王 丹，宋政吉，穆京京

（1. 北京空間飛行器總體設(shè)計部，北京 100094； 2. 中國航天科技集團有限公司，北京 100048）

0 引言

航天器系統(tǒng)復雜，技術(shù)先進，研制成本高且運行于極端惡劣且復雜的太空環(huán)境中，因此通常需要經(jīng)過地面試驗和空間試驗才能得以應(yīng)用。其中，空間試驗可為航天器系統(tǒng)的研制和發(fā)展積累飛行經(jīng)驗，從而降低衛(wèi)星研制成本、減小實際應(yīng)用的運行風險。發(fā)射技術(shù)試驗衛(wèi)星開展衛(wèi)星空間試驗，通常是一個國家進入航天領(lǐng)域，掌握航天基礎(chǔ)技術(shù)的第一步。

隨著航天技術(shù)的進步和對太空認知的加深，現(xiàn)有的試驗技術(shù)體系已經(jīng)無法滿足我國空間科學技術(shù)發(fā)展需求，迫切需要建設(shè)一個服務(wù)于我國空間活動的基礎(chǔ)性太空試驗平臺。具體表現(xiàn)在：1）部分空間科學、技術(shù)與應(yīng)用的基礎(chǔ)性原理認識尚不清晰，亟需通過空間試驗平臺開展共性試驗驗證；2）空間科學、空間探索及空間應(yīng)用技術(shù)對空間試驗的需求廣泛，迫切需要統(tǒng)籌規(guī)劃和頂層設(shè)計，形成空間試驗體系；3）目前的空間試驗對我國空間技術(shù)進步的拉動力不足，需要通過空間試驗平臺建設(shè)推動航天技術(shù)更新和能力提升。欒恩杰院士于2016 年首次提出“太空試驗場”的概念，希望通過構(gòu)建統(tǒng)籌管理空間試驗的平臺，系統(tǒng)規(guī)劃并主導后續(xù)空間試驗任務(wù)，以避免重復建設(shè)，加快技術(shù)升級速度。太空試驗場的核心是共享和協(xié)調(diào)。共享內(nèi)容包括技術(shù)成熟度和應(yīng)用信息、可以公開的技術(shù)方案和實現(xiàn)方式，以及公用基礎(chǔ)設(shè)施和服務(wù)等；協(xié)調(diào)是在共享信息和技術(shù)能力的基礎(chǔ)上，互相取長補短，統(tǒng)籌發(fā)展。

目前，國外已開展的一些航天計劃在不同程度上進行了空間試驗的協(xié)調(diào)和統(tǒng)籌，包括美國國防部開展的“空間試驗計劃”（Space Test Program，STP）、德國航天局開展的“在軌驗證計劃”（On-Orbit Verification，OOV）以及日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省開展的“宇宙環(huán)境可靠性驗證集成系統(tǒng)”（Space Environment Reliability Verification Integrated System，SERVIS）等。這些計劃通過建立統(tǒng)籌管理空間試驗的平臺，為太空試驗設(shè)立項目或提供飛行機會，達到減少重復和降低成本的目的。

我國要建設(shè)成航天強國，就需要有對空間各疆域要素的全面認知，而建設(shè)太空試驗場可以對空間科學、空間探索和空間應(yīng)用等領(lǐng)域的空間試驗進行綜合規(guī)劃和頂層設(shè)計，促進統(tǒng)籌有序發(fā)展和技術(shù)進步，提升空間資源應(yīng)用效率。因此有必要明確太空試驗場概念和內(nèi)涵，梳理試驗場框架，提出發(fā)展路線建議，為我國綜合利用空間資源、建設(shè)航天強國提供支撐。

1 國內(nèi)外空間試驗現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

1.1 國外總體情況

太空是技術(shù)轉(zhuǎn)化、科學進步的天然試驗場。美國等發(fā)達國家一直把太空作為空間技術(shù)的試驗基地，開展了如國際與日共存計劃（International Living With a Star, ILWS）、詹姆斯·韋伯空間望遠鏡（James Webb Space Telescope, JWST）和漸進式火星系列任務(wù)等多種空間項目和計劃，試驗了多種先進技術(shù)并將其推廣應(yīng)用。

