俄罗斯航天工业发展与系统建设规划

+王晓海 周宇昌（空间电子信息技术研究院 空间微波技术重点实验室）

1、俄罗斯航天工业改革历程[1][2]

俄罗斯从2012年5月底就开始酝酿航天工业新一轮改革。经过多次讨论，终于在2013年9月3日，公布了改革方案：继续保留俄罗斯航天局，同时通过整合原航天局下属工业企业组建新的联合火箭航天集团公司（United Rocket and Space Corporation，URSC）。同年10月9日，普京签署了组建URSC的法令。2014年3月12日，URSC正式注册成立。

但是，URSC的成立，并未达到理想中的预设目标，也没完全实现战略意图。为此，2015年1月，即URSC组建工作尚未完成之际，普京又同意了俄罗斯航天局与URSC合并成立俄罗斯航天国家集团公司的提案。同年7月13日，俄总统普京签署法令，批准《俄罗斯航天国家公司联邦法》，批准成立“俄罗斯航天”国家公司,即俄罗斯联邦航天局（Roscosmos）与俄罗斯联合火箭航天集团（URSC）合并成立“俄罗斯航天国家集团公司”（Roscosmos Space State Corporation）。12月28日，正式宣布组建俄罗斯航天国家集团公司，并于2016年1月1日起撤销俄罗斯航天局。

组建“俄罗斯航天”国家公司，彻底打破了旧有的行政管理体系，实现航天管理高度集中统一，颠覆了俄航天领域正在进行的政企分离改革进程，使航天管理更加集中，为进一步拓展商业航天奠定了基础。（参见图1）

2、俄罗斯航天工业发展规划[3]-[10]

俄罗斯为振兴航天工业，保持其航天技术处于世界领先水平，巩固航天强国地位，自2012年开始陆续出台了许多法案并制定了一系列战略规划。

2.1 《2030年前及未来俄罗斯联邦航天活动发展战略》[3][4]

2012年4月28日，俄罗斯航天局网站刊登了《2030年前及未来俄罗斯联邦航天活动发展战略》草案，随后经过修改于2013年正式对外公布。这是俄罗斯未来航天发展的指导性文件，凸显了俄罗斯对航天活动的高度重视，反映了航天领域发展的整体思想。

2.1.1 战略步骤

《2030年前及未来俄罗斯联邦航天活动发展战略》制定了“四步走”的发展计划，分别以到2015年、2020年、2030年及2030年后4个时间段为发展节点，对俄罗斯未来航天发展进行规划安排。

第一步：2015年——恢复能力

在此时间段.俄罗斯将主要致力于此前制定的发展计划的执行和实现工作，如《2006—2015年航天发展规划》的实现等，旨在充分挖掘俄罗斯现有航天技术能力，继续恢复航天产业。

第二步：2020年——巩固地位

在此时间段，俄罗斯将展开新一轮的发展。通过月球样本采集、国际合作建设火星研究站及推出新一代重型运载火箭等一系列目标的实现.巩固俄罗斯在重要航天领域的强国地位。

第三步：2030年——实现突破

在此时间段，俄罗斯将启动近地空间利用以及外太空探索研究的大规模项目。其中包括俄罗斯计划已久的载人登月项目。

第四步：2030年后——强势发展

图1 俄罗斯航天工业改革历程（图片来自参考文献[1]）

图2 俄罗斯未来航天发展的“四步走”战略步骤（图片来自参考文献[3]）

2030年后，俄罗斯将在载人登月、登火星及外太空探索研究的大规模项目上取得强势发展，如定期登月飞行、部署月球研究考察站等。（参见图2）

2.1.2 战略焦点

《2030年前及未来俄罗斯联邦航天活动发展战略》指出俄罗斯未来航天工业发展战略焦点主要集中以下12个方面：

①高精度全球导航定位系统，地球遥感监测系统、通信卫星网络，气象卫星等应用卫星系统的发展；

②准备火星载人飞行，开展国际合作，在火星上建立无人研究站网络；

③用新的空间站取代2020年退役的“国际空间站”；

④建成东方发射场，于2020年发射新一代重型火箭；

⑤实施载人登月，并部署新一代月球漫游车；

⑥新的载人和无人飞船进行太阳系探索航行；

⑦新的金星和木星无人探索任务；

⑧新的地球安全监测系统，防止可能发生的小行星碰撞；

⑨一个能覆盖整个电磁波频谱的用于深空研究的射电望远镜网络；

⑩建设解决空间碎片问题的新系统；

⑾新一代返回式航天飞行器；

⑿能向近地轨道运送180吨有效载荷的新一代重型火箭。

2.2 《2013-2020年俄罗斯联邦航天活动规划》[5][6]

