俄羅斯航天工業發展與系統建設規劃

+王曉海 周宇昌（空間電子信息技術研究院 空間微波技術重點實驗室）

1、俄羅斯航天工業改革歷程[1][2]

俄羅斯從2012年5月底就開始醞釀航天工業新一輪改革。經過多次討論，終于在2013年9月3日，公布了改革方案：繼續保留俄羅斯航天局，同時通過整合原航天局下屬工業企業組建新的聯合火箭航天集團公司（United Rocket and Space Corporation，URSC）。同年10月9日，普京簽署了組建URSC的法令。2014年3月12日，URSC正式注冊成立。

但是，URSC的成立，并未達到理想中的預設目標，也沒完全實現戰略意圖。為此，2015年1月，即URSC組建工作尚未完成之際，普京又同意了俄羅斯航天局與URSC合并成立俄羅斯航天國家集團公司的提案。同年7月13日，俄總統普京簽署法令，批準《俄羅斯航天國家公司聯邦法》，批準成立“俄羅斯航天”國家公司,即俄羅斯聯邦航天局（Roscosmos）與俄羅斯聯合火箭航天集團（URSC）合并成立“俄羅斯航天國家集團公司”（Roscosmos Space State Corporation）。12月28日，正式宣布組建俄羅斯航天國家集團公司，并于2016年1月1日起撤銷俄羅斯航天局。

組建“俄羅斯航天”國家公司，徹底打破了舊有的行政管理體系，實現航天管理高度集中統一，顛覆了俄航天領域正在進行的政企分離改革進程，使航天管理更加集中，為進一步拓展商業航天奠定了基礎。（參見圖1）

2、俄羅斯航天工業發展規劃[3]-[10]

俄羅斯為振興航天工業，保持其航天技術處于世界領先水平，鞏固航天強國地位，自2012年開始陸續出臺了許多法案并制定了一系列戰略規劃。

2.1 《2030年前及未來俄羅斯聯邦航天活動發展戰略》[3][4]

2012年4月28日，俄羅斯航天局網站刊登了《2030年前及未來俄羅斯聯邦航天活動發展戰略》草案，隨后經過修改于2013年正式對外公布。這是俄羅斯未來航天發展的指導性文件，凸顯了俄羅斯對航天活動的高度重視，反映了航天領域發展的整體思想。

2.1.1 戰略步驟

《2030年前及未來俄羅斯聯邦航天活動發展戰略》制定了“四步走”的發展計劃，分別以到2015年、2020年、2030年及2030年后4個時間段為發展節點，對俄羅斯未來航天發展進行規劃安排。

第一步：2015年——恢復能力

在此時間段.俄羅斯將主要致力于此前制定的發展計劃的執行和實現工作，如《2006—2015年航天發展規劃》的實現等，旨在充分挖掘俄羅斯現有航天技術能力，繼續恢復航天產業。

第二步：2020年——鞏固地位

在此時間段，俄羅斯將展開新一輪的發展。通過月球樣本采集、國際合作建設火星研究站及推出新一代重型運載火箭等一系列目標的實現.鞏固俄羅斯在重要航天領域的強國地位。

第三步：2030年——實現突破

在此時間段，俄羅斯將啟動近地空間利用以及外太空探索研究的大規模項目。其中包括俄羅斯計劃已久的載人登月項目。

第四步：2030年后——強勢發展

圖1 俄羅斯航天工業改革歷程（圖片來自參考文獻[1]）

圖2 俄羅斯未來航天發展的“四步走”戰略步驟（圖片來自參考文獻[3]）

2030年后，俄羅斯將在載人登月、登火星及外太空探索研究的大規模項目上取得強勢發展，如定期登月飛行、部署月球研究考察站等。（參見圖2）

2.1.2 戰略焦點

《2030年前及未來俄羅斯聯邦航天活動發展戰略》指出俄羅斯未來航天工業發展戰略焦點主要集中以下12個方面：

①高精度全球導航定位系統，地球遙感監測系統、通信衛星網絡，氣象衛星等應用衛星系統的發展；

②準備火星載人飛行，開展國際合作，在火星上建立無人研究站網絡；

③用新的空間站取代2020年退役的“國際空間站”；

④建成東方發射場，于2020年發射新一代重型火箭；

⑤實施載人登月，并部署新一代月球漫游車；

⑥新的載人和無人飛船進行太陽系探索航行；

⑦新的金星和木星無人探索任務；

⑧新的地球安全監測系統，防止可能發生的小行星碰撞；

⑨一個能覆蓋整個電磁波頻譜的用于深空研究的射電望遠鏡網絡；

⑩建設解決空間碎片問題的新系統；

⑾新一代返回式航天飛行器；

⑿能向近地軌道運送180噸有效載荷的新一代重型火箭。

2.2 《2013-2020年俄羅斯聯邦航天活動規劃》[5][6]