ILWS 計劃是國際空間物理界聯(lián)合實施的、旨在研究太陽與地球空間環(huán)境關(guān)聯(lián)與耦合機制的研究計劃，美國與歐洲各發(fā)達國家均參與其中，所觀測的范圍覆蓋太陽背面、L1 點、地球極區(qū)和地球磁尾等。

JWST 是紅外線太空望遠鏡，于2022 年7 月中旬正式投用使用，其主要任務(wù)是調(diào)查作為大爆炸理論的殘余紅外線證據(jù)（宇宙微波背景輻射），即觀測今天可見宇宙的初期狀態(tài)。作為新一代空間望遠鏡的代表，JWST 采用的可展開大型鏡面技術(shù)、大型遮陽屏技術(shù)、波陣面?zhèn)鞲屑扮R面精確控制技術(shù)等，將廣泛用于未來的空間望遠鏡。

為確定人類在火星表面生存應(yīng)具備的能力和所需的系統(tǒng)，美國NASA 基于“漸進式火星系列任務(wù)”擬開展一系列技術(shù)試驗，其中有4 個主要增量：一是依賴地球，利用國際空間站進行長期載人研究，主要涉及乘員健康和生命保障系統(tǒng)；二是試驗場，側(cè)重于利用環(huán)月球空間，開發(fā)和驗證獨立于地球之外所需的能力，驗證的主要內(nèi)容是航天發(fā)射系統(tǒng)、“獵戶座”乘員艙和小行星重定向任務(wù)；三是獨立于地球之外，實現(xiàn)對火星附近的探索；四是從探索到移民的轉(zhuǎn)變，延長人類在火星附近的活動時間并最終在火星表面上不斷減少對來自地球資源的依賴。

NASA 認為，通過建立試驗場的系列規(guī)范和準則，合理利用資源，可確保所投資項目的經(jīng)濟性和有效性，并在未來幾十年內(nèi)大幅度提高項目的成功率和投資收益，實現(xiàn)載人火星探測。

國外空間技術(shù)試驗衛(wèi)星總體概況如圖1 所示，給出了在空間技術(shù)試驗領(lǐng)域，美國、俄羅斯、歐洲的主要技術(shù)試驗衛(wèi)星體系，以及印度和日本等國家的遙感、導航等專項試驗情況。

圖1 國外空間技術(shù)試驗領(lǐng)域概覽Fig. 1 Survey of space technology testing field

美國發(fā)展技術(shù)試驗衛(wèi)星的突出特點是：形成了以專用技術(shù)試驗衛(wèi)星系列為主，包括載人航天器平臺搭載及各種應(yīng)用衛(wèi)星系列在內(nèi)的種類相對齊全的技術(shù)試驗衛(wèi)星體系。近幾十年來陸續(xù)制定的多個技術(shù)試驗衛(wèi)星發(fā)展計劃中比較著名的有林肯試驗衛(wèi)星（LES）、應(yīng)用技術(shù)試驗衛(wèi)星（ATS）、空間試驗計劃（STP）和新盛世計劃（NMP）等，研制和發(fā)射了大量的技術(shù)試驗衛(wèi)星。

OOV 是德國的一項國家航天計劃，目的在于為應(yīng)用于空間項目的新技術(shù)方案提供試驗機會，特別是高新技術(shù)的在軌驗證。該計劃的關(guān)鍵元素是以微衛(wèi)星“技術(shù)試驗載體”（technology experiment carrier,TET）作為平臺的驗證飛行。

蘇聯(lián)/俄羅斯全面發(fā)展了通信廣播、導航定位、民用遙感、軍事偵察、數(shù)據(jù)中繼、導彈預警、載人航天、空間探測等航天器系列，早期發(fā)展規(guī)模較大，部分領(lǐng)域的技術(shù)水平居領(lǐng)先地位，有長期、穩(wěn)定的空間技術(shù)整體發(fā)展戰(zhàn)略和發(fā)展計劃以及穩(wěn)定、連續(xù)的投資，而且對技術(shù)方向的趨勢有系統(tǒng)、專門的跟蹤研究。

