2024年1月4日,哈佛-史密森天体物理中心的天文学和天体物理学家乔纳森·麦克道尔发布了最新研究成果——《2023年全球太空活动年度报告》。报告提出,2023年美国太空发射和卫星入轨数量位居全球首位,其分析数据主要基于以下几个方面:一是2023年全球太空发射次数创新纪录;二是2023年全球成功入轨的卫星数量也创下新高;三是太空“编入目录”物体(直径大于10厘米、可被追踪到的物体)总数同比2022年有所增加,其中包括有效载荷和危险的太空垃圾;四是全球发射分为四个类别,即政府发射、政府签约的商业发射、携带政府有效载荷的商业发射和纯商业发射。本文对此报告内容进行了摘编整理。

一、轨道发射情况

(一)主要国家发射情况统计

2023年,全球共进行了223次太空发射,其中212次进入了轨道。表1为2016年至2023年主要国家轨道发射数据情况,其中2023年全球太空发射次数创新纪录,共计223次(美国109、中国67、俄罗斯19、印度7、欧洲3、朝鲜3),高于2022年的186次;表2为2016年至2023年主要国家入轨卫星数据情况,其中2023年全球成功入轨的卫星数量创下新高,达到2917颗(美国2234、中国213、俄罗斯67、欧洲253、印度9、朝鲜1),高于2022年的2485颗入轨数量。

(二)发射类别

报告中细分了全球发射的四个类别,即政府发射、政府签约的商业发射、携带政府有效载荷的商业发射和纯商业发射。据统计,2023年全球各国共进行了223次轨道发射任务,其中78次由政府进行,11次由商业公司根据与政府签订的合同进行,其余发射未提及具体划分情况。

二、卫星情况统计

(一)主要国家卫星有效载荷情况

2014年至2023年,主要国家发射的有效载荷和部署的有效载荷均有较为明显的增长趋势,其中2023年主要国家发射的有效载荷已达到2911,部署的有效载荷数量2897,具体见表3和表4所示。

(二)主要国家卫星所有权情况

据统计,2023年实际部署的卫星归53个国家所有。研究人员认为,划分为以下几个梯队能够更好的表现出主要国家在卫星所有权上的情况:第一梯队由四个主要太空强国组成,国家及拥有的卫星数量分别是美国(2232)、中国(211)、俄罗斯(67)和西欧国家(252);第二梯队由3个主要国家组成,国家及拥有的卫星数量是分别是印度(9)、日本(16)和东欧国家(14);剩余其他国家归为一个梯队。

三、主要的军事太空活动

军事卫星除情报收集活动外,还包括导航、通信和技术开发等任务。下面分别从太空监视卫星、光学成像卫星、雷达成像卫星、信号情报卫星等方面简要概述2023年主要的军事太空活动。

(一)太空监视卫星

截至2023年9月2日,美国太空发展局(SDA)累计共发射19颗“传输层”通信卫星和4颗带有导弹跟踪有效载荷“跟踪层”卫星。此外,美太空部队和美国家侦察局发射了3颗“沉默巴克”监测卫星,旨在监测地球同步轨道上的活动。

(二) 光学成像卫星

2023年6月,美国的两颗小型MISR情报卫星由SpaceX运载工具发射升空;2023年3月29日,俄罗斯发射了小型EMKA成像卫星“宇宙-2568”(Kosmos-2568),3月23日和12月21日发射了两颗“猎豹”(Bars)地形测绘卫星,11月25日发射了可能是首颗“拉兹丹”(Razdan)高分成像卫星;哥伦比亚空军于4月15日在其共享任务中部署了小型FACSAT-2成像仪;埃及于2月24日和3月13日分别发射了两颗“荷鲁斯”(Horus)成像卫星;韩国于12月1日搭载猎鹰9号发射了425光电/红外卫星;伊朗革命卫队于9月27日发射了“诺尔”(Noor 3)号成像卫星;朝鲜三次发射“千里马-1”(Manligyeong-1)成像卫星,最后一次于11月21日成功入轨。

(三) 雷达成像卫星

2023年1月26日,日本发射了IGS雷达成像卫星;3月28日,以色列发射了Ofeq-13雷达成像卫星;12月24日德国发射了SARah-2和SARah-3卫星。

(四) 信号情报卫星

2023年6月22日,美国家侦察局发射了一颗大型地球静止信号情报卫星,据推测可能属于“奥莱恩”(ORION)系列;3月12日,俄罗斯发射的“射线-5x”是一颗地球静止信号情报有效载荷;10月27日,俄罗斯发射了“莲花-S1”(Lotos-S1) 系列“宇宙-2570”(Kosmos-2570)卫星。

(五) 2023年美国卫星编号

1984年开始,美国将编号用于军事卫星,主要目的是掩盖其任务。表5是2023年分配的美国卫星名称索引,其中包括早先发射但在2023年部署并编入目录的卫星。

四、科学计划卫星及深空计划

(一) 科学计划卫星

本年度发射的主要科学有效载荷是欧空局的欧几里得(Euclid)太空望远镜。该望远镜具有测量星系的特性,并能够驻扎在日地L2点。日本的XRISMX射线卫星已发射升空,开始测试X射线微量热计。同时,其他国家也纷纷开始发射一些小型科学卫星,其中包括麻省理工学院林肯实验室的托帕克斯卫星、韩国的“世界”(SNIPE)有效载荷卫星、莫斯科大学的辐射监测立方体卫星以及澳大利亚的“精灵”(SPIRIT)立方体卫星等。

(二) 深空计划

全球各国的主要深空计划,涉及以下:

- 欧空局的“木星冰卫星”(JUICE)任务,向木星发射。

- 印度的“月船3号”(Chandrayaan-3)月球任务发射升空。

- 印度的“太阳神-L1”(Aditya-L1)空间物理飞行任务,向日地拉格朗日点发射。

- 俄罗斯的“月球25号”任务,向月球发射,但着陆器因指挥失误而坠毁。

- 美国家航空航天局的“埔塞克”(Psyche)小行星任务发射升空。

五、 轨道交通、碎片和衰减情况

截止2023年底,共有7898个在轨或非在轨物体被列入“编入目录”(注:编入目录是指直径大于10厘米、可被追踪到的物体),已知在轨物体的总质量增至12108吨。图1显示了碎片数量在1960年至2023年之间的变化情况,其中星链是一个特殊的类别,其主要特点为数量多且相对集中;图2显示的是2005年~2023年间,低地球轨道碎片和活动卫星数量的变化情况。

图1 1960年~2023年之间在轨太空碎片数量变化图

图2 2005年~2023年期间,低地球轨道碎片和活动卫星数量

如上文所述,2023年,在223次发射任务中有212枚火箭成功将有效载荷送入了轨道,研究人员在报告中也同时提到了轨道的类别,即SSO(太阳同步低地球轨道)、ISS(国际空间站发射)、LSS(其他低轨道空间站,目前只有中国的一个),其他LEO(除SSO和ISS/LSS外的低地球轨道);地球转移轨道(GTO)、超同步转移(初始远地点远高于地球同步轨道的地球转移);直接地球同步轨道(运载火箭末级将有效载荷直接部署在地球静止轨道)、12小时环形中近地轨道(GPS使用的轨道)、闪电椭圆轨道和深空轨道(约15万公里以外和其他高轨道)。

编译:翎

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