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1、2010 年世界航天发展回顾航天推进技术发展 2010 年，航天动力与能源技术发展依旧非常活跃。在运载火箭发动机研制方面，围绕新一代运载火箭的开发，美国、俄罗斯、欧洲、印度等国家多个运载火箭发动机研制工作稳步进展；航天器推力器研制方面，美国继续研制具有深度节流能力的低温发动机、“绿色”的甲烷推进剂发动机，以及多种不同类型的电推力器，日本的太阳帆推进也取得重要进展。超燃冲压发动机研制方面，美国 X-51A 项目取得重要进展，而 HyFly项目则再次受挫。在航天能源技术领域，天基太阳能技术日渐受到关注，美国、欧洲和日本等都进行了大量研究工作。1.1.运载器发动机研制进展运载器发动机研制进展 美国运
2、载火箭发动机研制进展情况是： 美国“战神”火箭 5 段式固体火箭发动机成功完成测试。2010 年 8 月，美国阿连特（ATK）公司研制的“战神”火箭 5 段式固体火箭发动机成功完成测试。10 月末，阿连特公司和 NASA 联合宣布，新型发动机依照设计完美地完成了任务，以更低的成本提供了比航天飞机固体发动机助推器更高的性能和可靠性。目前该公司正在进一步完善电子设备。 2010 年 3 月，SpaceX 公司“猎鹰”-9 中型火箭完成一次静态点火试验。2010 年 11 月，轨道科学公司及其发动机供应商航空喷气公司（Aerojet）对“金牛座”-2 火箭第一级火箭发动机成功测试，所有测试目标都顺利
3、实现，AJ26 发动机基于俄罗斯 NK-33 发动机研制而成，将用于金牛座-2 运载火箭的第一级。美空军还考虑为宇宙神-5 和德尔它-4 研发新的上面级火箭发动机，计划在 2017 年前取代普惠洛克达因公司制造的两种型号的 RL-10 发动机。NASA 计划研制新的液体火箭发动机。NASA 正在考虑在未来 5 年利用 31 亿美元研制与俄罗斯制 RD-180 发动机同等级别的火箭发动机。其它国家运载火箭发动机研制进展情况如下： 俄罗斯“安加拉”火箭发动机完成多次试验。其中 2010年 8 月第一级 RD-191 发动机在一次超负荷试验中烧毁，不过此次事故不会影响新火箭的制造。 欧洲研制可重燃低
4、温上面级发动机。欧洲阿斯特里姆（Astrium）公司将开发可重燃低温上面级发动机（液氧/液氢）的核心技术。 欧洲“芬奇”发动机成功进行一系列试验。新的试验工作在 2011 年还将继续，预计芬奇发动机将在 2016 年更换现有的阿里安-5 火箭上面级发动机。 印度下一代 GSLV-Mk-III 重型火箭发动机进行多次试验。其中，3 月对 GSLV Mk III 火箭的液体芯级进行了长时间静态测试，但未获得完全成功，据称是计算机系统出现故障导致，发动机本身没有问题。在超燃冲压发动机研制方面： 美国 X-51A 项目超燃冲压发动机成功进行飞行试验。2010 年 5 月，美国空军飞行试验中心的一架 B
5、-52 轰炸机挂载着以碳氢燃料双模态超燃冲压发动机为动力的 X-51A 试验飞行器，从爱德华兹空军基地起飞，在莫古角海军作战中心海上靶场海域上空 15240 米处投放 X-51A 试验飞行器。尽管与原定计划有一定差距，不过初步证明了超燃冲压发动机成功越过 5 马赫“热障”、做为高超声速巡航飞行器推进系统的可行性。 HyFly 项目超燃冲压发动机飞行试验失败。2010 年 7 月，美国海军管理的 HyFly（Hypersonic Flight Demonstration）演示验证飞行器进行了飞行试验。由于飞行控制软件电池电压太低，致使助推器点火失败，飞行器溅落太平洋。HIFIRE 项目进行高超飞
