来源 | 中国航天报(2017年7月22日/第002版)
作者 | 郑本昌
独辟蹊径的加拿大航天工业
近日,据美媒报道,加拿大将为美国宇航局计划于2022年发射的下一代火星探测器研制雷达仪器,目的是用于研究火星表面和地下土壤,有助于绘制火星表面高分辨率图像,这也将使加拿大能够为未来火星探测器的着陆提供关键地质信息。
谈起世界航天大国和组织,大多数人想到的是美国、俄罗斯、中国及欧空局等这些耳熟能详的名字,而对于加拿大这一西方传统工业国家在航天领域的发展则所知甚少。那么,加拿大的航天工业实力到底如何呢?
加拿大的航天发展有着辉煌的历史,国际空间站上安装的加拿大机械臂和部分零部件,都证明了加拿大在国际航天领域的地位。在地球观测、太空机器人、太空科技和探测、卫星通讯等方面,加拿大的航天公司都因先进的技术和能力闻名世界。
目前,航天是加拿大的优势工业,在社会发展中发挥了重要作用。加拿大航天工业年产值达34亿加元,提供直接就业岗位8000多个,80%的产业收入来自卫星通讯服务,其出口占全世界市场的50%,主要销往美国和欧洲市场。
加拿大航天活动始于上世纪50年代末,当时主要研制国内通信卫星和利用外国对地观测卫星。1962年9月28日,加拿大使用美国火箭发射了该国的第一颗人造卫星"云雀号",用以研究太空电离层对地球的影响。
另外,由于加拿大国土辽阔,为解决全国范围的通信联络和电视广播,政府于1969年和一些私营电信公司联合成立了名为"加拿大电信星实体"的管理机构,领导研制国内卫星系统,卫星定名为"阿尼克"。
第一代阿尼克号通信卫星共4颗,1972年11月至1978年,由美国宇航局代为发射进入地球静止轨道,并相应建立了50个卫星通信地球站,使加拿大成为了世界上第一个实现国内卫星通信的国家。
上世纪80年代初,加拿大开始试验第二代国内通信卫星阿尼克B号和阿尼克C号,到1984年加拿大共发射了13颗人造卫星。
另外,加拿大还和美、苏、法等国合作研制搜索营救卫星,发展导航技术设备并为包括美国在内的世界很多国家研制航天专用设备。
空间机器人技术是加拿大航天工业的一张名片,加拿大空间机器人项目的开展以美国的航天飞机和国际空间站为载体,其研制的太空机械臂即加拿大机械臂一和加拿大机械臂二堪称世界上最先进的太空维修和飞行器对接机器人。
安装在国际空间站上的“加拿大机械臂-2”
加拿大机械臂早在1981年的STS-2任务中就正式登场。同年,由美国航天飞机携带的一套由加拿大斯巴宇航公司研制的加拿大机械臂一发射升空,这是世界上第一个实用的空间机械臂。加拿大机械臂一总长度15.2米、直径0.38米,自重410公斤,该机械臂最初具备部署释放或抓取332.5公斤载荷的能力。
美国航天飞机曾在执行的50多次太空飞行任务中使用了加拿大机械臂一,通过航天飞机上的航天员操作,该机械臂实现了对哈勃太空望远镜的维修、配件更换和升级、国际空间站建造等大量的空间在轨服务任务,是迄今为止世界上最先进的太空机器人系统。
从1981年到1993年,加拿大总共向美国宇航局提供了4套加拿大机械臂,其新一代加拿大机械臂二机械臂也于2001年被安装在国际空间站上。
美国宇航局对加拿大研制的太空机械臂的评价十分高,认为它是建立和维护国际空间站的关键,是一个更大、更灵活的太空移动服务系统,它能够处理大量的有效载荷,并帮助停靠航天器。
因此,加拿大机械臂作为空间机械臂的开路先锋,显示了机械臂广阔的使用范围和巨大的发展潜力,极大地促进了太空机械臂的发展,此后的美国、苏联空间站设计都带有空间站机械臂。
此外,加拿大MDA公司还与美国宇航局签署了合同,为喷气推进实验室研制用于火星车的机器人样本处理组件。该组件可以操纵、评估、封装、存储、释放、收集火星土壤和岩石样本,目的是在一个脏乱,尘土飞扬以及极端温度变化的环境中运行。
目前,加拿大看准国际航天未来的发展形势,并结合自身特色,于2014年2月由加拿大工业部制定发布了《加拿大航天政策框架》,目的是为加拿大未来的航天发展明确方向,确保加拿大持续开展在太空探索、太空商业化和技术开发方面的活动。
在《框架》中,加拿大制定了未来航天活动开展的五项原则:
第一,以加拿大的利益为首要出发点;
第二,将私人航天活动定位在航天活动前沿;
第三,通过合作发展航天工业;
第四,在关键能力上保持优势;
第五,激励加拿大民众,以便让更多年轻人投身航天事业。
在执行层面上提出了商业化航天道路,坚持技术创新保持技术优势,持续开展先进系统和科学设备研制等策略,主要目的是强化加拿大航天在遥感、通信和太空机器人等技术领域的优势地位,扩大合作范围,激励民营资本参与,保持强化加拿大在国际航天界受欢迎的地位。
因此,纵览加拿大航天工业发展轨迹,可以发现,加拿大在遥感探测、卫星通信、太空机器人等技术方面具备很强的实力,但并没有形成完整的航天发展体系。
1963年10月出生于蒙特利尔的佩耶特将是加拿大联邦成立150年以来的第29任总督,也将是第四位女总督。她将于2017年秋天就职,接替已任总督7年的约翰斯顿。佩耶特曾两度飞入太空,亦曾担任加拿大航天局首席航天员。图为佩耶特任航天员时的官方照片。
虽然,加拿大曾一度提出要发展运载火箭,但并没有正式实施,目前也并没有独立的进出太空的能力。不过,加拿大独辟蹊径,着重在某些技术方向发力,形成了独具特色的加拿大航天工业,在国际航天界也赢得了良好的声誉。
本文转载自“中国航天报(2017年7月22日/第002版)”,原标题《独辟蹊径的加拿大航天工业》,作者 | 郑本昌
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