美国深空探测战略的发展与演变

July 2009 Aerospace China????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????一、 美国20世纪中期的深空探测发展战略1.战略形成背景（1） 美苏处于冷战状态， 全面展开激烈竞争， 尤其是太空竞争20世纪40年代第二次世界大战结束后形成了以美苏各自为首的两大阵营， 开始了长达40余年的冷战 美苏两国在政治、 军事、 科学、 技术等方面展开了一场全面竞争 由于航天技术对于一个国家的政治、 军事和科技具有举足轻重的标志性作用， 是国家实力的象征 因此， 美苏在冷战状态的背景下， 从50年代起在载人航天和月球探测领域展开了一场争霸世界的太空竞争。

50年代美国先后研制并发射了 “水星”、“双子星座” 和阿波罗飞船， 与前苏联展开了一场针锋相对的争夺战 当时的美国航空航天局局长弗莱彻说：“美国不争当航天第一是不可想象的， 那就意味着美国在政治、经济、 军事上也屈居第二或第三2） 前苏联在太空竞争初期处于领先地位， 对美国形成巨大压力20世纪50年代， 前苏联不仅抢先发射了人类第一颗人造地球卫星， 而且在深空探测领域第一个成功发射月球探测器 “月球”1号，60年代初又首次成功实现载人航天 它在此期间发射的月球探测器数量也超过了美国 因此， 在世界深空探测活动初期前苏联居于领先地位， 这对处于两霸相争状态的美国而言无疑形成巨大而紧迫的压力 正是在这种背景下， 当时的美国总统肯尼迪才在美国国会两派不相上下的争论中最终下定决心开展庞大的载人登月工程3） 世界航天技术方兴未艾，深空探测备受关注20世纪中期是世界航天技术大发展并取得辉煌成绩的高峰时期， 尤其是美苏和欧洲， 在火箭、导弹、 地球卫星、 载人航天和空间运输方面都获得了迅速的发展，这促进了对地球以外深空的奥秘进行探测的兴趣与关注， 同时也具备了相应的技术与经济基础而地球的卫星月球自然成为首选目标， 并进而延伸到太阳系的其他行星。

2.主要发展战略美国20世纪中期深空探测发展战略的主要特征是： 为达到美苏太空竞赛的政治需要， 以阿波罗载人登月计划为主线， 争夺世界霸主地位， 推动本国技术与产业发展，同时进行了无人行星探测的探索1） 美国以成功实现载人登月取得了美苏太空竞赛此阶段的最终胜利， 凝聚了美国民族精神20世纪中期， 美国的航天事业以载人登月为奋斗目标， 被誉为美国的 “阿波罗时代”， 是美国20世纪载人航天和深空探测的重要里程碑1961年， 肯尼迪在称为 “紧迫的国家需要” 的演讲中正式宣布了 “阿波罗载人登月计划” 该计划规模庞大， 历时长久， 耗资巨大， 倾国而动 自1961年至1972年12月第6次载人登月成功后结束， 前后历时11年， 共进行17次飞行， 包括6次无人亚轨道飞行和近地轨道飞行，1次载人近地轨道飞行，3次载人月球轨道飞行，7次载人登月飞行 （其中6次成功）阿波罗载人登月计划的成功实施使美国在与前苏联的太空竞争中取得了最终胜利 同时， 这一宏大的航天计划的顺利实现向世界证明了美国的国力， 激发了美国人的爱国热情， 收到潜力无穷的凝聚人心的效果□韩鸿硕李静美国深空探测战略的发展与演变深空探测是指 “对大于等于地月距离的天体开展的探测活动”， 一般不包括地球轨道的空间探测。

