

近20年来,如何防范来自太空的威胁,实现快速空间应急的讨论逐渐升温。“天下武功,唯快不破”的至高境界也从中国武侠小说中走向了世界,与各国在空间快速响应技术有异曲同工之妙。
空间快速响应体系是指通过小型运载火箭将便于组装的小卫星快速发射入轨,以满足突发情况的相应需求。
美国 20%成本实现80%性能的“快响”小卫星
这种技术最早起源于美国空军在1999年提出的“快速响应运载”计划,随后的“快速响应空间计划”经历了萌芽、起步和发展三个阶段,目前已经处于第三阶段。
2003年,美国国防部正式提出TacSat概念,即采用常规卫星20%的研制成本来研制具备常规卫星80%性能的小卫星研制模式。2007年5月,美国正式成立快速响应空间办公室。为了演示和验证快速响应空间概念和技术途径,同时带动和促进快速发射技术、小卫星平台和载荷技术的发展,美国先后发射了5颗TacSat卫星。
俄罗斯/欧空局 专注“快响”火箭研制
与美国相比,俄罗斯的研究主要集中在空间快速响应运载器上,以期能够获得空间快速响应发射的能力。苏联解体前后,根据美苏两国削减弹道导弹条约,苏联许多型号的导弹退出战斗值班序列,一些火箭设计部门将这些导弹改装成小型火箭。借助弹道导弹的应用经验,这些小型火箭都具有的快速响应能力,主要包括:呼啸号运载火箭、Dnepr火箭、创始号火箭。
欧空局研发的VEGA火箭是其小运载的典型代表,它是为适应未来小卫星发射市场的需求和保持独立的进入空间的能力而研制的新型火箭。VEGA采用“三级固体火箭发动机+通用液体上面级”的结构形式,其中固体火箭发动机执行主要的上升段任务。
日本 新型火箭卫星齐登场
2013年,日本新型小型固体火箭“艾普斯龙”首发成功,这成为日本进入国际“快响”舞台的重要一步。“艾普斯龙”全长24米,造价约2亿元人民币,是采用固体燃料的三级火箭。“艾普斯龙”采用了大量IT技术,通过人工智能可自动完成发射前的检查工作,最少只要2人工作7天即可完成。
在卫星方面,日本提出了支持可在轨展开的航天器模块化结构设计概念PETSAT。PETSAT的设计理念是一颗卫星将由几个具有特定功能的功能板组成,通过可靠的连接机构,以即插即用的方式组装成一颗卫星,使整星具备一颗卫星的完整功能。
英国/德国 “快响”中的应急救灾与环境监测
英国于1999年12月启动“微卫星合作应用(MOSAIC)计划”,3年内投资达2100万美元,包括战术光学卫星和灾害监视卫星星座等项目。其中战术光学卫星(Topsat)计划是研制一颗重100公斤、分辨率为2.5米的卫星,对使用移动地面站的指令和数据管理问题进行辅助评估。灾害监视卫星星座(DMC)由5颗50公斤重的微卫星组成,能提供更快速的重访时间,可每日提供全球的高分辨率图像,辅助监测和减轻自然、人为灾害。
德国研制的快速响应空间小卫星群由均匀分布在高度为620公里的太阳同步轨道内的5颗RapidEye卫星组成,每颗卫星重约150公斤,工作寿命7年。每颗卫星都携带6台分辨率达6.5米的相机。通过5星星座,能实现传输快速数据、连续成像和短重访周期。(王旭 王峰 本文资料来源于《快速响应对地观测小卫星发展现状及趋势》)