2012年11月11日，俄羅斯發布了《2013-2020年俄羅斯聯邦航天活動規劃》，提出了航天領域發展的三大優先方向，明確了主要目標、實施階段和主要任務。

2.2.1 主要目標

《2013-2020年俄羅斯聯邦航天活動規劃》主要目標是滿足本國在航天活動方面的需求，打造良好的國家形象，保持俄羅斯航天技術領先地位，占據俄羅斯作為高技術國家的應有地位，鞏固俄羅斯聯邦在全球航天領域的競爭力，鞏固俄羅斯聯邦在國際航天市場上的份額。

2.2.2 優先方向

①保障俄羅斯進入空間的能力，進行航天技術開發和應用，以滿足社會經濟發展的需求。大力發展航天工業，履行國際義務；

②利用航天技術滿足科學需要；

③優先執行載人航天任務。

2.2.3 實施階段

第一階段：2013-2015年（含2015年）

基于《俄羅斯聯邦2006-2015年國家航天活動規劃》、《2012-2020年GLONASS系統維護、開發和利用規劃》、《2006-2015年俄羅斯航天發射場發展規劃》等聯邦專項計劃以及《航天工業優先創新項目》計劃、《航天工業發展》計劃、《國家航天活動規劃實施保證》等計劃開展工作。

第二階段：2016-2020 年（含2020年）

以政府制定的到2020年及以后的航天活動政策為基礎，遵循《俄羅斯航天2030年及長期發展戰略規劃》，開展有前景的國家航天活動。

2.2.4 主要任務

《2013-2020年俄羅斯聯邦航天活動規劃》主要任務是部署并維持在軌航天器規模，以滿足科學及社會經濟發展需要，保持“國際空間站”的俄羅斯艙段能力；對普列謝茨克和拜科努爾發射場進行現代化建設，在俄羅斯境內建成“東方”新發射場；開發現代化的火箭發射技術；提高科學技術及工藝能力，用于有前景的先進技術的研發；在和平利用太空原則下開展國際合作；為促進俄羅斯聯邦國家及地區發展，為進一步擴展航天成果應用創造必要條件。

2.3 《2030年前及未來俄羅斯聯邦航天活動國家政策》[7][8]

2013年4月19日，俄羅斯發布了《2030年前及未來俄羅斯聯邦航天活動國家政策》。國家政策主要規定了俄聯邦在研究、開發和利用宇宙空間及國際合作領域的國家利益，國家政策的原則、主要目標、優先方向和主要任務。

2.3.1 國家利益

①確保俄羅斯從本國領土進入空間，保證完成為發展社會經濟和科學領域的任務利用航天技術設備的任務；

②建立保證在全部國土不間斷的通訊、廣播電視、導航定位的信息場，高效獲取對地觀測和從空間觀測大氣層的數據，并使俄聯邦公民平等獲得信息資源；

③為發展基礎科學，獲取宇宙、地球和其它天體的資料數據，在最有意義的方向，包括月球、火星、太陽系其它天體的研究方面達到和保持領先的地位，為尋找地外生命、利用地外資源、了解組成機制、地球和氣候演變的發展，發現并揭示來自宇宙對地球文明社會的危險與威脅，制定反擊措施；