而在美国航空航天局 （NASA） 的空间探测发展规划 和 计 划 中 ， 则 统 一 简 称 为“空间探测”美国深空探测的发展历程可分为三个阶段， 即： （1）20世纪中期， 包括20世纪50年代中期至70年代末期； （2）20世纪后期， 包括20世纪80年代初期至21世纪开始； （3）21世纪初期， 包括21世纪10年代中期至30年代中期23··中国航天2009年第7期!!!!!!!!!!“!!“!!!!!!!!!!“!!“其实早在20世纪50年代，美国就为实现载人登月的宏伟计划而研制了无人月球探测器， 从1958年8月率先进行了无人月球探测， 至1968年4月阿波罗载人环月飞行前共发射34次无人探测器 （包括失败任务）， 其中 包 括5个 “先 驱 者 ”、9个“徘徊者”、4个月球号、6个“勘测者”、2个 “探险者”、5个“月球轨道器” 以及3个无人绕月飞行试验的阿波罗飞船 （用以探测月球表面， 为阿波罗载人登月飞船选择月面降落区）2） 利用深空探测推动了技术与产业的发展阿波罗登月计划的成功实施为美国以后的载人航天计划奠定了雄厚的技术基础， 特别是在航天制导与控制以及电子技术等领域取得了很多成果， 推动了美国的技术创新， 促进了新兴高技术产业的兴起。

美国在阿波罗飞船研 制 和 登 月 期 间 （1960～1972年）， 国民收入翻了一番， 而在该计划完成后的一段时间（1973～1981年）， 国民收入再翻一番，这其中航天技术向国民经济部门的转移无疑做出了重大贡献3） 为显示领先地位， 美国启动了对太阳系各大行星和太阳的探测为了美苏太空竞争的需要和在深空科学探测领域的争雄， 美国在开展阿波罗载人登月计划的同时， 开始迈向比月球更远的空间， 开展对太阳系中的火星、 金星、 木星、 土星、 天王星和海王星的探测以及太阳监测20世纪60～70年代， 美国实施了水手号系列、 火星号和海盗号系列的无人火星探测计划，3个水手号和2个金星先驱者的无人金星探测计划， 先驱者11号和旅行者1号的无人木星／土星飞越探测计划， 旅行者2号的木星／土星／天王星／海王星探测以及太阳神1、2号的太阳探测4） 开始探索深空探测技术，但总体水平尚处于 “初级阶段”值得注意的是， 在此阶段美国的深空探测虽然取得了举世瞩目的成就， 但是由于时间过于仓促， 技术发展并不十分成熟， 加上缺乏实际经验， 致使发射与探测失败率较高， 总体技术水平尚处于 “初级阶段”二、 美国20世纪后期的深空探测发展战略1.战略形成背景（1） 对庞大的阿波罗登月计划进行战略反思， 科学任务也需要深入研究阿波罗计划原计划发射20次， 但仅发射了17次就宣告结束。

其后， 美国对这项耗资高达250亿美元的庞大计划进行了相当一段时间的冷静反思， 国内也出现了一些非议 一篇评价阿波罗计划的文章指出：“由政治原因发起的阿波罗计划成功地达到了它的政治目的， 但是阿波罗计划完成后， 为登月而研制的部件对美国其它航天计划的适用性极为有限” 另一篇调研报告更指出：“强烈希望我们的另一个载人计划不是另一个 ‘阿波罗’———只是一次性的突击飞行或是政治上的特技表演”1988年美国航天政策委员会在向总统的建议中指出：“载人航天是取得航天领先地位的必要因素， 但是载人计划不能在技术、 科学和应用方面削弱其它重要的民用航天计划， 而且要在持续的基础上稳步发展， 量力而行”另一方面， 阿波罗计划所取得的许多科学探测数据也需要进行深入分析研究， 不能使数百亿美元的代价白花， 因此需要冷静下来一段时间2） 载人航天与空间探测转向近地轨道， 影响深空探测活动的开展20世纪70年代， 在美苏太空竞争依然延续的背景下， 美国的空间探测已逐渐由载人登月转向近地轨道载人航天器的争夺首先， 美国从70年代起竭尽全力发展具有创新精神的重复使用航天飞机； 同时， 也开始发展空间站， 早于1973年就利用剩余的土星5火箭和飞船硬件发射了试验性的 “天空实验室”， 继而于80年代克林顿时代又设计了自由号和“阿尔法” 空间站， 最后于90年代因经费预算太大而被迫进行国际空间站建设。

