航天运输系统

内容简介

中国科学院编著的《中国学科发展战略(航天运 输系统)》： 航天运输系统是执行往返于地球表面和空间轨道 之间、空间轨 道与轨道之间及地外天体着陆和返回运输任务的运输 工具的总称， 包括载人飞船、载货飞船、运载火箭、航天飞机、空 天飞机、应急 救生飞行器和各种辅助系统等。它是发展空间技术、 确保空间安全 的基础，同时也是实现各类航天器快速部署、重构、 扩充和维护的 保障，更是大规模开发和利用空间资源的载体，是推 动人类社会进 步、促进新军事变革的重要力量。
　　作为现代科学技术的结晶，航天运输系统是现代 科学技术高度 的综合集成。航天运输系统的发展，使人类不再受限 于地球引力， 能够直接进入空间或通过各种空间探测器获取资料、 信息，为人类 认识宇宙空间自然现象、研究其内在规律提供了前所 未有的条件。
　　与航天运输系统学科相关的分支学科，如空间物理学 、空间天文 学、空间化学、地质和空间微重力学科等，也相继得 到了不同程度 的发展。
　　《中国学科发展战略(航天运输系统)》从国内外 航天运输系统的发展现状入手，分析国内外航天 运输系统的发展趋势，结合我国航天运输系统学科的 发展现状，提 出关于促进航天运输系统学科发展的意见和建议。
　　一、国外航天运输系统发展现状 第二次世界大战结束后，在德国V一2导弹技术的 基础上，苏联 成功研制了本国的运载火箭，发射了世界上第一颗人 造卫星；美国 也成功研制了自己的火箭，并且第一个实现了人类登 上月球的梦 想。这个时期，航天运输系统主要采用一次性运载火 箭和飞船，运 载能力从的几十千克，发展到100吨以上，活动 范围从近地轨 道拓展到月球乃至太阳系边缘。根据航天发射记录报 告网站 (www．spacelaunchreport．corn)的数据统计，截 至2012年11月31 日，世界共进行各类航天发射5200余次。其中，苏联 ／俄罗斯3100 余次，美国1500余次，欧洲231次，中国173次，日本 67次，印 度38次。
　　一次性运载火箭仍是目前人类进入空间的要 运输手段。
　　同时，世界各国为探索廉价可靠的可重复使用运载器 技术，也开展 了大量技术攻关和试验。
　　空间运输航天运载器是航天运输系统的重要组成 部分，为了拓 展航天运输系统的轨道转移运输能力，世界各国积极 发展运载上面 级技术，增强运载火箭的任务适应性，至今已研制了 数十种各类上 面级，如美国的半人马座G、德尔它4上面级，俄罗斯 的质子号D 级、“微风”上面级和“弗雷盖特”(FREGAT)上面级 等。这些上 面级一般具有多次启动变轨能力，可以进行多星分配 轨道部署，为 发展轨道转移运输系统奠定了坚实的技术基础。
　　轨道转移运输飞行器具有多功能性、自主性、机 动性和灵活性 等特点，应用前景广泛，引起了世界各航天大国的关 注。深空探测 轨道器源于人类探索宇宙奥秘的驱动，自1958年人类 次探月活 动开始，国外已经开展了对月球、太阳系内行星及其 卫星、小行 星、彗星等天体的探测，主要集中在月球和火星。据 统计，截至 2011年8月，人类对地球以外的太阳系天体开展的探 测任务共约 226次，以探测月球为主的任务约为109次，探测火星 的任务约为 38次。典型的有苏联的“月球号”系列探测器、美国 的“火星全 球勘测者”、“奥德赛”和“火星勘测号”等。其中 有较多的深空飞 行器采用深空探测轨道器进行探测器的运输。
　　可重复使用航天运载器是降低航天运输成本的有 效手段，是未 来航天发展的必然趋势。自航天飞机投入使用以来， 研制可重复使 用运载器一直是航天领域的热点，各主要航天研发机 构纷纷开展相 应的研究计划和技术验证。
　　在人类太空活动日益频繁的今

