2023年國外航天領域發展綜述

李明華

（中國運載火箭技術研究院，北京，100076）

0 引 言

2023年，全球航天競爭態勢升級，航天發射次數再創新高，新型運載器技術快速發展，各國持續推進彈道導彈技術研發，新型導彈研發以及老舊型號的替換進程進一步加速，高超聲速武器化競爭態勢加劇，各國在高超聲速優勢領域頻獲重大突破。

1 航天運輸領域

2023年，世界航天發射活動持續快速增長，全球發射次數創下新紀錄，達223次。與此同時，重復使用運載器技術快速進步，重型運載火箭、主力新型運載火箭研制都取得新進展，成為助推航天領域持續快速發展的重要基礎。

1.1 美 國

2023年，美國繼續引領重復使用運載器和重型運載火箭的發展，航天發射能力持續快速提升。

a）繼續推進載人登月及深空探測規劃實施，SLS重型火箭基礎構型生產與演進構型研制并舉。

美阿爾忒彌斯協定新增8個簽訂國家［1］，總數增加至34 個，通過國際合作助推深空探測。DARPA 提出“10 年月球架構”研究計劃，授出14 份合同，打造月球商業服務。NASA 與DARPA 合作開展“敏捷地月操作演示驗證火箭”，授予洛·馬5億美元合同，用于研制核熱火箭發動機。NASA 同時推進SLS-1 火箭生產以及演進構型研制，3枚SLS-1火箭處于制造、裝配和測試等不同階段，第2 枚SLS-1 芯級完成總裝，計劃于2024 年11 月發射，SLS-1B 和SLS-2 演進構型采用的RS-25E 發動機、探索上面級、改進型固體助推器研制均取得新進展，為后續登月任務奠定基礎。

b）超重-星艦開展兩次入軌飛行試驗，關鍵技術和總體方案得到初步驗證。

超重B7+星艦S24在4月執行首次入軌飛行試驗，全箭飛離發射臺高度達39 km，但在起飛4 min 后解體，遭遇失利［2］。失利原因是超重助推級發動機艙推進劑泄露引發火災，最終導致火箭失控。11 月，SpaceX利用超重B9+星艦S25再次開展入軌試驗，助推級33 臺發動機全程持續工作，熱分離方案取得成功，星艦飛船級6臺發動機實現長程點火，但超重助推級在分離后自毀，未能返回，而星艦飛船級觸發自毀系統，未能入軌，試驗失敗。

c）獵鷹系列火箭年發射近百次，復用能力上限不斷取得新突破。

獵鷹9/獵鷹重型在2023 年共完成96 次發射，平均每4天發射1次，在9月達成月度發射10次的紀錄，且SpaceX計劃于2024年完成144次發射。獵鷹9一子級最大復用次數從2022年的15次提升至2023年的19次，復用狀態下近地軌道運載能力上限達18.4 t，獵鷹重型成功發射世界最大同步軌道通信衛星，發射質量達9.2 t［3］。

d）火神火箭等新型號研制取得新進展，重復使用火箭逐漸成為主流。

火神首飛箭在發射場先后完成芯一級射前加注、發射演練及短時點火試車，但由于上面級結構試驗件爆炸事故等因素影響［4］，首飛被推遲至2024 年。藍色起源加快新格倫火箭子級和部段的制造，并在LC-36 發射工位開展地面試驗，計劃2024 年實現首飛。火箭實驗室更新中子號火箭方案，調整氣動舵位置，采用更寬著陸支架，提高氣動性能、改善著陸穩定性。相對論航天退役人族-1小火箭，聚焦人族-R重復使用火箭研制，百噸級永世-R液氧甲烷發動機完成長程試車。新星完全復用火箭的二子級原型機完成高度約9 m的垂直起降低空跳躍。

e）戰術快響發射能力持續得到重視，但多個小型運載火箭發射遭遇失利。

美太空軍為“戰術響應空間”項目申請6 000 萬美元經費，用于研究24 h 內快響入軌技術。9 月，螢火蟲公司利用阿爾法小火箭為美太空軍執行“征服夜晚”任務，接到指令24 h內完成發射。不過，小型火箭可靠性問題愈發凸顯，電子號、運載器一號、RS1、人族-1等多型小火箭均遭遇發射失利。