印度始終把航天視為展示綜合國力、提升大國地位的舞臺。印度發(fā)展試驗衛(wèi)星的主要特點是與應(yīng)用衛(wèi)星發(fā)展密切協(xié)調(diào)一致。比如：初期針對通信基礎(chǔ)設(shè)施落后的問題，重點發(fā)展通信系列的試驗衛(wèi)星，解決通信衛(wèi)星發(fā)展的技術(shù)問題；后來則將重點轉(zhuǎn)向軍民遙感類衛(wèi)星，制定了包括技術(shù)試驗衛(wèi)星（TES）等在內(nèi)的試驗計劃；近期隨著對載人航天的涉足，著手制定衛(wèi)星回收試驗（SRE）等技術(shù)驗證計劃。

日本目前已經(jīng)形成專門的、穩(wěn)定的技術(shù)試驗衛(wèi)星系列，并主要依靠技術(shù)試驗衛(wèi)星系列進行包括通信、遙感等各種應(yīng)用衛(wèi)星的工程技術(shù)試驗。日本在微小衛(wèi)星技術(shù)、空間光通信技術(shù)、大型通信平臺、移動通信和廣播技術(shù)、寬帶多媒體技術(shù)、商用現(xiàn)貨（COTS）產(chǎn)品等領(lǐng)域大力開展技術(shù)研發(fā)，是為數(shù)不多的技術(shù)試驗衛(wèi)星比較發(fā)達的航天國家，形成了以綜合型空間技術(shù)試驗衛(wèi)星——工程試驗衛(wèi)星（ETS）和空天飛機兩大系列為主，包括通信廣播工程試驗衛(wèi)星（COMETS）、光學軌道間通信技術(shù)試驗衛(wèi)星（OICETS）等一系列通信試驗衛(wèi)星等的體系。

1.2 我國空間試驗總體情況

我國的空間試驗任務(wù)按任務(wù)目標不同主要分為空間科學類、技術(shù)驗證類以及與國計民生相關(guān)的應(yīng)用類試驗任務(wù)；按支持渠道不同有軍用、民用和企業(yè)自主等類別；按空間技術(shù)試驗渠道有平臺系列、載人航天器或應(yīng)用衛(wèi)星搭載等多種形式。目前我國在新技術(shù)試驗衛(wèi)星發(fā)展領(lǐng)域已形成的體系框架如圖2 所示，其中企業(yè)自主技術(shù)試驗衛(wèi)星系列和民用技術(shù)試驗衛(wèi)星系列剛剛起步。對于以驗證國家航天每個“五年”計劃發(fā)展成果、提升衛(wèi)星系統(tǒng)能力、解決衛(wèi)星共性問題為目標的民用技術(shù)試驗衛(wèi)星系列，還需要從國家層面長遠規(guī)劃，嚴格試驗項目遴選標準，充分進行地面和在軌驗證，合理利用有限資金，強化基礎(chǔ)，提升航天技術(shù)能力。

