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提升太空竞争力 欧空局锁定四大技术目标

| 2020-10-20

今年11月27日至28日,欧洲空间局(ESA)在西班牙塞维利亚举行Space19+部长级会议。在会议召开前,ESA于10月31日发布了《技术战略》报告。该报告称,如果没有政府支持,欧洲航天工业将无法在日益激烈的国际竞争中保持优势。

为进一步夯实并提升欧洲在太空领域的竞争力,ESA列出了四大技术目标:将卫星建造速度提高30%;将航天器建造成本降低一个数量级;将技术研发和应用速度提高30%;清除太空垃圾。

英国伦敦咨询公司普华永道(PwC)太空部门主管路易吉·斯卡泰亚表示,ESA的这些目标“比过去列出的任何目标都更有雄心,某些目标甚至可能过于激进,例如到2023年将卫星的建造时间缩短30%”。

ESA也承认有些技术目标很激进,但仍认为这些目标可以实现。ESA称:“这些目标雄心勃勃,但切合实际。”

该机构认为,提高管理效率,并为专门的技术开发项目增加20%的资金,就有可能实现这些目标。ESA希望在这次Space19+部长级会议上,其22个成员国能出资125亿欧元(合138亿美元),为该机构未来三年的太空计划提供资助。

将卫星建造速度提高30%

报告称,现在,制造商平均要花两到三年时间才能制造出一个商用地球同步通信卫星,ESA希望到2023年将卫星建造时间缩短30%。

为实现这一目标,ESA计划开发将工作流程数字化并改善标准化的技术,也将创建新工作流程,将地面技术纳入航天器制造领域。

ESA还指出,能否实现30%的目标在很大程度上取决于成功引入大规模数字工程技术和高级分析技术,包括人工智能等。

将成本降低一个数量级

ESA表示,对于通信、遥感、导航和科学领域的航天器,将开发能“使每代航天系统成本效率提高一个数量级”的技术。这意味着,通信卫星传输数据的成本将降低一个数量级。

此外,ESA希望将遥感卫星的分辨率和准确性提高4倍,再访时间、任务和产品交付时间加快10倍,并希望能在2023年前实现这两个技术目标。

ESA也希望,在2025年将位置、导航和计时服务(由伽利略卫星导航系统提供)的准确性提高10倍,并使伽利略系统能够抵御欺骗式攻击。

将技术研发和应用速度提高30%

ESA表示,希望到2021年将航天器中现成商用组件(COTS)的使用量增加一倍。他们认为,应用COTS组件可利用其他行业的批量生产优势,从而降低太空探索任务的成本,并提高航天器的性能。

ESA表示,除了加速研发新型太空技术外,还将帮助太空COTS技术更成熟,品质更高。该机构表示,这将“系统性增加搭载ESA航天器发射的立方体/小卫星的数量”。

ESA也希望利用美国国家航空航天局(NASA)的“一到九”级技术成熟度(TRL)指数,到2021年将接近成熟的TRL8级和TRL9级技术的演示次数增加一倍,在2024年前将演示次数增加4倍。

对于即将进行在轨演示的技术,ESA希望将TRL4级和TRL5级技术升级到TRL7和TRL8级的时间缩短一半。

减少太空碎片数量

2012年,ESA惊讶地发现,它制造了轨道上最大的单块太空碎片:已失效的重达8000千克的Envisat遥感卫星。

此前,该机构尝试通过e.Deorbit计划,鼓励工业界建造一架主动清除碎片的航天器,使Envisat安全脱轨,但工业界普遍认为这一任务太艰巨,避之不及。

ESA新报告《技术战略》要求恢复此前主动清除碎片的尝试,特别是到2024年研制出主动清除碎片的技术。ESA说,太空机器人、太空碎片测量师以及先进的制导、导航和控制,都将需要这一技术。

ESA的其他太空可持续发展目标还包括:到2020年确保其所有任务“对环境无害”,并且不会在轨道上产生大于1毫米的碎片。该机构也希望到2030年,技术能使其所有任务“没有风险”。

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