1.2 俄羅斯

2023年，俄羅斯航天發射次數大幅下滑，但仍堅持發展重型火箭、新型主力火箭及重復使用技術。

a）國家航天集團再提發展重型運載火箭，且將采用重復使用技術。

葉尼塞重型運載火箭已獲批在2024年恢復研制，預計耗時8～10年，將具備重復使用能力。該項目最初在2020 年啟動，原計劃于2028 年首飛，近地軌道運載能力達103 t，但計劃被多次調整和延期。

b）聯盟號5 首飛時間推遲至2025 年，重復使用方案得到更多關注。

聯盟號5火箭一子級氧箱完成振動試驗，首臺飛行用RD-171MV液氧煤油發動機下線，但總體進展較為緩慢，首飛被推遲至2025 年。此外，俄利用安加拉A5 合練箭完成新發射工位的匹配性驗證，阿穆爾復用火箭發動機原型機即將完成總裝，飛控系統完成初步設計，馬克耶夫設計局恢復科羅納單級入軌垂直起降運載器的研制計劃。

1.3 歐 洲

歐洲阿里安系列火箭處于更新換代期，阿里安5火箭在完成最后一次發射任務后正式退役。阿里安6地面合練箭先后完成推進劑加注、4 s 短時長試車、426 s 長程試車等關鍵階段，首飛推遲至2024 年。織女星C火箭因二子級改進措施被驗證無效，復飛推遲至2024 年，導致歐洲發射能力出現斷檔。同時，阿里安集團已利用塞米斯垂直起降驗證機對普羅米修斯液氧甲烷發動機進行12 s試車，確認了發動機和驗證機的可行性。此外，阿里安重復使用火箭將在2030年后投入使用。

1.4 日 本

日本新型H3 火箭首飛，但因上面級發動機點火器和控制系統故障導致發射失敗；日本艾普斯龍S改進型火箭的二子級在地面試車中發生爆炸，導致原計劃2023年的首飛被推遲；JAXA啟動下一代主力運載火箭研發，采用一子級重復使用技術，計劃2030 年后替代H3 火箭；日本內閣發布太空政策文件，提出下一代火箭的關鍵技術包括重復使用技術、創新材料技術、液氧甲烷發動機技術和現代化生產能力。

1.5 其他國家

印度推進重復使用運載器領域的技術攻關，印度空間研究組織完成RLV-LEX驗證機著陸試驗，同時，ⅠSRO 對外公布未來垂直起降復用火箭方案，采用液氧甲烷動力和多發動機并聯方案。朝鮮新型火箭完成3次發射，前2次均失敗，第3次取得成功，將朝鮮軍事偵察衛星送入軌道。韓國軍方利用其首個固體運載火箭將質量為100 kg的軍事偵察衛星送入近地軌道。

2 彈道導彈領域

2023年，在世界局勢不穩定的背景下，各國在彈道導彈領域的競爭態勢逐漸加劇。美、俄等世界主要軍事大國加大戰略彈道導彈建設力度，鞏固戰略導彈的基石地位。印度著重穩固現有彈道導彈的技術水平，朝鮮延續高頻發射態勢，不斷展示導彈武器技術的提升。

2.1 美 國

2023 年，美國共開展7 次戰略彈道導彈飛行試驗，其中民兵3導彈4次，三叉戟2導彈3次，除民兵3導彈失敗1次外，其余全部成功。

a）美國民兵3 導彈發射失敗，暴露導彈可靠性問題。

美國空軍11 月發射了1 枚未攜帶核彈頭的民兵3導彈，導彈在試驗過程中出現異常后自毀，失敗原因未公布［5］。有民眾捕捉到圖像，顯示導彈發射后軌跡出現異常下降。該型導彈已服役超過50 年，雖經過多次改進，但仍面臨老化問題，此次是民兵3導彈近5 年來第3 次在試驗中出現問題，暴露出該導彈在可靠性方面可能存在一定問題。

b）哨兵導彈研制取得多項進展，預計將于2024年進行首飛。

諾·格公司在2月利用哨兵洲際彈道導彈的縮比模型，在模擬導彈發射條件下成功完成了一系列風洞試驗，驗證了數字建模和仿真能力，證明了哨兵導彈數字工程設計的成熟度。3 月，哨兵導彈一子級固體火箭發動機成功進行全尺寸靜態點火試驗［6］。哨兵計劃于2024年進行首飛。

c）美空軍研制新一代再入飛行器，提升導彈殺傷與突防能力。

美國空軍4月表示將研制搭載于哨兵洲際彈道導彈上的新一代再入飛行器和突防措施，重點提升精度、殺傷性能和生存能力。新一代再入飛行器將采用模塊化設計，未來可與哨兵武器系統以及后續新型核彈頭進行集成，極大提升突防能力。

d）美國新型戰術彈道導彈開始服役，陸軍遠程精確打擊能力將顯著提升。

美國陸軍12月接收了首批增量1型精確打擊導彈（PrSM）［7］，該導彈將逐步取代現役陸軍戰術導彈系統，提升美軍遠程精確打擊能力。增量1型精確打擊導彈采用單一高爆彈頭，射程可達500 km，后續發展的增量4型導彈射程可達1000 km。