2012年11月11日，俄罗斯发布了《2013-2020年俄罗斯联邦航天活动规划》，提出了航天领域发展的三大优先方向，明确了主要目标、实施阶段和主要任务。

2.2.1 主要目标

《2013-2020年俄罗斯联邦航天活动规划》主要目标是满足本国在航天活动方面的需求，打造良好的国家形象，保持俄罗斯航天技术领先地位，占据俄罗斯作为高技术国家的应有地位，巩固俄罗斯联邦在全球航天领域的竞争力，巩固俄罗斯联邦在国际航天市场上的份额。

2.2.2 优先方向

①保障俄罗斯进入空间的能力，进行航天技术开发和应用，以满足社会经济发展的需求。大力发展航天工业，履行国际义务；

②利用航天技术满足科学需要；

③优先执行载人航天任务。

2.2.3 实施阶段

第一阶段：2013-2015年（含2015年）

基于《俄罗斯联邦2006-2015年国家航天活动规划》、《2012-2020年GLONASS系统维护、开发和利用规划》、《2006-2015年俄罗斯航天发射场发展规划》等联邦专项计划以及《航天工业优先创新项目》计划、《航天工业发展》计划、《国家航天活动规划实施保证》等计划开展工作。

第二阶段：2016-2020 年（含2020年）

以政府制定的到2020年及以后的航天活动政策为基础，遵循《俄罗斯航天2030年及长期发展战略规划》，开展有前景的国家航天活动。

2.2.4 主要任务

《2013-2020年俄罗斯联邦航天活动规划》主要任务是部署并维持在轨航天器规模，以满足科学及社会经济发展需要，保持“国际空间站”的俄罗斯舱段能力；对普列谢茨克和拜科努尔发射场进行现代化建设，在俄罗斯境内建成“东方”新发射场；开发现代化的火箭发射技术；提高科学技术及工艺能力，用于有前景的先进技术的研发；在和平利用太空原则下开展国际合作；为促进俄罗斯联邦国家及地区发展，为进一步扩展航天成果应用创造必要条件。

2.3 《2030年前及未来俄罗斯联邦航天活动国家政策》[7][8]

2013年4月19日，俄罗斯发布了《2030年前及未来俄罗斯联邦航天活动国家政策》。国家政策主要规定了俄联邦在研究、开发和利用宇宙空间及国际合作领域的国家利益，国家政策的原则、主要目标、优先方向和主要任务。

2.3.1 国家利益

①确保俄罗斯从本国领土进入空间，保证完成为发展社会经济和科学领域的任务利用航天技术设备的任务；

②建立保证在全部国土不间断的通讯、广播电视、导航定位的信息场，高效获取对地观测和从空间观测大气层的数据，并使俄联邦公民平等获得信息资源；

③为发展基础科学，获取宇宙、地球和其它天体的资料数据，在最有意义的方向，包括月球、火星、太阳系其它天体的研究方面达到和保持领先的地位，为寻找地外生命、利用地外资源、了解组成机制、地球和气候演变的发展，发现并揭示来自宇宙对地球文明社会的危险与威胁，制定反击措施；

