2023年,人类深空探测活动取得了一系列重大突破。多项月球探测任务成功发射,为地外资源开发利用提供新机遇;地外生命探索取得多项突破,火星、小行星科学成果为生命探寻提供新视角;行星防御备受关注,维护地球安全成为全人类的共识;可重复使用引领运载火箭新发展方向,不断提升进入深空的能力和效益……本文对2023年的月球探测、行星探测、天文观测和近地小行星防御等方面的任务进展与科学成果进行梳理和归纳,对国际相关政策规划开展分析,并阐述了深空探测领域未来的发展重点与趋势。

未来空间产业由处于成长初期的空间前沿科技与产业应用双向驱动,具有关键性、长期性和不确定性,需要政府部门提前做好产业前瞻布局,支持科技源头创新,培育骨干龙头企业,抢抓产业战略机遇,抢占产业发展制高点。本文研究了未来空间产业的特征、规模和趋势,分析了国内短板问题和国外发展态势,并对政府促进产业发展给出相关建议,有助于我国培育和壮大未来空间产业。

近年来,随着航天技术的不断进步及商业航天产业的长足发展,高经济性、高可靠性、多功能化的航天运载器成为航天技术发展的重要方向之一,而航天运载器机构技术的突破及发展是推动航天运载器技术进步,满足更丰富、更高要求的航天运载需求的重要基础之一。本文对航天运载器机构的发展进行阐释,对航天运载器机构的主要功能及性能需求进行综述,分析其面临的挑战,并对航天运载器机构技术未来的发展方向进行展望。

2023年,我国共进行了67次发射,位居全球第二,运载火箭发射次数和入轨航天器数量再创历史新高;“长征”火箭迎来500次发射;实现了2次载人发射和2次“太空会师”;民营商业航天公司共进行了13次商业发射。本文对2023年的中国航天发射活动进行了回顾,总结了中国航天的成绩和亮点。

2023年,全球共开展223次航天发射任务,年发射次数、航天器发射数量及发射质量均创历史新高。本文以多维度视角对2023年国外航天发射任务进行了总结,梳理了美国、俄罗斯、欧洲等主要航天国家或地区的任务情况,回顾了各国运载领域年度发展,最后对未来航天运输领域的发展态势做出了研判。

为了满足未来太阳系边界探测、深空轨道转移和载人往返火星等空间任务的多元化需求,空间核动力技术应运而生,其可以突破常规能源推进方式的限制,大大提高推进系统的比冲,同时克服太阳能受限于太阳距离的问题,在深空探测领域具有广阔的前景。空间核动力技术可以为航天器提供多种新型推进方式,主要包括核电推进、核热推进,以及核热、核电、化学能等的组合动力推进,还有一些正在论证的核能推进方式,如核裂变碎片、核脉冲、核冲压。空间核动力通常包括核反应堆、能量转换模块和配套的推进系统,以及热力和电力控制等辅助系统与桁架等结构模块。

近年来,美国太空探索技术公司在技术和商业模式创新方面呈现出强劲发展态势,已经成为美国商业航天企业的先锋力量,引起了整个行业的高度关注。本文梳理了该公司的发展历程,分析其成功经验,研判其对产业安全、太空环境隐患、作战模式改变等方面带来的变革与挑战,最后分析其启示。

目前国外已经完成和正在研制的载人登月飞行器有“阿波罗”飞船、“猎户座”飞船和美国太空探索技术公司（SpaceX）的“星舰”。推进系统为飞行器提供在轨飞行所需的推力和冲量,是飞行器的重要组成部分。本文对国外载人登月推进系统的方案进行了分析,以对我国载人登月推进系统的研制提供借鉴和参考。

2023年全球共进行了223次航天发射任务,是人类开展航天活动以来首次突破200次发射次数的年份,也是全球航天发射次数和载荷发射数量连续第三年打破纪录,连续两年载荷发射数量超过2000个。2023年,美国和我国航天商业发射任务快速增长,商业火箭公司研制的火箭产品从商业用户市场进入政府用户市场的进度明显加快。

太空作为大国竞争的制高点,是维护国家安全的重要领域。美国作为太空绝对优势大国,其太空大国竞争策略是维护其霸权地位的重要支撑。本文从“全政府”参与太空竞争、“全领域”抢占绝对优势、“全方位”发展联盟体系、“全周期”运用规则制权等四个维度研究美国的策略选择和策略内容,分析其太空霸权的策略基础,为应对太空大国竞争和维护太空领域安全发展提供支撑。

本文从条令建设、组织发展、军事训练、装备发展、领导力建设、人力发展、基础设施建设等7个方面综述美国太空军自成立至今的能力建设措施，并总结其中的特点和规律，以期对我国太空部队的建设有所启示和借鉴。

随着航天发射任务密度的逐年增长,高效率、低成本已成为进入太空的主要发展趋势,火箭可重复使用、智慧化集成、航班式发射等创新研究不断推进,未来随着我国可重复使用火箭、航天器关键技术的突破,航天发射场要求具备更强的综合发射能力。围绕航天发射场如何应对挑战及未来航天发射场如何建设等问题,本文提出智慧航天港概念,并对其能力需求、体系构成、总体架构与关键技术进行了讨论,以期为未来航天发射场建设提供借鉴。