圖2 我國空間技術(shù)試驗體系框架Fig. 2 Framework of space technology test system

隨著我國空間技術(shù)的發(fā)展，我國的空間科學活動經(jīng)歷了從應(yīng)用衛(wèi)星搭載研究到研制專用科學衛(wèi)星的發(fā)展過程，已有包括“實踐”系列科學衛(wèi)星、雙星探測計劃的探測衛(wèi)星、育種衛(wèi)星，以及中國科學院空間科學先導科技專項系列專門用于科學實驗的衛(wèi)星等。在空間輻射環(huán)境天基探測方面，自1971 年3 月發(fā)射“實踐一號”科學試驗衛(wèi)星以來，現(xiàn)已發(fā)射30 余顆搭載星和探測衛(wèi)星開展了航天器軌道包括高能帶電粒子、低能帶電粒子、太陽X 射線，以及單粒子效應(yīng)、衛(wèi)星表面充電、輻射總劑量等空間輻射環(huán)境及效應(yīng)研究，尤其是利用“神舟”飛船搭載載荷和“實踐”系列衛(wèi)星獲得了寶貴的數(shù)據(jù)。在地球空間磁層電場、磁場和粒子探測方面，我國開啟了地球空間雙星探測計劃，通過與歐空局的4 顆Cluster探測衛(wèi)星協(xié)同，首次實現(xiàn)了人類歷史上對地球空間的6 點聯(lián)合探測。雙星探測計劃的主要科學目標是用高分辨率的儀器在近地空間的主要活動區(qū)探測場和粒子的時空變化；研究磁層亞暴、磁暴和磁層粒子暴的觸發(fā)機制及磁層空間暴對太陽活動和行星際擾動的響應(yīng)過程；建立地球空間環(huán)境的動態(tài)模式。另外，我國的空間科學先導專項自2011 年啟動以來在一些科學熱點領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了創(chuàng)新突破，推動了空間科學、空間技術(shù)和空間應(yīng)用的全面發(fā)展。

1.3 小結(jié)

總體來說，國際空間試驗的發(fā)展呈現(xiàn)以下趨勢：

1）空間試驗驗證體系不斷發(fā)展完善

美國等國家持續(xù)完善空間技術(shù)研發(fā)、驗證、應(yīng)用的試驗體系，以應(yīng)對當前空間技術(shù)試驗領(lǐng)域多樣、試驗項目成系列、試驗平臺通用和專用并存的局面，加強統(tǒng)籌管理空間技術(shù)試驗工作，注重頂層規(guī)劃，根據(jù)具體國情開展與本國航天發(fā)展規(guī)模相適應(yīng)的技術(shù)試驗體系建設(shè)，實現(xiàn)對空間技術(shù)試驗系統(tǒng)體系化管理。

2）試驗衛(wèi)星走向?qū)ｎ}應(yīng)用試驗、共性基礎(chǔ)支撐同步發(fā)展

美國和俄羅斯一方面面向軍民直接應(yīng)用需求，直接由海軍等多渠道支持發(fā)展自己的主題鮮明技術(shù)試驗專用衛(wèi)星，另一方面則加強統(tǒng)籌，針對國家戰(zhàn)略需求，統(tǒng)籌共性，集中開發(fā)，如NASA 近期重點試驗項目中的深空原子鐘、激光中繼通信系統(tǒng)、儲箱等，都屬后續(xù)共性重大問題。由此形成了由以往的軍隊、政府絕對主導，向以軍隊、政府為骨干，企業(yè)、高校和科研院所等新生力量廣泛參與且有力補充的態(tài)勢演進，形成投資主體多元、共同受益、交叉應(yīng)用的格局。

3）試驗參與更趨廣泛化，入軌機會更趨便捷化

由于近年來微納衛(wèi)星的發(fā)展，進入空間的門檻降低，高校、私營企業(yè)甚至中學生都參與到空間技術(shù)開發(fā)與試驗中，形成了廣泛開發(fā)和試驗的繁榮景象。同時，試驗成本越來越低廉化，包括微納衛(wèi)星在內(nèi)的試驗渠道越來越豐富，再加上各國對發(fā)展空間技術(shù)的重視，開展空間技術(shù)試驗工作的條件越來越充分，眾多規(guī)模小、實力弱的組織也能夠掌握開展空間技術(shù)試驗工作的資源，在軌試驗需求越來越能得到快速滿足，試驗響應(yīng)周期大大縮短。這也加大了對空間技術(shù)試驗統(tǒng)籌管理的迫切性。

