国外卫星搭载有效载荷发展综述

分析了搭载有效载荷的概念,给出了宿主卫星平台与搭载有效载荷的接口关系,阐述了搭载有效载荷在降低航天成本、分散任务风险及实现快速发射等方面的优点和挑战;调研了近年来国外搭载有效载荷在遥感成像、卫星通信、定位导航、导弹预警等领域的发展现状,梳理了几个代表性的搭载有效载荷项目的发展背景、系统组成、技术指标,如商业搭载红外有效载荷、广域增强系统、专用超高频通信有效载荷、天基杀伤评估系统;分析了搭载有效载荷在天基侦察、预警探测卫星通信系统、高轨空间态势感知等领域的应用前景,提出了制定平台与载荷标准化接口、建立合理有效载荷价格模型等建议。     

"软件星"在快速响应空间中的应用

天基信息系统在战场感知、指挥控制与决策等方面作用日益显著。空间快速响应是天基信息系统发展的重要需求。文章介绍了“软件星”有效载荷的设计技术原理和系统基本组成,分析了其可重构多功能综合一体化设计特点,阐述了采用统一软硬件体系结构形成标准化模块化的多功能集成载荷系统是满足应急作战快速反应的基本要求,提供了一种基于“软件星”多功能任务载荷平台来实现快速响应卫星的通用设计途径,对发展快速响应空间技术具有重要参考价值。     

空中发射技术特点的量化分析

近几年,随着小卫星市场的蓬勃发展,小型卫星发射市场持续升温,以飞马座XL和运载器一号火箭为代表的空射火箭完成多次发射任务,将数十颗卫星送入近地轨道。空射运载火箭具备快速响应、机动灵活、发射成本低、任务适应性强等技术特点。运载火箭从空中发射可以充分利用载机的飞行高度和飞行速度,在相同的系统运载能力下,火箭的起飞质量更小;在相同的火箭起飞质量下,系统运载能力更高;同时,对于规模星座快速部署,空中发射的灵活优势显著。围绕空射火箭的上述技术特点,基于空射火箭模型开展仿真分析研究及不同发射方式的结果对比,结果表明空射方式对提升系统效益效果显著。     

美国快速空间响应运载器发展研究

航天快速发射系统是具有将有效载荷快速送入预定轨道能力的航天运载系统。迄今为止,在控制空间思想的指导下,航天快速发射系统的发展在美国取得了重要进展。美国空军在1997年公布的《2020年设想》中把航天快速发射作为实现控制空间作战的4个重要能力之一,航天司令部在2001年的一份报告中更是首次明确给出了航天快速发射系统的定义。美国以此为基础已经形成了较为完整的以航天快速发射系统为重要基础之一的空间作战快速响应体系。目前美国正在通过制定长远规划、成立相应机构和增加投入等方式从空间作战快速响应体系的角度推进并带动航天快速发射系统的发展,进一步明确了研发空中发射系统和通过改装洲际弹道导弹获得快速发射能力两种技术方案。     

美国未来运载器的推进系统

美国现有的空间运载器系列已为其军用、民用及商用任务服役了三十多年,但因它们操作困难、价格昂贵又缺乏改进投资而不能接受当今竞争的挑战。最近,发射服务市场又有了新的发射要求,即有效载荷大、费用低具有现代化运载器的设计。过去美国垄断了全世界的发射市场,但现在已降至25％,为改善竞争能力,要求改进制造工艺、采用先进技术和提高发射可靠性等三方面进行综合考虑以降低其成本。因此需要进一步改进运载系统。正如计划认定的NLS、STME等运载系统最关键的是推进技术。因此,本文从推进远景的角度着重讨论增强美国发射竞争力的几种可能解决途径。     

小型快速响应运载火箭

在快速响应航天运载器领域,美国空军正在按照螺旋式发展方式开展研制工作。“螺旋1”阶段包括FALCON计划中美空军授出小型快速响应运载火箭“猎鹰”、“猛禽”合同。在FALCON计划中,美国军方提出在24小时内能够将454千克的有效载荷送人低地球轨道,发射成本低于500万美元。     

临近空间飞行器

在ORS发展中,美军首次将临近空间飞行器与战术星、及时响应运载器统一纳入一个军事航天大系统中,提出由战术星、临近空间飞行器和及时响应运载器共同组成“联合作战空间”。超高空长航时无人机、平流层飞艇、浮空器等临近空间飞行器具有机动性好、成本低、易维护等特点,如果处于作战区域,     

SHUTTLEC已开始方案论证

美国航宇局(NASA)已开始对由从航天飞机派生的一种不载人大型航天运载器进行方案论证,这种载货运载器取名为SHUTTLEC。现在有人将它看成是美国空军的先进发射系统(ALS)的竞争对手,然而实际情况并非如此,SHUTTLEC和ALS是两种不同用途的运载器。 对空间运输体系的研究认为,运载器的寿命周期费用取决于运载器尺寸、发射频率和采用的技术。 对现有运载器进行比较后发现,有效载荷发射能力为45400～68100公斤时其效费比最高,而SHUTTLEC的低地轨道发     

天基边缘计算系统设计及关键技术

卫星具有覆盖范围广、抗灾害性强等特点,随着卫星研制与发射成本的不断降低,推动卫星与地面移动通信网络、物联网(IoT)、云计算中心深度融合,构建天地一体化网络和应用架构,已成为航天发展的重要方向。随着地面多用户、大数据量的接入,亟须开展卫星在轨数据处理技术相关研究,提升卫星的在轨服务能力和质量。本文提出了对卫星计算资源进行整合,构建天基边缘计算系统,并提出了天基边缘计算的3种资源管理策略和4种平台部署协同模式。此外,对天基边缘计算的优势和还需解决的关键技术进行了分析,并搭建了天基边缘计算原型系统,对不同计算卸载策略性能进行了分析。     

陆基移动小运载制导控制技术初探

陆基移动发射小型运载器不依赖大型、复杂的地面支持系统 ,系统简单 ,可以根据轨道以及相关限制因素需要选择最佳发射地点与控制程序 ,进而大幅度降低发射成本、有效的提高运载能力。本文根据上述特点 ,基于惯性 /卫星组合技术研究了制导控制方案 ,可以实现行进中瞄准与快速发射 ,并以近地轨道卫星发射为范例进行仿真计算。