2.2 俄羅斯

截止2023 年末，俄軍“三位一體”核力量現代化進程達到91%，開展6 次彈道導彈發射，其中亞爾斯2次、藍天1次、薩爾馬特1次、布拉瓦1次、伊斯坎德爾-M1次，除薩爾馬特導彈發射失敗外，其他全部成功。

a）薩爾馬特試射失敗，并未影響其服役進程的穩步推進。

據美媒“俄羅斯航天網”2 月份的消息，俄軍在普列謝茨克發射場秘密進行薩爾馬特導彈飛行試驗，結果失敗。但試驗失敗并未影響其部署進程，普京于2月稱：“第1枚薩爾馬特導彈及其發射系統正在投入戰斗值班。”12 月，第1 批薩爾馬特導彈正在俄克拉斯機械制造廠制造組裝，即將批量部署。薩爾馬特井基重型液體導彈最大射程18 000 km，可裝備15 枚威力達750 000 t當量的分導彈頭，也可裝備先鋒高超滑翔彈頭。

b）俄羅斯舉行戰略核力量演習，檢驗核打擊能力。

俄羅斯10 月舉行戰略核演習，從普列謝茨克發射場向庫拉靶場發射1枚亞爾斯洲際導彈，圖拉號戰略核潛艇從巴倫支海發射1 枚藍天潛射導彈，圖-95MS戰略轟炸機發射空基巡航導彈。俄官方稱，演習檢驗了軍事指揮機構的戰備水平、指戰人員領導與管理能力。

c）俄軍推進亞爾斯、先鋒導彈投入戰斗值班，并加快下一代海基戰略導彈研發進程。

2 月，普京簽署了一項“將新的陸基戰略武器系統投入戰斗任務”的法令。12 月，普京在國防部會議上表示，2023 年底，15 套亞爾斯洲際導彈和先鋒高超聲速導彈發射裝置及1枚井基亞爾斯導彈投入戰斗值班。與此同時，俄羅斯為增強海基核威懾力，加快下一代洲際潛射導彈研發進程，11 月，利用新型北風之神-A級戰略核潛艇在白海水下成功發射1枚布拉瓦導彈來檢驗這一即將服役的新型潛艇與導彈適配性。

d）俄羅斯首次境外部署伊斯坎德爾-M導彈，以核能力威懾北約各國。

普京3月宣布，應白俄羅斯總統要求，俄羅斯將在白俄羅斯領土上部署戰術核武器，這是自俄羅斯建國后首次境外部署戰術核武器。5月，已有1個伊斯坎德爾-M導彈旅部署到白俄羅斯，包含12套導彈發射系統。

2.3 歐 洲

2023年，英國加強了對三叉戟2潛射彈道導彈的延壽改進，包括導彈關鍵部件維護和發動機延壽等，使其可服役至2040 年后，以確保英海軍的海上威懾能力。英國還計劃將三叉戟2導彈攜帶的核彈頭數量增加40%，同時正在建造4 艘新型無畏級戰略核潛艇替代現役核潛艇，首艇計劃在2030年初服役。

法國海軍于11月成功進行了新型M51.3潛射彈道導彈的首次飛行試驗［8］，M51.3是M51系列洲際彈道導彈的最新型號，強化了針對導彈防御系統的突防能力，具備更大的射程和更強的生存能力，將有助于在未來幾十年里保持法國海基威懾的可信度。

2.4 其他國家

2023年，印度共開展4次彈道導彈試射，全部取得成功，其中成功試射烈火-P中程彈道導彈1次。烈火-P 中程彈道導彈是烈火系列彈道導彈的最新改進型，射程為1 000～2 000 km，可由鐵路或公路機動發射，未來將逐步取代烈火-1彈道導彈。2023年印度首次實現該導彈夜間發射，驗證了其快速反應能力與實戰能力。

2023 年，朝鮮成功開展16 次彈道導彈試射，其中11 次近程彈道導彈試射、5 次洲際彈道導彈試射，洲際彈道導彈試射包括1 次火星-15、1 次火星-17 和3 次火星-18。其中，火星-18 新型固體洲際彈道導彈首次公開，是朝鮮第1款固體洲際彈道導彈，射程超過15 000 km，可覆蓋美國全境，展示出朝鮮不斷提升的戰略導彈研制能力。

韓國完成新型玄武-5彈道導彈研發工作，并計劃從2023 年底開始批量生產，預計年產量70 枚，部署總量200枚。玄武-5彈道導彈是韓國三軸體系的重要組成部分，旨在打擊對手地下指揮中心、核導彈基地和其他關鍵設施。玄武-5導彈的成功研發，標志著其三軸體系建設得到進一步發展。