2 太空試驗場的概念和內(nèi)涵

結(jié)合國內(nèi)外空間試驗的發(fā)展趨勢以及我國建設(shè)航天強國的發(fā)展目標，我國在未來空間探測領(lǐng)域需重點關(guān)注空間科學、空間應(yīng)用、空間技術(shù)3 方面核心問題，因此需在國家層面建設(shè)一套按需求、成體系、高效率實施空間科學與探索、技術(shù)創(chuàng)新與驗證、空間應(yīng)用開發(fā)等試驗類任務(wù)的國家基礎(chǔ)性空間試驗設(shè)施，即太空試驗場，以解決太空技術(shù)試驗任務(wù)中的共性問題，推動空間技術(shù)全面進步。通過太空試驗場這個太空試驗任務(wù)的共用平臺，可超前布局突破近地空間、太陽系內(nèi)原位到達和系外遙感等國際領(lǐng)先技術(shù)，構(gòu)建完善系統(tǒng)化進出、認知和控制太空制高點和新疆域的試驗工程系統(tǒng)，形成空間認知開發(fā)與國家科技創(chuàng)新良性互動發(fā)展平臺，探索重大科學發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)新、驗證核心技術(shù)產(chǎn)品、暢通科技應(yīng)用轉(zhuǎn)化機制、支撐關(guān)乎國計民生的國家重大工程建設(shè)等。

太空試驗場是一個物化的概念，它是以符合國情、開拓有序、協(xié)調(diào)統(tǒng)一、體系完備的國家空間試驗基礎(chǔ)設(shè)施為目標，以應(yīng)用開發(fā)為導向，通過試驗協(xié)調(diào)統(tǒng)籌空間科學、技術(shù)、工程的共同需求，形成功能導向的、涵蓋“進、駐、出、探、控、用”6 大能力的空間科學平臺架構(gòu)。它的建設(shè)內(nèi)容包括：

1）健全軟環(huán)境，即建立空間試驗信息系統(tǒng)，強化空間工程與機理、創(chuàng)新與應(yīng)用、軍民商共享等基礎(chǔ)和規(guī)范研究，形成國家空間試驗信息數(shù)據(jù)庫和管理規(guī)范體系；

2）建設(shè)運行系統(tǒng)，即論證試驗場空間點位和星器布局，研制部署空間段航天器、地面段運行中心等，形成天地一體試驗運行系統(tǒng)；

3）統(tǒng)籌服務(wù)示范，即統(tǒng)籌資源和需求，通過空間試驗實施服務(wù)，集成驗證、拓展和示范空間工程技術(shù)基線、空間應(yīng)用定標基準和空間科學時空基準。

太空試驗場的服務(wù)范疇涵蓋空間科學、空間技術(shù)、空間應(yīng)用等3 個方面的關(guān)鍵性任務(wù)，最終能為我國已有的高分辨率對地觀測重大專項、空間基礎(chǔ)設(shè)施等應(yīng)用系統(tǒng)以及深空探測、載人、登月等工程提供標?；鶞屎图夹g(shù)基線，為探測探索提供試驗驗證保障。具體如圖3 所示。

圖3 太空試驗場內(nèi)涵Fig. 3 The illustrative connotation of SPG

3 太空試驗場的組成

太空試驗場由空間段、地面段、軟環(huán)境3 部分組成。

3.1 空間段設(shè)計

3.1.1 點位設(shè)計

太空試驗場是基于將太空（疆域、要素）作為統(tǒng)一整體系統(tǒng)研究的視角，以應(yīng)用開發(fā)為導向的國家空間試驗基礎(chǔ)設(shè)施，它將由一系列采取多類型軌道布局的各類技術(shù)試驗平臺和載荷組成，其軌道應(yīng)該是分布式的，包括大橢圓軌道以及其他具有特殊意義的軌道等。

充分考慮空間軌道和位置設(shè)計以及空間的物理特性，選取傳統(tǒng)低/中/高地球軌道、空間動平衡點以及地外天體3 大類來設(shè)計太空試驗場架構(gòu)，將空間段試驗平臺分為低軌（LEO）試驗平臺、中軌通用試驗及轉(zhuǎn)移平臺、高軌試驗平臺、空間動平衡點試驗平臺、月球試驗基地和深空探測試驗基地6 類，供不同用戶根據(jù)不同需求選用不同的試驗平臺。

