长期生存，建立月球基地，开展月球资源利用。日本未来发展则主要依赖于美国发展走向，现阶段不论从财力和技术水平上还不具备独立实施的能力。日本参加国际合作，一方面希望彰显本国实力；另一方面，在中俄积极合作载人航天的背景下，日美能够加强合作，对广义安全保障方面的意义也十分重大。此外，日本也已经确定加入地月空间站建造计划。

HTV－7货运飞船飞行示意图

2018年8月17日，日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）提出载人空间探索发展构想，其制定的初步实施方案如下：

1）利用“月女神”（SELENE）研究成果，通过国际合作的方式探测月球南极水冰，并探究其作为燃料的可行性；

2）参与“月球轨道平台-门户”计划，获得深空载人飞行机会；

3）2025年参与国际合作，开发关键技术，为载人登月做准备；

4）在国际合作框架下，利用无人和载人探测器，在月球南极地区附近建立燃料加工基地，搭建在月表-近月空间往返的可重复使用运输系统；

5）开展月球南极科学研究并扩大探测范围。2018年，日本还发射了一艘货运飞船（HTV－7），距离上一次货船HTV－6的发射时隔整整2年。