④保证充分参加国际社会在研究、开发、和利用宇宙空间、包括月球、火星和其它太阳系天体的能力；

⑤增强和利用俄罗斯在航天活动领域的竞争力和优势，位居世界航天产品（包括工作和服务）市场的领先行列，发展航天产品的国内市场；

⑥形成和发展本国航天活动的商贸圈。

2.3.2 实施原则

①利用航天科技成果促进世界和平和国际安全；

②在国家对预算外资金的使用有监测手段和对俄联邦国家利益绝对有保障的前提下，鼓励人们将预算外资金投入到航天事业上来；

③保障航天活动的安全和保护周围环境；

④俄联邦在空间合作领域中平等和互利；

⑤俄联邦为实施航天活动负有国际责任；

⑥将用于俄联邦科研、社会经济、国家安全（两用技术）目的的航天技术和工艺有机的结合起来，并促使其平衡发展；

⑦俄联邦签订的国际协议中不准进行的航天活动应予以取缔；

⑧航天活动以及有关航天活动的信息发布都应按照有关保护国家机密，保护服务及商业秘密，保护智力活动成果的联邦法规来进行。

2.3.3 主要目标

①维护俄联邦在航天活动领域的国家利益，包括保障俄罗斯从本国领土进入空间，促进俄罗斯的经济发展，通过建造和维持所需的航天器在轨集群、运载器和地面航天基础设施，保证为社会经济发展提供所需数量规模和可靠的服务质量，保持俄联邦实施载人飞行的领先地位；

②巩固和发展导弹航天工业的科学技术和人才潜能，发展基础设施；

③进一步积累和完善地球和宇宙空间的科学知识，为保证在深入探索宇宙、太阳系（首先是近月空间、月球和火星）方面制定和实施大规模的航天计划项目，建立科学技术和工艺潜能；

④发展和拓宽俄联邦的国际合作，为协同科学研究和开发宇宙空间，建立稳定的国际关系，使俄罗斯列居世界航天商品（包括工作和服务）市场的领先地位，考虑国际标准和前景，发展国内航天商品的市场。

2.3.4 优先方向

①保证俄罗斯从本国领土有保障的进入空间，为俄联邦社会经济领域发展和利用航天器、技术、工作和服务，发展导弹航天工业和完成国际责任；

②制造用于科学领域的航天设备；

③实施载人飞行，包括为实施载人飞往行星和太阳系其他天体的国际合作而建立科学技术储备。

2.4 《2016-2025年俄罗斯联邦航天活动规划》[9][10]

2016年3月，俄罗斯发布了《2016－2025年俄罗斯联邦航天活动规划》，明确指出俄联邦航天发展的主要目标、优先方向、实施阶段和主要任务等。

2.4.1 主要目标

《2016－2025年俄罗斯联邦航天活动规划》的主要目标是持续发展卫星及卫星应用，以满足国家在社会经济、科学技术和国际合作等领域的需求，确保居民和领土安全，降低自然灾害及紧急情况造成的危害，有序推进载人航天工程，同时进行先进系统和技术研发，用以支撑航天活动领域国家政策的顺利实施。

2.4.2 优先方向

①在俄罗斯境内从事与航天发射相关的航天活动；

②为了国防、国家安全和国民经济利益，与发展和使用航天技术装备、航天制造工艺、航天服务等相关的航天活动；

③与发展火箭航天领域相关的航天活动；

④与履行国际义务相关的航天活动；

⑤与制造火箭航天装备相关的航天科学研究活动；

⑥与载人飞行相关的航天活动，包括航天科技产品的研制。

2.4.3 实施阶段

第一阶段：（2016－2020年）

增加民用和科技卫星数量，以达到空间轨道卫星集群最佳布置。加快航天关键技术和仪器设备研发以及火箭航天基础设施的升级改进进度，继续保持航天大国的国际领先地位。

主要使用上一个规划期内研制的航天器，扩大社会经济和科研用途的在轨卫星及星座，并提早为规划中的航天综合设施建设打造关键技术、组件及专用仪器，同时进行现代化技术升级，创建世界领先的运载火箭工艺生产和试验基地。