3.1.2 試驗平臺設(shè)計

對于需要在LEO 開展的空間試驗，繼續(xù)借鑒現(xiàn)有的管理方案和規(guī)劃，以空間站為長期駐留試驗平臺、各類技術(shù)試驗衛(wèi)星為動態(tài)試驗平臺構(gòu)建LEO太空試驗場。利用常態(tài)化搭載或者搭載入軌發(fā)射將低軌試驗任務(wù)發(fā)射入軌，可以開展LEO 空間碎片主動清除相關(guān)技術(shù)試驗、材料空間暴露飛行試驗、應(yīng)用衛(wèi)星平臺新技術(shù)驗證、新型載荷技術(shù)試驗、天基綜合定標及空間基準技術(shù)試驗等任務(wù)。

在中軌道的合適環(huán)境下設(shè)置一個高度較為固定的通用試驗及轉(zhuǎn)移平臺。該平臺一方面用于解決中軌道空間試驗的共性需求，另一方面作為向不同軌道高度轉(zhuǎn)移的跳板，解決特殊軌道高度下的試驗需求。該平臺作為轉(zhuǎn)移平臺，需具備在軌加注、充電及組裝能力。利用中軌試驗平臺可開展空間環(huán)境探測試驗、新型微電子器件及商用器件在軌飛行試驗、新型高壓太陽電池陣飛行試驗、在軌加注試驗、軌道轉(zhuǎn)移中轉(zhuǎn)站相關(guān)技術(shù)試驗、中軌道應(yīng)用衛(wèi)星技術(shù)試驗等。

高軌衛(wèi)星成本高，可用的軌位資源又很有限，因此有必要配置一個長期駐軌的通用試驗場平臺，以滿足長期、多類高軌試驗任務(wù)需求。利用高軌試驗平臺可開展連續(xù)實時監(jiān)測日面活動區(qū)演化過程、太陽爆發(fā)過程、軌道輻射環(huán)境和輻射效應(yīng)等，以及新型微電子器件及商用器件、新型高壓太陽電池陣等的飛行試驗，“一磁兩暴”及對地球環(huán)境的影響分析，GEO 碎片積累效應(yīng)、清除失效衛(wèi)星及回收軌位試驗等。

空間動平衡點是當前研究熱點，可開展多類太空探測和技術(shù)應(yīng)用試驗，軌位資源極其重要?？稍诘卦翷1 點配置一個通用的專用試驗場，從而既可以開展諸如星際高速公路之類的試驗任務(wù)，也可以作為空間探測的中轉(zhuǎn)平臺，為后續(xù)的月球、火星、星際探測提供支撐，開展深空探測器燃料加注、能量中繼、通信中繼、對地或繞地衛(wèi)星武器投放、通信導航與對地觀測（含電磁頻譜）等試驗。

建造月球試驗基地需試驗和驗證月面工程構(gòu)建、能源、月面移動、熱控、數(shù)據(jù)通信、基地結(jié)構(gòu)構(gòu)形、生命保障和空間防護等關(guān)鍵月球試驗基地構(gòu)建技術(shù)。利用月球試驗基地可實現(xiàn)對月球資源的開發(fā)利用，深入開展對空間科學的研究和探索。

3.2 地面段設(shè)計

太空試驗場地面段是指在地面建設(shè)的太空試驗專用的數(shù)據(jù)接收和處理系統(tǒng)，通過建立多個數(shù)據(jù)接收站，形成太空試驗數(shù)據(jù)接收站網(wǎng)，對空間段各類太空試驗平臺的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一接收和管理。地面段包括空間技術(shù)試驗項目庫、資源庫、在軌試驗數(shù)據(jù)庫、地面試驗數(shù)據(jù)庫、并行管理信息系統(tǒng)、考核評價結(jié)果庫等綜合數(shù)據(jù)庫，具備對各類太空試驗數(shù)據(jù)的處理和分發(fā)能力。