但这两项都是耗资巨大的工程，NASA在1970～1989年间已为航天飞机拨款近400亿美元， 又在1994～2000年间为国际空间站拨款132.5亿美元 由于发生这样的重大战略转移， 深空探测显然缺乏经济与技术的支持3） 冷战状态逐渐结束， 太空竞争不再是两强之争20世纪80年代， 前苏联勃列日涅夫时代结束， 戈尔巴乔夫实施改革，90年代后前苏联解体， 局势动荡， 国力剧降， 经济拮据， 不能再继续像过去那样以每年100亿美元的投资去发展航天事业， 致使航天事业开始走下坡路 尽管俄罗斯还具有相当的!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!“!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!“!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!“!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!“24··July 2009 Aerospace China!!!!!!!!!!“!!“!!!!!!!!!!“!!“导弹与航天技术实力， 但在深空探测领域已不再是与美国旗鼓相当的竞争对手了。

在这种形势下， 美国已基本不存在利用载人航天和深空探测进行政治争斗的动力， 反而在许多航天技术领域美俄还开展了各种合作， 如1993年两国签署了空间合作联合公报， 扩大联合载人空间飞行， 并组合两国的空间站和美国航天飞机， 直至90年代后期俄罗斯直接参加国际空间站的建设2.主要发展战略美国在20世纪后期深空探测发展战略的主要特征是： 在美苏载人航天与空间探测的争霸转向地球轨道的背景下， 调整深空探测战略， 放缓步伐， 停止载人探测， 开展深入的无人行星探测， 注重小天体探测1） 停止载人深空探测， 但是雄心并未泯灭20世纪70年代中期以后，美国对阿波罗计划进行了总结和反思， 对深空探测发展战略进行了重大调整， 在以后长达20年的时间内从未再提载人深空探测 但是美国并未放弃载人深空探 测 的 欲 望 1989年7月20日， 美国总统布什在庆祝阿波罗登月20周年大会上又提出新的“空间探索倡议”（SEI）， 要在21世纪10年代重新登陆月球并建立月球基地， 进而在20年代实现载人登陆火星 随即NASA提出 “载人探索月球、 火星90天研究报告”， 美国国家研究委员会也对此作出评审报告 但是此举预计将耗资高达4000亿美元， 而且存在一系列技术难题，例如为支持月球和火星前哨基地就需要研制分别可运送68t和136t有效载荷的重型火箭， 而且每年要发射3～13次。

因此这一倡议遭到多方反对， 只能成为泡影2） 长期未进行月球探测，潜心深入研究向更高科学目标迈进美国通过阿波罗计划获得了大量科学探测数据， 通过对这些数据的研究取得了许多成果， 加深了人类对月球的实际了解与认识， 促进了对地月系统起源与演化的研究 但在之后的20多年中， 美国没有再对月球进行探测， 导致出现了月球探测的 “沉寂期” 直到1994年， 美国发射了克莱门蒂娜月球轨道器， 绘制月球数字地形图， 竟意外发现了月球南极存在水的证据， 从而燃起了重新探测月球的愿望， 并于1998年发射了 “月球勘探者” 轨道器， 但是未能如愿 不过，这给21世纪重返月球的高潮埋下了重要而宝贵的伏笔3） 重点转向更远深空的无人探测， 开始小天体的探测在此阶段， 美国在深空探测领域转向更远深空的无人探测，探测重点逐步转向其它行星的深入探测， 尤其是行星的表面巡视 美国从20世纪90年代发射了火星探测器 “火星全球勘测者”（MGS） 和 “火星探路者”，并开始探索设计与研制勇气号和机遇号火星车、“火星侦察轨道器”（MRO） 等， 并发射了尤里塞斯太阳极轨探测器 与此同时，美国还相继发射了一些小行星。