第二阶段：（2021－2025年）

维护轨道卫星集群的正常运行，并更新最新型航天器，继续研究先进的航天关键技术以及开发研制2025年之后的航天系统。

对在轨卫星及星座进行维护，并对部分卫星进行更新或替换，使其达到世界领先水平。同时，为2025年后计划建造的先进航天综合设施提前打造关键技术、组件及专用仪器。

2.4.4 主要任务

《2016－2025年俄罗斯联邦航天活动规划》的主要任务共涉及5个领域，即通信、对地观测、空间探测和空间科学、载人飞行以及先进技术领域，包括扩大在轨卫星及星座数量，确保可以对俄联邦近地轨道上的非载人航天器、载人航天器以及月球和火星在轨飞行目标进行持续稳定的监控；满足水文气象局的需求，提供从水文气象、海洋和太阳地球物理卫星获得的地球遥感数据；研制用于监测太阳活动、空间气候和地磁研究的全套宇航设备；对“国际空间站”的7个俄罗斯舱段进行维护，持续运营至2024年，并以其中3个舱段为基础，确保其在“国际空间站”退役后有能力成为独立的轨道舱；研制最新型航天基础设备，掌握关键生产工艺，确保所研制的运载火箭技术产品符合或超过世界同类水准等。

在国际合作方面，俄联邦将继续履行其在“国际卫星搜救系统”中承担的国际义务，并在国际合作范围内参与至少两项火星、金星、水星和太阳的研究任务，并向行星或其卫星发射探测器，力争从火卫一带回土壤样本等。

此外，主要任务还包括制定相应措施，用以缩短试验设计工作周期，并采取有效措施，确保航天规划顺利实施。

3 俄罗斯航天系统应用现状[11][12]

在世界航天史上，俄罗斯（苏联）创造了诸多“第一”：第一名宇航员飞向太空、第一次实现太空行走、建立人类历史上第一个“太空轨道空间站”

然而在苏联解体后，由于俄罗斯的经济衰退，航天工业整体水平迅速下降，航天系统的研制与应用每况愈下。截止目前，俄罗斯的航天系统基本还是主要以原先老旧系统为主，新的应用系统并不多见。下面分别从导航定位、通信遥感、深空探测、空间科学、载人航天、国际空间站六方面阐述俄罗斯航天系统的应用现状。

3.1 导航定位

俄罗斯是全球发展卫星导航系统最多的国家，先后发展了旋风（Tsiklon）、帆（Parus）、蝉（Tsikada）、希望（Nadezhda）、海湾（Zaliv）和格洛纳斯（GLONASS）等导航卫星系统，其中以GLONASS最为重要，也广为人们所熟知。

截至2015年12月31日，俄罗斯在轨导航卫星共28颗，其中GLONASS-M卫星26颗、GLONASS-K1卫星2颗，提供定位导航授时服务的卫星23颗，其它全部为GLONASS-M型号。

3.2 通信导航

俄罗斯先后发展了信使（Gonets）、航向（Gals）和子午线（Meridian）等通信卫星。与此同时，俄罗斯开始积极尝试通信卫星的商业化途径，将全球快讯（Global Express）卫星的运营权移交给俄罗斯卫星通信公司（RSCC）。随后，发展了亚马尔（Yamal）卫星，在满足自身卫星通信需求之余也对外提供商业卫星通信业务。

俄罗斯遥感卫星系统基本形成了一个较为完整的体系，但各系列卫星的实际在轨运行数量并不多。

3.3 深空探测

俄罗斯从20世纪50年代末就开始进行深空探测。在月球探测方面，俄罗斯共发射60余个以月球为主要目标的探测器，创下多项世界第一。在开展月球探测的同时，还对金星和火星开展了大量的探测活动。苏联是发射金星探测器最多的国家，创下多项世界第一。无论是首飞拍摄月球背面，首次金星和首次火星软着陆都永载史册。

近年来，俄罗斯为2016年发射的俄欧合作的地外火星ExoMars项目微量气体轨道器(TGO)提供了两个探测载荷，为2020年即将发射的火星快车提供了着陆器以及科学平台。

3.4 空间科学

俄罗斯在空间科学领域进行了地球高层大气研究尤其是大气放电研究，并对地球磁层、电离层以及相互关系进行了研究，还对太阳活动进行了观测和研究。

在空间天文观测方面，任务主要集中在高能谱段的天文观测，如2011年成功发射的光谱-R望远镜，能够与位于俄罗斯、美国和澳大利亚等国境内的地面射电望远镜构成天地一体的观测网，对宇宙射线源进行同步观测。