3.3 軟環(huán)境設(shè)計

太空試驗場軟環(huán)境由國家空間試驗信息數(shù)據(jù)庫、共性基礎(chǔ)和規(guī)范體系組成。

首先，太空試驗場通過明確不同序列平臺、運行服務(wù)以及運載器接口服務(wù)規(guī)范，便于用戶設(shè)計相關(guān)應(yīng)用接口；同時，根據(jù)國家空間試驗與評價標準規(guī)范，評價不同試驗需求的可行性，合理選定試驗項目。

其次，在軌試驗運行管理系統(tǒng)作為空間新技術(shù)試驗驗證工作的保障系統(tǒng)，支持對空間段多太空試驗平臺、多試驗任務(wù)的統(tǒng)一統(tǒng)籌和規(guī)劃，完成對空間各類技術(shù)試驗工作的任務(wù)規(guī)劃和全壽命流程的有效運行管理。

最后，通過完善空間技術(shù)試驗地面考核評價機制和設(shè)施，實現(xiàn)空間技術(shù)試驗信息化管理服務(wù)能力；建設(shè)試驗任務(wù)規(guī)劃與考核評價平臺，支持多星、多任務(wù)規(guī)劃，提供在軌試驗考核評價模型、軟件及流程，為工程應(yīng)用轉(zhuǎn)化提供量化方法依據(jù)；構(gòu)建空間新技術(shù)試驗成果發(fā)布與應(yīng)用平臺，能有效存儲、管理在軌試驗數(shù)據(jù)信息，推動主要試驗項目成果信息得到快速推廣應(yīng)用。

圖4 為太空試驗場組成示意。

圖4 太空試驗場組成示意Fig. 4 Schematic diagram of the compositions of SPG

4 分階段發(fā)展目標

太空試驗場建設(shè)可分為3 個階段實施。

第1 階段：2023 年前進行概念方案的論證，啟動一期設(shè)施試驗。此階段需開展頂層規(guī)劃和驗用結(jié)合工作，其中：頂層規(guī)劃是指初步形成太空試驗場總體方案和發(fā)展框架；驗用結(jié)合是指瞄準強國前沿，針對國家基準（時空，遙感）重大需求，布局2～3 項國際先進專項能力。

第2 階段：2027 年前，立項試建。此階段的工作內(nèi)容包括：論證推動“國家太空試驗與基準服務(wù)設(shè)施”重大專項/工程立項；試建試用，即發(fā)展便捷天地往返器、軌道駐留模塊航天器，構(gòu)成初步試驗系統(tǒng)并試運行；突破領(lǐng)先，即實施時空基準、深空導航測繪等1～2 項系統(tǒng)級試驗，實現(xiàn)國際領(lǐng)先。

第3 階段：2030 年，服務(wù)運行。此階段的工作內(nèi)容包括：建設(shè)與試驗服務(wù)、轉(zhuǎn)應(yīng)用同步迭代演進；驗證空間科學時空基準、空間應(yīng)用輻射幾何基準、空間工程技術(shù)基線等試驗，提供空間技術(shù)試驗統(tǒng)籌驗證服務(wù)等，形成國家試驗基礎(chǔ)設(shè)施及運行體系。

5 結(jié)束語

本文探討了太空試驗場的概念、內(nèi)涵和發(fā)展路線。太空試驗場將構(gòu)建系統(tǒng)化進出、認知和控制太空的工程技術(shù)體系，避免空間資源重復建設(shè)，實現(xiàn)高效率的空間試驗，可作為下一代空間試驗基礎(chǔ)設(shè)施；太空試驗場的服務(wù)平臺系統(tǒng)具備多種平臺類型，可為空間科學提供綜合服務(wù)保障手段；同時，未來將進一步強化太空試驗場的軟環(huán)境建設(shè)研究，通過研究空間試驗信息系統(tǒng)、管理規(guī)范體系和相關(guān)法律法規(guī)，制訂國家空間試驗與評價標準規(guī)范、空間技術(shù)能力基線，形成天地一體的試驗體系，為空間技術(shù)提供探索能力基線的檢驗。