2023年,国外围绕军、民、商三大应用领域加强顶层策划与政策支持,开展新技术试验与应用,不断深化对地观测卫星的建设与应用。主要体现在：完善星座整体布局,商业航天公司推出光学成像、雷达成像综合星座,增强体系探测效能;推进新一代卫星研制与部署,在气象、预警、光学和雷达成像等领域均有新进展;探索天基信息对战术作战的直接支持能力,以期实现预警卫星的直接火控支持;以人工智能、数据链、超低轨卫星等为代表的新技术在对地观测领域的应用日趋成熟。

本文介绍了我国规模最大的多层次、多模式混合商业遥感卫星星座——“女娲”星座建设情况,以及“航天宏图”一号（“女娲”星座首批4颗卫星）的主要性能,初步展示了基于“女娲”星座衍生出的创新服务应用场景,以期为我国商业遥感卫星发展提供参考。

为应对商业竞争和地缘政治的双重压力,美国联合发射联盟公司（ULA）自2014年开始研制“火神”火箭,该火箭原计划在2019年首飞,但因发动机研制困难及上面级试验故障等一再推迟,直至2024年1月8日才实现首飞。本文对“火神”火箭首飞情况进行了梳理,对其研制背景、总体方案、研制及发射设施进行了总结,并对火箭研制特点和后续发展进行了分析。

深刻领悟总体国家安全观核心要义并以此为遵循和指导,论述了新时代太空领域人民战争、联合制胜、开放合作的内涵要义与基本要求,重点从促进经济社会转型发展、支持国防和军队建设、服务政治外交大局等方面,提出了维护国家太空安全的战略任务。

本文对运载火箭3种回收模式涉及的关键技术及我国研制进展进行分析;结合近年来国内外发展的重点,就气动力与主动力联合减速模式进行约束与边界探讨,形成了该模式的优选飞行剖面参数;此外,针对升力式水平飞回与联合减速两种模式进行了经济性分析。

130吨级重复使用液氧煤油发动机是某新型重复使用运载火箭的一子级主动力装置,满足火箭一子级垂直起降重复使用需求,具备两次点火起动、低入口压力二次起动、快速推力调节和健康监测等功能,并已完成多次重复使用试车考核,通过热试车初步验证了重复使用火箭发射和回收等飞行任务剖面。研制团队继承了120吨级高压补燃循环液氧煤油发动机的成熟技术和可靠性成果,提出发动机健康管理、寿命评估和维护维修等重复使用技术需求和发展方向,130吨级重复使用液氧煤油发动机能够快速满足我国垂直起降重复使用运输系统需求。

本文在论述民商航天运载火箭地面系统发展现状的基础上,总结了民商航天运载火箭地面系统的特点,分析了民商航天地面系统发展趋势,为后续民商航天运载火箭地面系统发展提供参考。

在空间推进领域,采用增材制造技术可以实现一体化成型,提升模块化和集成化程度,在制备结构复杂、昂贵的构件方面具有明显的优势。目前国内外主要航天机构正在积极开展增材制造技术在空间推进系统的应用。常用的增材制造技术包括激光选区熔化技术、定向能量沉积技术、电子束熔化成型技术和立体光固化成型技术等。本文主要介绍在空间推进领域通过增材制造技术制备的各类构件,包括推力室喷注器、再生冷却身部、阳极和贮箱等。同时,总结了增材制造在这些应用中的技术优势,探讨了其在空间推进领域应用的挑战和潜在机遇。

本文研究分析了商业航天的基本概念和发展历程,并在系统梳理太空安全对商业航天战略需求的基础上,总结了商业航天在太空安全中的发展与应用现状,最后提出思考建议。

航天电磁发射具有运载效率高、单次发射成本低、无污染、可适用于多种运载器型号、推射装置可重复使用、发射过程力学及电磁环境复杂等特点。本文在深入分析航天电磁发射技术发展现状的基础上,对航天装备试验鉴定条件和工具进行创新研究。基于低轨卫星发射试验任务应用需求,从总体设计思路、试验工艺流程、功能分区及主要设施等方面阐述航天电磁发射场总体方案,总结归纳与航天电磁发射场设计相关的关键技术,为实现未来航天发射场“快响型航班式运输投送”提供技术参考。

霍尔电推进主要包括稳态等离子体推进和阳极层推进两类,前者是目前广泛应用的霍尔电推进技术,后者的比冲性能较为突出。目前,中小功率霍尔电推进已步入全面空间应用阶段,大功率成为霍尔电推进研发的主阵地,多通道嵌套、双级加速、新型工质及推力器簇等成为大功率霍尔电推进的重要发展方向。

