國外先進軌道轉移飛行器典型項目
前 言
軌道轉移飛行器
軌道轉移飛行器(Orbital Transfer Vehicle，OTV)又稱為太空拖船(Space tug)，其通常使用運載火箭發射入軌，擁有較強的在軌機動能力以及自主運行能力，是一種在軌道之間進行貨物與人員運輸的在軌飛行器。
軌道轉移飛行器除了進行最基本的空間在軌運輸服務，提供空間資源配置與協助航天器轉移至目標軌道外，還能作為空間武器裝備搭載平臺，部署反導武器和反衛星武器，在有作戰需求時快速投入戰斗。此外，軌道轉移飛行器還有望進行在軌服務，如在軌燃料加注、在軌航天器維修等。甚至，軌道轉移飛行器還可以破壞競爭對手的軌道資源，將對方衛星推離正常工作軌道。
軌道轉移飛行器主要功能
根據上述任務性質可知，軌道機動能力、自主導航、制導與飛行控制能力是軌道轉移飛行器的核心能力，如何進行空間推進系統與推進技術的研發、采用何種方式進行高精準自主制導，成為各國主要的研究方向。
美國Luncher航天公司軌道衛星部署器
軌道衛星部署器(Orbiter)是美國Luncher航天公司為太空運輸服務設計的飛行器，該飛行器計劃于2022年12月搭載SpaceX獵鷹9號火箭進行首次發射，后續還預計在2023年2月、2023年5月、2023年10月、2024年第一季度進行四次發射運載任務。
Orbiter
Orbiter的有效載荷能力高達400公斤，其設計了兩種裝在方式，可實現客戶衛星的裝載容量最大化。同時兼容市面上主流的運載火箭，例如獵鷹9號運載火箭、極軌衛星運載火箭、人族一號運載火箭、SSLV運載火箭、織女星運載火箭、阿爾法運載火箭以及該公司自行研發的Launcher Light運載火箭，可準確地將客戶航天器運輸至其精確軌道上。Orbiter可攜帶客戶衛星進行軌道高度機動、軌道傾角機動、軌道平面機動等多種機動方式。
多種機動方式
圖表：Orbiter主要參數
| 項目 | 參數 |
| 有效載荷接口 | 1m直徑的接口板 |
| 有效載荷能力 | 400kg |
| 軌道部署器質量 | 200kg |
| 姿態控制 | 三軸姿態控制 |
| 圖像 | 高分辨率攝像機 |
| 推進劑 | 乙烷和一氧化二氮化學推進，速度增量能夠達到500m/s |
| 通信鏈路 | S波段 |
| 功率 | 150w |
| 熱控方式 | 板載散熱器和散熱帶 |
資料來源：調研整理
歐空局自動轉移飛行器(ATV)
自動轉移飛行器(ATV)是歐空局研制的一種航天貨運飛行器，旨在為國際空間(ISS)提供補給以及后勤服務。在將物資運輸至ISS后，ATV將攜帶空間站垃圾，進行清運并銷毀。目前自動轉移飛行器一共進行了五次任務。
ATV由集成貨運艙(ICC)和服務艙(SSA)兩個艙段組成。貨運艙負責運送貨物，其最大承載能力為6.6t，服務艙位于飛行器尾部，主要包括動力系統以及電子設施。
| 項目 | 參數 |
| 直徑 | 4.5m |
| 長度 | 9.8m |
| 總質量 | 12039kg |
| 太陽能電池板跨度 | 22.3m |
| 加壓容積 | 48m3 |
| 運載火箭 | Ariane 5 ES |
| 返回方式 | 再入銷毀 |
資料來源：調研整理
俄羅斯“宙斯”核動力拖船
“宙斯”核動力太空拖船由俄羅斯國家航天集團和國家原子能集團聯合研制。據介紹，該拖船自2010年起開始研發，并于2018年完成了地面原型的設計與測試?！爸嫠埂焙藙恿μ胀洗A計2030年發射。
“宙斯”核動力太空拖船
根據公開數據表示，該拖船的核心是一個產生熱量的核反應堆，稱為“兆瓦級核能動力裝置”，然后通過機械渦輪或熱發射方法將熱量轉換為電能，該方法不涉及任何運動部件，雖轉化效率不如傳統渦輪機，但熱排放轉換更為簡單，也已經在俄羅斯核工業界應用成熟。與傳統航天器相比，核動力太空拖船的功率更大、續航時間更長、可運輸的有效載荷量更多，該系統的使用壽命預計為10～12年。
“宙斯”核動力太空拖船的第一個目的地是木星，任務計劃持續50個月。
小結
總之，外太空作為人類探索的新領地，隨著探索的逐漸深入，對空間任務的需求也會逐日提升。軌道轉移飛行器作為一種軌道空間機動方式，未來的應用需求會越來越多。通過以上對各國空間軌道飛行器的概述可知，各國根據自身科研強項，在軌道轉移飛行器的設計與研發制造方面都有所側重，力爭發揮本國的優勢。未來，我國也應大力發展軌道轉移飛行器，逐步形成成熟的空間機動與運輸能力，并建立具有威懾的空間攻防體系。
[5] ESA - Automated Transfer Vehicle.
文章來源：網絡
工程師必備
- 項目客服
- 培訓客服
- 平臺客服
TOP