④保證充分參加國際社會在研究、開發、和利用宇宙空間、包括月球、火星和其它太陽系天體的能力；

⑤增強和利用俄羅斯在航天活動領域的競爭力和優勢，位居世界航天產品（包括工作和服務）市場的領先行列，發展航天產品的國內市場；

⑥形成和發展本國航天活動的商貿圈。

2.3.2 實施原則

①利用航天科技成果促進世界和平和國際安全；

②在國家對預算外資金的使用有監測手段和對俄聯邦國家利益絕對有保障的前提下，鼓勵人們將預算外資金投入到航天事業上來；

③保障航天活動的安全和保護周圍環境；

④俄聯邦在空間合作領域中平等和互利；

⑤俄聯邦為實施航天活動負有國際責任；

⑥將用于俄聯邦科研、社會經濟、國家安全（兩用技術）目的的航天技術和工藝有機的結合起來，并促使其平衡發展；

⑦俄聯邦簽訂的國際協議中不準進行的航天活動應予以取締；

⑧航天活動以及有關航天活動的信息發布都應按照有關保護國家機密，保護服務及商業秘密，保護智力活動成果的聯邦法規來進行。

2.3.3 主要目標

①維護俄聯邦在航天活動領域的國家利益，包括保障俄羅斯從本國領土進入空間，促進俄羅斯的經濟發展，通過建造和維持所需的航天器在軌集群、運載器和地面航天基礎設施，保證為社會經濟發展提供所需數量規模和可靠的服務質量，保持俄聯邦實施載人飛行的領先地位；

②鞏固和發展導彈航天工業的科學技術和人才潛能，發展基礎設施；

③進一步積累和完善地球和宇宙空間的科學知識，為保證在深入探索宇宙、太陽系（首先是近月空間、月球和火星）方面制定和實施大規模的航天計劃項目，建立科學技術和工藝潛能；

④發展和拓寬俄聯邦的國際合作，為協同科學研究和開發宇宙空間，建立穩定的國際關系，使俄羅斯列居世界航天商品（包括工作和服務）市場的領先地位，考慮國際標準和前景，發展國內航天商品的市場。

2.3.4 優先方向

①保證俄羅斯從本國領土有保障的進入空間，為俄聯邦社會經濟領域發展和利用航天器、技術、工作和服務，發展導彈航天工業和完成國際責任；

②制造用于科學領域的航天設備；

③實施載人飛行，包括為實施載人飛往行星和太陽系其他天體的國際合作而建立科學技術儲備。

2.4 《2016-2025年俄羅斯聯邦航天活動規劃》[9][10]

2016年3月，俄羅斯發布了《2016－2025年俄羅斯聯邦航天活動規劃》，明確指出俄聯邦航天發展的主要目標、優先方向、實施階段和主要任務等。

2.4.1 主要目標

《2016－2025年俄羅斯聯邦航天活動規劃》的主要目標是持續發展衛星及衛星應用，以滿足國家在社會經濟、科學技術和國際合作等領域的需求，確保居民和領土安全，降低自然災害及緊急情況造成的危害，有序推進載人航天工程，同時進行先進系統和技術研發，用以支撐航天活動領域國家政策的順利實施。

2.4.2 優先方向

①在俄羅斯境內從事與航天發射相關的航天活動；

②為了國防、國家安全和國民經濟利益，與發展和使用航天技術裝備、航天制造工藝、航天服務等相關的航天活動；

③與發展火箭航天領域相關的航天活動；

④與履行國際義務相關的航天活動；

⑤與制造火箭航天裝備相關的航天科學研究活動；

⑥與載人飛行相關的航天活動，包括航天科技產品的研制。

2.4.3 實施階段

第一階段：（2016－2020年）

增加民用和科技衛星數量，以達到空間軌道衛星集群最佳布置。加快航天關鍵技術和儀器設備研發以及火箭航天基礎設施的升級改進進度，繼續保持航天大國的國際領先地位。

主要使用上一個規劃期內研制的航天器，擴大社會經濟和科研用途的在軌衛星及星座，并提早為規劃中的航天綜合設施建設打造關鍵技術、組件及專用儀器，同時進行現代化技術升級，創建世界領先的運載火箭工藝生產和試驗基地。

