美國DARPA 2018財年10大航天項目

背 景

美國國防高級研究計劃局（DARPA）是美國軍事航天前瞻性研究項目的主要機構。2018財年， DARPA「航天項目與技術」總預算申請額為2.47435億美元，占其年度總預算額的7.8%，與2017財年預算額相比增長40%。在此次預算申請中，DARPA共公布了10個項目。

1. 「試驗性太空飛機」

「試驗性太空飛機」項目主要研發的是一種低成本、高可靠性的部分重複使用太空飛機，並計劃通過飛行試驗演示驗證多項高超聲速飛行器關鍵技術。該太空飛機將採用垂直發射方式，具備兩級助推結構，第一級為帶翼助推器，可一次性將上面級送入亞軌道，然後返回並水平著陸。項目最終目標是通過簡易發射台快速回收、重新組裝，從而實現10天內飛行10次，每次可將1361～2268kg的典型有效載荷送入低地球軌道，單次發射成本控制在500萬美元以下。該項目計劃於2019年完成研發和地面測試，2020年開展12～15次飛行試驗。

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2. 「雷達網」

「雷達網」項目主要研究輕質、可展開的天線技術，以顯著降低通信衛星和遙感衛星載荷的尺寸和功率，同時具備高效寬頻傳輸能力，從而加快衛星研製和發射部署速度。該項目中將引入軟體定義無線電（SDR）技術，可有效推動衛星載荷技術能力的快速在軌升級。該項目計劃2018年完成演示系統的關鍵設計評審。

3. 「標誌」

「標誌」項目的主要目的是為美軍的高級將領提供一套可實時、高效地管理在軌航天器的軟體系統，演示驗證美軍空間作戰管理指揮控制（BMC2）能力。該項目所開發的決策支持軟體將涵蓋從和平時期到衝突潛伏與爆發期的全階段，同時利用智能、可視化等技術手段，加速指揮官對空間態勢信息的掌握和理解，加快決策制定。該項目計劃於2018年進行演示和評估。

4.「鳳凰」

「鳳凰」項目是一種衛星部件在軌回收利用技術，利用所設計的「維修供應飛行器」，對廢棄衛星上可長期使用的耐損性元器件進行回收，同時由商業衛星搭載升空的納衛星與廢棄衛星的天線重新整合，形成新的可再利用衛星。該項目2018財年之後停止預算，衍生出的「地球同步軌道衛星機器人服務」計劃繼續獲得大額經費支持。

5. 「地球同步軌道衛星機器人服務」

「地球同步軌道衛星機器人服務」重點驗證在地球同步軌道或附近利用「服務衛星」安全、可靠、高效地進行逼近、檢測和維修等在軌操作技術，涉及機器人智能自主運行、天線故障檢修、升級模塊安裝等多種高軌操作任務。相比「鳳凰」計劃，其任務的複雜性更高，需要多項在軌操作技術的配合使用。該項目計劃2021年前進行在軌演示驗證，實現對地球同步軌道衛星的「按需服務」。

6. 「大型天線在軌製造」

「大型天線在軌製造」項目主要驗證可用於小衛星上的高性能射頻天線的在軌製造技術。這種天線可比傳統小衛星上的天線尺寸更大、指向性更強，可為步行士兵提供高性能的通信與數據服務，同時支持「信號情報」（SIGINT）能力，成本則顯著降低。該項目最終目標是降低50%的單兵級通信衛星發射成本，從而增加發射次數，應用於小衛星星座。該項目計劃2018年開展天線在軌製造工藝技術的開發與地面演示、商業小衛星與在軌製造天線之間的介面設計等。

7. 「藍標」

「藍標」項目將開發一種快速確定航天器身份和狀態信息的技術，該技術主要通過為每個航天器裝載ID識別信息設備，可以提供更加準確的在軌運行數據，從而集成到「太空域感知」圖像，特別有利於多航天器部署情況（如小衛星星座）下的異常管理。該項目計劃於2018年開展初步的系統架構和原型樣機的設計開發工作。

8.「空間監視望遠鏡」

「空間監視望遠鏡」項目主要發展一種可以對衛星目標進行檢測和跟蹤的先進地基光學系統，提供快速的廣域搜索能力。該項目的一項主要工作是發展大麴面焦平面陣列感測器技術，以研製同時具備高檢測靈敏度、短焦距、大視場等多種新性能的新型望遠鏡，增強地面對太空中物體的監測能力，並應用於小行星探測和空間防禦任務。該項目2018財年之後已停止預算。

9.「空中發射輔助太空進入」

「空中發射輔助太空進入」項目旨在研製更低成本、快速響應的小衛星空中發射系統，保證包括靶場等支持費用在內，以每次發射不超過100萬美元的總成本，將45kg以下的有效載荷送入近地球軌道，任務響應時間不超過24h，能在12h內轉場執行下一次發射任務。該項目2018財年並未申請預算支持。

10.「太空域感知」

「太空域感知」項目主要針對現有空間監視系統對深空目標無法檢測、追蹤和確認的缺陷，研究和開發兩項關鍵技術：一是開發先進的空間監視感測器技術，對深空目標實現更強的檢測、跟蹤及描述；二是空間監視數據的採集、處理與自動數據融合技術，以提高自動化的數據系統能力。該項目將增強美軍在軌系統運行的安全性，使空間作戰可以做出更有依據的、時效性更強的決策。該項目在2018財年並未申請預算支持。

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