目录

总序
序
刖昌
摘要
第一章 绪论
第二章 航天运输系统发展现状
第一节 国外航天运输系统发展现状
一、国外一次性运载火箭的发展现状
二、国外空间运输航天运载器的发展现状
三、国外可重复使用天地往返运载器发展现状
四、国外主要航天发射中心现状
第二节 我国航天运输系统发展现状
一、我国一次性运载火箭发展现状
二、我国空间运输航天运载器的发展
三、我国可重复使用天地往返运载器的发展现状
四、我国航天发射场的发展
五、几代航天人的奋斗历程
第三节 我国航天运输系统取得的成就
一、我国航天运输系统的多个第一次
二、铸造火箭，跻身世界行列
三、神舟飞船遨游太空
四、深空探测迈出探月第一步
第三章 航天运输系统发展趋势
第一节 国外航天运输系统发展趋势
一、国外主要航天国家(地区)纷纷制定航天运输系统发展战略
二、一次性运载火箭仍将占据主导地位
三、空间运输航天运载器的必要性日益明显
四、可重复使用天地往返运载器研究不断升温
五、从人才队伍建设看美俄航天运输系统发展
第二节 我国航天运输系统发展趋势
一、运载火箭及其上面级的系列化发展
二、未来深空探测任务促进运载火箭和空间转移航天运载器的发展
三、探索载人登月任务的实施
四、轨道间转移运输能力的提升
五、进行可重复使用运载器的技术攻关
六、开展航天运输系统新技术的研究
第三节 我国航天运输系统的差距分析
一、一次性运载火箭的总体性能、可靠性、安全性等需进一步提高
二、快速响应运载火箭与国外发展存在较大差距
三、以上面级为代表的轨道间运输能力不足
四、可重复使用运载器的关键技术需要进一步攻关和验证
五、缺乏执行载人登月等大型任务的能力
第四节 我国航天运输系统未来关键技术发展预测
一、总体技术
二、控制技术
三、推进和动力技术
四、材料和结构技术
五、信息、通信及电子技术
六、制造技术
第四章 我国航天运输系统发展需求及重点方向
第一节 我国航天运输系统发展需求分析
一、战略需求
二、航天运输系统自身发展的需求
第二节 航天运输系统发展重点方向
一、一次性运载火箭
二、空间运输航天运载器
三、重复使用天地往返运载器
四、运载器探索方向
第五章 航天运输系统学科发展建议
一、统筹规划，加强顶层设计
二、不断加强我国航天运输学科的理论体系研究，优化我国航天运输系统学科的建设方案
三、完善研究与教学培养体系，加强人才队伍的建设和培养
四、重视预先研究，增强航天运输系统学科领域的创新能力
五、加强航天运输系统学科的基础技术问题研究和基础建设
六、探索创新管理模式，为航天运输系统学科的发展提供动力
七、建立航天运输系统学科建设研究的长效机制
结语
参考文献

摘要与插图

2009年2月，俄罗斯联邦航天局航天活动组织部的领导人尤里·马卡洛夫宣布：俄罗斯的航天领域已经成功克服了人才老化的负面影响，有很多年轻人和受过教育的专业人才加入进来。当前，平均年龄小于44岁，而2007年这一指标还是47岁。35～45岁这一年龄段的人才是未来领导集团的接班人，这个目标正在逐步实现。
　　2.改革管理体制，加强能力培养，稳定人才队伍
　　俄罗斯为了扩大科研人员的自主权，改变过去对科研人员管得过死的状况，让他们在国防订货合同框架内自由发挥，同时允许他们在工作之余从事适当的商业活动。
　　此外，为提高人才队伍水平，俄罗斯联合航空航天大学和俄罗斯航空航天企业的力量，定向培训具体工作岗位的高度熟练专业人员。为解决接班人的问题，2008年，机械制造科学生产联合体实施派送企业的工程技术人才到莫斯科国立鲍曼技术大学的航空航天系和莫斯科航空航天大学的教研室分部进行培养的计划。企业主要的专家也参与到教学过程中。学员们在企业各个分部门进行连续不断的科学生产实践活动，不仅有助于提高教学质量，而且在各个分部门的专题工作中能够显露出年轻人的特殊才干和未来发展趋势。<