6、行器马赫数 5.5 的地面试验。 2010 年 3 月，澳大利亚军事科学技术研究组织（DSTO）与美国空军研究实验室 (AFRL)在武麦拉靶场进行了 HIFIRE 项目 10 次试验中的第二次高超飞行器地面试验。在试验中，HIFIRE 飞行器的速度达到 5.5 马赫。这个飞行器用于检验飞行器在高超声速条件下的飞行稳定性，以及研究高超飞行状态下的基础问题。NASA 工程们提出使用轨道炮和超燃冲压发动机发射航天器入轨的新方案，既能节省数百万美元的推进剂成本，又能提高宇航员的安全，还能实现更频繁的飞行。轨道炮推动超燃冲压发动机飞行器携带一个航天器在 3.2 千米长的轨道上运行。之后自动驾驶仪点燃高速
7、涡喷发动机，从轨道上发射出去。在 61 千米的高空，两架飞行器分离，超燃冲压发动机飞行器下落，减速，着陆；上面的航天器点燃尾部助推器入轨，一旦航天器将其有效载荷送入轨道，它也会重返大气层，并滑翔落回发射场。两架飞行器可以在着陆后 24 小时内发射下一个任务。2.2. 航天器推力器研制进展航天器推力器研制进展在航天器化学推力器研制方面：NASA 进行了具有深度节流能力的通用可扩展低温发动机试验。2010 年 7 月，NASA 与普惠洛克达因公司合作研制的通用可扩展低温发动机（CECE）样机进行了一系列点火试验。该发动机可使航天器以平缓可控的速度在月球或其它行星表面着陆。NASA 进行“绿色”甲烷
8、火箭发动机试验。2010 年 8 月，NASA 格伦研究中心进行了一系列新的无毒推进剂火箭发动机试验。这个反推控制发动机通常用于航天器机动。试验结果显示，发动机满足甚至超越了所有性能要求。此外，NASA 还授出开发新推进技术的合同，内容包括电推进系统、新的无毒化学推进剂和其他领域的研究；对第三代可重复使用推进器火箭发动机设计方案将进行风险降低试验等。在航天器电推进技术方面：美国 NASA 的 NEXT 计划离子推力器完成一系列试验 2010年 6 月，美国航空喷气公司研制的新一代 FTD-1 离子发动机，在 NASA 的格伦研究中心试验台上进行一系列测试。NEXT 计划致力于开发下一代电推进系
9、统，包括电源处理器、推进剂管理及其它组件等。 美国可变比冲磁等离子体火箭发动机研制取得重要进展。2010 年 6 月，美国 Ad Astra 公司研制的可变比冲磁等离子体火箭发动机（VASIMR）的一台原型机 VX-200 发动机完成了为期6 月的试验测试。预计使用这种发动机可使去火星的旅程缩短到 39 天。 美国麻省理工学院开发用于微小卫星的微离子发动机。研究小组希望这种推力器在未来 2 年能实现应用。 俄罗斯斥巨资研制装有离子发动机的核动力宇宙飞船 俄联邦政府在 2010 年拨款 1670 万美元用于研制兆瓦级的装有大功率离子发动机的核动力宇宙飞船。据悉，装有离子发动机的核动力装置，可用于
10、大规模研究开发宇宙空间的航天计划，包括未来载人火星探测及行星际探测等，具有广阔的应用前景。在太阳帆推进技术方面：日本太阳帆推进取得重要进展。2010 年 5 月，日本 JAXA 耗资 20 亿日元（约合 2220 万美元）研制的太阳帆伊卡洛斯（Icarus）升空，6 月在太空展开，成为世界上首个依靠太阳光压驱动的航天器。按计划，伊卡洛斯太阳帆将把黎明探测器送往金星。NASA 太阳帆在太空丢失。2010 年 12 月 NASA 从一颗自由飞行的微卫星“快速、经济可承受、科学与技术卫星”（FASTSAT）上释放了纳卫星 NanoSail-D。预计三天后，NanoSail-D 将快速部署一个 9 平米的帆体。遗憾的是，NASA 一直未收到试验型 NanoSail-D 微小太阳帆的信号。3.3. 航天能源技术方面航天能源技术方面天基太阳能技术日渐受到关注， 美印将联合开展天基太阳能研究，印度前总统阿卜杜尔卡拉姆博士已被列入美印联合活动的专家名单。美国还准备扩大合作规模。欧洲公司寻找合作发展天基太阳能。 日本公司想把月球变成巨大的太阳能发电厂。