在日地物理关系方面，国际宇宙系列等卫星对地球空间进行了全面的探测，尤其是地球电离层等区域的研究具有领先水平。

在空间科学实验方面，光子系列等返回式卫星，为国际用户搭载微重力科学实验有效载荷，在空间生命科学和空间材料科学实验方面做出重要贡献。

3.5 载人航天

俄罗斯是载人航天领域的传统强国，发展载人航天的历史悠久、技术先进，拥有完备的载人航天工程体系，按照循序渐进的发展模式研制了一系列载人以及货运飞船。俄罗斯在载人航天发展过程中最大限度地利用了成熟技术，通过东方飞船、上升飞船、联盟飞船、进步飞船、礼炮空间站、和平空间站和国际空间站在载人航天领域获得丰富的经验和可靠的先进技术。

3.6 国际空间站

20世纪90年代至今，俄罗斯参与了人类历史上最大的空间站——国际空间站的建造与运营，并开展了大规模的空间应用，取得了大量科学成果。

俄罗斯在国际空间站上占据了半壁江山，国际空间站上有俄罗斯的曙光号货舱、星辰号服务舱、码头号对接舱、搜寻号和黎明号两个小型研究模块，其中“星辰号”是最主要的科研场所。

4 俄罗斯航天系统建设规划[12][14]

4.1 “球体”星座集群系统[13]

2017年11月，俄航天局就发布了计划构建“全球多功能信息和通信卫星系统”消息，号称是俄罗斯版的一网星座。2018年5月，俄罗斯航天集团公司召开Ether（以太）通信系统项目推介会时称，Ether系统由266颗卫星组成，6月就宣布在Ether系统基础上推出由640颗卫星组成的“球体”卫星通信系统项目。“球体”是Ether系统项目的升级版，Ether将成为“球体”的子系统，负责组织移动通信和物联网。它将成为英国OneWeb系统、伊隆·马斯克Starlink系统的有力竞争者。

据俄罗斯卫星网2018年11月25日报道,据俄罗斯航天国家集团(俄航)11月25日新推出的一篇报告透露,俄航打算在“球体”全球卫星星座之内打造一个新卫星系统,称为“马拉松”,以进入物联网市场。报告称,针对物联网市场来设计的这一全球性系统将同格洛纳斯卫星导航系统、对地遥感系统、卫星通信系统和数据中继卫星系统一同组成“球体”星座。报告未明确系统由多少颗卫星组成，拟在2028年建成的“球体”星座项目要求建造和部署约640颗卫星,以形成最优的遥感、通信和导航轨道集群。

“球体”项目包括“格洛纳斯”卫星导航系统、地球遥感系统、“快车-RV”与“信使”卫星通信系统、“波束”中继卫星系统、“马拉松”全球物联网系统以及“赛艇”宽带接入系统。“球体”系统将使用低轨小卫星，使航天器能随时随地为用户提供通信服务和光学观测。

4.2 空间科学探测系统[12][14]

《2016－2025年俄罗斯联邦航天规划》提出未来计划研制发射下列空间科学探测卫星：

①2颗用于天体物理科学研究计划的卫星——光谱－RG（Spectr－RG）和光谱－UF（Spectr－UF）；

②2颗用于研究飞行过程中对不同机体产生失重和电离辐射综合效应的卫星——生物－2和3（Bion－2、3）；

③8颗用于月球、火星和太阳系行星研究的探测器——“月球-全球”（Luna-Glob）、“月球-资源”（Luna-Resurs）轨道飞行器和着陆器（包括备份）、火星生物学－1和2（ExoMars－1、2）、“月球-土壤”（Luna-Grunt）和远征－M（Expedition－M）；

④3 颗用于太阳全视野监测、太阳活动和空间气象监测的卫星——“凯旋门”（ARKA）、“共鸣”（Resonance）和“罗曼诺索夫”（Lomonosov）。

根据早期规划，俄罗斯将在2030年实现载人飞月，2035年前后进行载人火星探索以及2040年在月球上建立基地，开发月球资源，建立月球发射场等深空探测与科学研究任务均将推迟。