第二階段：（2021－2025年）

維護軌道衛星集群的正常運行，并更新最新型航天器，繼續研究先進的航天關鍵技術以及開發研制2025年之后的航天系統。

對在軌衛星及星座進行維護，并對部分衛星進行更新或替換，使其達到世界領先水平。同時，為2025年后計劃建造的先進航天綜合設施提前打造關鍵技術、組件及專用儀器。

2.4.4 主要任務

《2016－2025年俄羅斯聯邦航天活動規劃》的主要任務共涉及5個領域，即通信、對地觀測、空間探測和空間科學、載人飛行以及先進技術領域，包括擴大在軌衛星及星座數量，確保可以對俄聯邦近地軌道上的非載人航天器、載人航天器以及月球和火星在軌飛行目標進行持續穩定的監控；滿足水文氣象局的需求，提供從水文氣象、海洋和太陽地球物理衛星獲得的地球遙感數據；研制用于監測太陽活動、空間氣候和地磁研究的全套宇航設備；對“國際空間站”的7個俄羅斯艙段進行維護，持續運營至2024年，并以其中3個艙段為基礎，確保其在“國際空間站”退役后有能力成為獨立的軌道艙；研制最新型航天基礎設備，掌握關鍵生產工藝，確保所研制的運載火箭技術產品符合或超過世界同類水準等。

在國際合作方面，俄聯邦將繼續履行其在“國際衛星搜救系統”中承擔的國際義務，并在國際合作范圍內參與至少兩項火星、金星、水星和太陽的研究任務，并向行星或其衛星發射探測器，力爭從火衛一帶回土壤樣本等。

此外，主要任務還包括制定相應措施，用以縮短試驗設計工作周期，并采取有效措施，確保航天規劃順利實施。

3 俄羅斯航天系統應用現狀[11][12]

在世界航天史上，俄羅斯（蘇聯）創造了諸多“第一”：第一名宇航員飛向太空、第一次實現太空行走、建立人類歷史上第一個“太空軌道空間站”

然而在蘇聯解體后，由于俄羅斯的經濟衰退，航天工業整體水平迅速下降，航天系統的研制與應用每況愈下。截止目前，俄羅斯的航天系統基本還是主要以原先老舊系統為主，新的應用系統并不多見。下面分別從導航定位、通信遙感、深空探測、空間科學、載人航天、國際空間站六方面闡述俄羅斯航天系統的應用現狀。

3.1 導航定位

俄羅斯是全球發展衛星導航系統最多的國家，先后發展了旋風（Tsiklon）、帆（Parus）、蟬（Tsikada）、希望（Nadezhda）、海灣（Zaliv）和格洛納斯（GLONASS）等導航衛星系統，其中以GLONASS最為重要，也廣為人們所熟知。

截至2015年12月31日，俄羅斯在軌導航衛星共28顆，其中GLONASS-M衛星26顆、GLONASS-K1衛星2顆，提供定位導航授時服務的衛星23顆，其它全部為GLONASS-M型號。

3.2 通信導航

俄羅斯先后發展了信使（Gonets）、航向（Gals）和子午線（Meridian）等通信衛星。與此同時，俄羅斯開始積極嘗試通信衛星的商業化途徑，將全球快訊（Global Express）衛星的運營權移交給俄羅斯衛星通信公司（RSCC）。隨后，發展了亞馬爾（Yamal）衛星，在滿足自身衛星通信需求之余也對外提供商業衛星通信業務。

俄羅斯遙感衛星系統基本形成了一個較為完整的體系，但各系列衛星的實際在軌運行數量并不多。

3.3 深空探測

俄羅斯從20世紀50年代末就開始進行深空探測。在月球探測方面，俄羅斯共發射60余個以月球為主要目標的探測器，創下多項世界第一。在開展月球探測的同時，還對金星和火星開展了大量的探測活動。蘇聯是發射金星探測器最多的國家，創下多項世界第一。無論是首飛拍攝月球背面，首次金星和首次火星軟著陸都永載史冊。

近年來，俄羅斯為2016年發射的俄歐合作的地外火星ExoMars項目微量氣體軌道器(TGO)提供了兩個探測載荷，為2020年即將發射的火星快車提供了著陸器以及科學平臺。

3.4 空間科學

俄羅斯在空間科學領域進行了地球高層大氣研究尤其是大氣放電研究，并對地球磁層、電離層以及相互關系進行了研究，還對太陽活動進行了觀測和研究。

在空間天文觀測方面，任務主要集中在高能譜段的天文觀測，如2011年成功發射的光譜-R望遠鏡，能夠與位于俄羅斯、美國和澳大利亞等國境內的地面射電望遠鏡構成天地一體的觀測網，對宇宙射線源進行同步觀測。