本文在系统分析我国航天发射场地面设施设备“三化”建设现状和原因的基础上,构建了发射场“三化”总体设计框架,提出了通过“五统”协调推进发射工位通用化、系列化、组合化水平的总体思路,并从统模式、统状态、统设计、统运管、统标准5个方面分别制定了具体举措,形成了总体解决方案,为后续新建发射工位设施设备“三化”建设提供理论指导,对推动解决发射场型号兼容能力弱与状态转换复杂等长期存在的难题,有效提升发射工位任务执行效率和高密度发射能力等方面具有重要意义。

近年来,美国多措并举,大力推动高超声速武器研制进程,同步发展多个高超声速导弹项目。为深入了解美国高超声速导弹的最新发展情况,明确其未来发展方向,本文对美国在研高超声速滑翔导弹和高超声速巡航导弹项目进行了全面梳理,并总结技术发展特点,研判发展趋势。

功率为1~100W甚至更小的电推进装置具有推力小、比冲高、寿命长、可调节、冲量精准等特点,近年来快速应用在微纳卫星、低轨星座、深空探测器上,以及用于引力波探测器和重力梯度卫星的超静平台上,效益显著。微功率电推进技术种类众多,各有特点。本文介绍了微功率电推进技术的分类、技术特点、发展现状及关键技术,并对其未来发展进行了展望。

推进系统作为火星探测器的关键分系统,为探测器在轨任务各阶段轨道机动提供速度增量,为探测器姿态调整提供控制力和力矩,为火星软着陆时探测器悬停、避障和火星轨道交会对接提供所需的平移推力。推进系统能否正常、可靠地工作,对探测器任务的成败至关重要。此外,推进系统性能的优劣决定了探测器携带的有效载荷比例及最远飞行距离,因此对探测器推进系统进行研究具有巨大的科学和工程价值。本文对近期已飞行的及在研的国内外火星探测器推进系统进行了分析,希望对我国火星探测推进技术的发展提供参考。

在轨补加技术利用服务航天器对目标航天器进行推进剂补给,为目标航天器提供了全新的生命力,提升了任务适应能力,拓展了任务范围,为航天事业发展带来了新机遇。本文介绍了国内外卫星在轨补加技术的进展,并对卫星补加技术发展趋势进行了展望。

着陆回收机构是可重复使用火箭的关键技术之一。本文围绕三角式着陆腿回收机构的试验验证技术,首先介绍了主腿榫锁结构、推冲杆和铝蜂窝等关键部件的试验验证情况,再对着陆腿展开和着陆冲击的系统级试验验证情况进行阐述,分析展开过程和着陆冲击过程的特点,获得不同动作时序、不同着陆速度等工况的影响,验证着陆腿方案设计的正确性。

本文对“超重-星舰”第二次综合飞行试验情况及首飞失利后的系统升级改进情况进行了分析,并阐述了美国太空探索技术公司（SpaceX）在“超重”助推级、“星舰”飞船级、星基地及“猛禽”发动机方面的未来动向,可供我国参考。

卫星体积小、组网数量多是近年来互联网卫星星座发展的趋势,对推进系统的要求向体积小、质量轻、成本低发展,而电推进是近年来兴起的新型推进技术,相比较于传统化学推进,电推进推力小、比冲高,相同速度增量需要的推进剂质量小,适合卫星星座对空间推进的需求。本文介绍了卫星星座及使用电推进的情况,并分析了后续电推进在卫星星座中的发展趋势。

“地球同步轨道卫星机器人服务”是美国国防高级研究计划局大力发展、国际领先的在轨服务机器人项目,未来3年内有望为地球同步轨道卫星提供检查、维修、重定位和升级等在轨服务。本文分析了其军事需求、商业价值、相关技术发展背景,总结了其技术方案,研判了其高效经济的在轨后勤保障和太空对抗应用前景及影响。

电推进具有比冲高、推力小、寿命长等优势,可以应用于地球静止轨道（GEO）卫星、低轨（LEO）卫星、深空航天器和微纳卫星等几乎所有的推进任务。本文首先对电推进的空间应用现状进行综述,接着对其未来发展趋势进行展望,最后给出了我国电推进发展的建议。

本文结合运载火箭垂直返回段的特殊任务需求,梳理了垂直返回制导控制系统设计中的技术难点,并指出同时具备轨迹规划与制导控制功能的规划制导是一条可行的技术路线,提出了一个垂直返回控制系统方案,分析了惯性调姿段、动力减速段、气动减速段和动力软着陆段4个阶段制导技术的特点、难点及相应的制导方法。最后,结合技术研究、工程应用关注的重点,展望了垂直返回运载火箭规划制导关键技术。

随着世界航天大国战略竞争加剧,世界范围内再次掀起新一轮构建一体化国家战略体系的发展浪潮,空间探索与资源利用是满足国家安全、科学研究及社会发展需求的战略前沿领域,因此构建一体化空间探索与资源利用体系的需求日益迫切。本文立足空间站建造及其资源利用、月球探测及其资源利用、深空探测及其资源利用3个方面,系统分析了世界主要航天大国的发展现状,深入挖掘其一体化应用需求、一体化力量预置、一体化技术布局等发展重点,解析了国外一体化空间探索与资源利用体系的建设经验,最后总结归纳了对我国的启示。