3 高超聲速技術領域

2023年，各國在高超聲速武器技術領域的競爭愈發激烈，各國均以不同的方式加快高超聲速武器的實戰化進程，高超聲速領域成為新質武器競爭焦點。

3.1 美 國

美國頻繁開展高超聲速飛行試驗，圍繞高超聲速武器的規模批產發展，持續進行技術攻關與試驗，全力追求在高超聲速領域的領先地位。

a）美軍提升高超聲速武器飛行試驗頻次，大力推動高超聲速滑巡武器的研發部署進程。

美軍高超聲速滑翔導彈飛行試驗共進行6次，空軍空射快速響應武器項目1 次失敗，2 次結果未明，該項目發展前景并不明朗［9］，空軍后續將重點發展高超聲速巡航導彈；陸軍遠程高超聲速武器飛行試驗接連3 次推遲，但仍有可能在2024 年實現部署；DARPA高超聲速巡航導彈原型機成功試飛1次，為美國海空軍大力發展高超聲速巡航導彈奠定基礎。

b）美國全面發展高超聲速技術，在試驗條件建設、推進系統研究、先進材料開發等方面取得突破進展。

美軍為解決高超聲速試驗能力不足的問題，大力推動高超聲速試驗體系建設，一方面開設新型高超聲速技術設施提升地面試驗能力，另一方面發展Talon-A 等多個高超聲速飛行試驗平臺項目，提升飛行試驗能力。推進系統領域，美國商業公司推出雷神之錘、德雷珀等多款新型高超聲速發動機；赫爾墨斯公司對夸特馬高超聲速飛機提前開啟動力測試，測試馬赫數達到4；通用公司成功完成旋轉爆震雙模沖壓高超聲速發動機的地面臺架試驗［10］。先進材料領域，美陸軍利用近凈成形3D 編織技術發展熱防護材料；美海軍尋求開發碳-碳材料的新型熱防護替代品；DARPA 發展發汗冷卻技術，用于導彈端頭熱防護系統［11］。

3.2 俄羅斯

俄羅斯持續推動高超聲速武器的實戰部署，進一步增強本國高超聲速打擊能力。在俄烏沖突中，匕首高超聲速導彈屢屢亮相，與美制愛國者反導系統展開了激烈的攻防對抗，俄軍還拓展利用蘇-34 戰機執行匕首作戰任務，并提高導彈產量，提升匕首高超聲速導彈的作戰能力。俄羅斯推動鋯石高超聲速導彈裝備至新型潛基發射平臺，公開先鋒高超聲速導彈部署畫面，展示其高超聲速打擊能力，增強對外威懾。

3.3 其他國家

法國成功開展V-MaX 高超聲速滑翔飛行器首飛，未來可部署于海軍水面艦艇，V-MaX 2可能將于2024年底或2025 年初進行飛行試驗；英國制定“高超聲速技術與能力發展框架”倡議，投資10 億英鎊加速高超聲速技術發展，計劃通過采購、合作以及自研3 條路線獲得高超聲速打擊能力；瑞士開展少女峰高超聲速飛機飛行試驗，成功驗證氫燃料加力燃燒室性能，其10 m長原型機將于2024年試飛。

伊朗開展高超聲速導彈試驗，相繼公開法塔赫和法塔赫-2兩型高超聲速導彈，其中法塔赫導彈最大射程達1 400 km，馬赫數可達13～15；印度對其由超燃沖壓發動機提供動力的高超聲速技術演示飛行器開展第3次飛行試驗，但試驗結果未公布；日本授予三菱重工兩份合同，計劃在2030 年和2031 年先后擁有高超聲速滑翔導彈和高超聲速巡航導彈；澳大利亞Hypersonix 公司成功接收采用高溫陶瓷基復合材料制造的氫動力斯巴達超燃沖壓發動機的技術驗證機，助力其高超聲速飛行器的快速發展。

4 2024年展望

航天運輸領域，火神、阿里安6、新格倫等新型火箭將執行首飛，SLS-1 重型火箭或將執行首次載人繞月發射，超重-星艦計劃執行第3次發射，獵鷹9/獵鷹重型發射次數還將再度提升。

彈道導彈領域，美國哨兵洲際彈道導彈可能首飛，“三位一體”核力量現代化進程進一步推進。俄羅斯將重點推進薩爾馬特新型戰略導彈的部署，加快亞爾斯戰略導彈對白楊M導彈等現役陸基導彈系統的替換更新。其他國家將進一步提升新型彈道導彈的技戰術水平并推進新技術論證進程。

高超聲速技術領域，美國將部署陸基遠程高超聲速武器，并持續推動多個項目快速發展，尋求高超聲速技術優勢；俄羅斯將以增強高超聲速打擊能力為目標，穩步推進匕首、鋯石、先鋒導彈的作戰部署和運用；其他國家將通過各種方式，持續提升高超聲速技術成熟度。