在日地物理關系方面，國際宇宙系列等衛星對地球空間進行了全面的探測，尤其是地球電離層等區域的研究具有領先水平。

在空間科學實驗方面，光子系列等返回式衛星，為國際用戶搭載微重力科學實驗有效載荷，在空間生命科學和空間材料科學實驗方面做出重要貢獻。

3.5 載人航天

俄羅斯是載人航天領域的傳統強國，發展載人航天的歷史悠久、技術先進，擁有完備的載人航天工程體系，按照循序漸進的發展模式研制了一系列載人以及貨運飛船。俄羅斯在載人航天發展過程中最大限度地利用了成熟技術，通過東方飛船、上升飛船、聯盟飛船、進步飛船、禮炮空間站、和平空間站和國際空間站在載人航天領域獲得豐富的經驗和可靠的先進技術。

3.6 國際空間站

20世紀90年代至今，俄羅斯參與了人類歷史上最大的空間站——國際空間站的建造與運營，并開展了大規模的空間應用，取得了大量科學成果。

俄羅斯在國際空間站上占據了半壁江山，國際空間站上有俄羅斯的曙光號貨艙、星辰號服務艙、碼頭號對接艙、搜尋號和黎明號兩個小型研究模塊，其中“星辰號”是最主要的科研場所。

4 俄羅斯航天系統建設規劃[12][14]

4.1 “球體”星座集群系統[13]

2017年11月，俄航天局就發布了計劃構建“全球多功能信息和通信衛星系統”消息，號稱是俄羅斯版的一網星座。2018年5月，俄羅斯航天集團公司召開Ether（以太）通信系統項目推介會時稱，Ether系統由266顆衛星組成，6月就宣布在Ether系統基礎上推出由640顆衛星組成的“球體”衛星通信系統項目。“球體”是Ether系統項目的升級版，Ether將成為“球體”的子系統，負責組織移動通信和物聯網。它將成為英國OneWeb系統、伊隆·馬斯克Starlink系統的有力競爭者。

據俄羅斯衛星網2018年11月25日報道,據俄羅斯航天國家集團(俄航)11月25日新推出的一篇報告透露,俄航打算在“球體”全球衛星星座之內打造一個新衛星系統,稱為“馬拉松”,以進入物聯網市場。報告稱,針對物聯網市場來設計的這一全球性系統將同格洛納斯衛星導航系統、對地遙感系統、衛星通信系統和數據中繼衛星系統一同組成“球體”星座。報告未明確系統由多少顆衛星組成，擬在2028年建成的“球體”星座項目要求建造和部署約640顆衛星,以形成最優的遙感、通信和導航軌道集群。

“球體”項目包括“格洛納斯”衛星導航系統、地球遙感系統、“快車-RV”與“信使”衛星通信系統、“波束”中繼衛星系統、“馬拉松”全球物聯網系統以及“賽艇”寬帶接入系統。“球體”系統將使用低軌小衛星，使航天器能隨時隨地為用戶提供通信服務和光學觀測。

4.2 空間科學探測系統[12][14]

《2016－2025年俄羅斯聯邦航天規劃》提出未來計劃研制發射下列空間科學探測衛星：

①2顆用于天體物理科學研究計劃的衛星——光譜－RG（Spectr－RG）和光譜－UF（Spectr－UF）；

②2顆用于研究飛行過程中對不同機體產生失重和電離輻射綜合效應的衛星——生物－2和3（Bion－2、3）；

③8顆用于月球、火星和太陽系行星研究的探測器——“月球-全球”（Luna-Glob）、“月球-資源”（Luna-Resurs）軌道飛行器和著陸器（包括備份）、火星生物學－1和2（ExoMars－1、2）、“月球-土壤”（Luna-Grunt）和遠征－M（Expedition－M）；

④3 顆用于太陽全視野監測、太陽活動和空間氣象監測的衛星——“凱旋門”（ARKA）、“共鳴”（Resonance）和“羅曼諾索夫”（Lomonosov）。

根據早期規劃，俄羅斯將在2030年實現載人飛月，2035年前后進行載人火星探索以及2040年在月球上建立基地，開發月球資源，建立月球發射場等深空探測與科學研究任務均將推遲。