智库观察 | 波音公司2017年航天发展研究
本文为《全球三大宇航防务公司2017年航天发展研究》之（二），发表于《卫星与网络》杂志2018年1&2月刊
运载火箭与战略导弹及防御
“德尔他”火箭
2017年，德尔他-4（Delta-4）火箭仅发射1次，3月19日在卡角发射了宽带全球卫星通信-9（WGS-9）军用通信卫星。德尔他-2/7920-10C火箭发射1次，11月18日在范登堡空军基地发射了美国国家海洋和大气管理局（NOAA）的联合极轨卫星系统-1（JPSS-1）卫星。
民兵-3及新一代战略导弹
2017年，民兵-3（Minuteman-3）陆基战略导弹共试射4次全部成功，时间分别为2月9日、4月26日、5月3日和8月2日，发射地点均为范登堡空军基地。
与此同时，美国空军寻求新一代洲际弹道导弹用于替代民兵-3战略导弹。2017年8月21日，波音公司宣布取得美国空军3.49亿美元陆基战略威慑项目风险降低合同，开展美国新一代洲际弹道导弹的初始设计工作。美国诺格公司（Northrop Grumman）也获得了同样类型的合同。2020年，空军将选择一家公司开发新一代陆基战略导弹，包括飞行、指控、发射系统等，从而建立新的美国陆、海、空“三位一体”核威慑力量组合。
陆基中段防御系统成功拦截一枚洲际弹道导弹靶弹
2017年5月30日，波音公司建造的陆基中段防御（GMD）系统成功拦截一枚洲际弹道导弹（ICBM）靶弹。ICBM靶弹从太平洋中部的夸贾林环礁发射，位于夏威夷附近的海基X频段雷达探测并跟踪靶弹，GMD的陆基拦截弹（GBI）从加州范登堡空军基地发射，得到了陆基、海基、天基探测器的跟踪信息支持。这也是首次成功完成ICBM靶弹拦截试验。
2017年11月7日，波音公司及其团队完成了第44枚GBI在发射井的安装，并一直在对GMD项目持续升级，正在牵头将GBI升级为重设计杀伤器（RKV）。
取得防御型多目标杀伤飞行器技术演示合同
2017年5月12日，波音公司从美国导弹防御局（MDA）取得一项5860万美元、为期35个月的合同，演示增强型多目标杀伤飞行器（MOKV）技术，用于跟踪并摧毁威胁美国本土的导弹目标。波音公司幻影工厂研制的MOKV基于该公司已有的先进导引头技术，以更高效、更廉价的方式完成防御任务。
通信卫星
为ABS公司研制的ABS-2A全电推进卫星在轨运营
2017年1月21日，亚洲广播卫星-2A（ABS－2A）开始进行商业服务，电视直播到户，服务区域包括非洲、中东、北美、俄罗斯、南亚、东南亚，基于BSS-702SP平台，是波音公司为亚洲广播卫星公司（ABS）建造的第二颗全电推进卫星，将加入在轨的全电卫星ABS-3A。
波音公司所有的全电推进卫星都可采用双星发射，ABS-2A卫星是和波音公司制造的另一颗全电推进卫星——欧洲通信卫星-117西B（Eutelsat－117 West B）双星发射入轨，有效降低了发射成本，这也是波音公司特有的专利设计。
ABS-2A卫星概念图
为NASA研制的TDRS-M卫星发射入轨
2017年8月18日，跟踪与数据中继卫星-13（TDRS-13）成功发射入轨，这是TDRS系列卫星的最后一颗，2018年初在轨正式运行后将增强美国国家航空航天局（NASA）太空通信网络。TDRS星座可为“国际空间站”、“哈勃空间望远镜”（HST）、地球观测卫星及载人航天器等擦地轨道任务提供连续通信。这也是波音公司为NASA提供的第6颗TDRS卫星，首颗已在2000年交付。
最后一颗“跟踪与数据中继卫星”（TDRS-13）
为INMARSAT公司研制的INMARSAT-5卫星发射入轨
2017年5月15日，第4颗也是最后一颗国际移动卫星-5F4（Inmarsat-5F4）成功发射，该星在年底正式运行，进一步组成国际移动卫星公司（INMARSAT）的“全球快讯”（Global Xpress）网络，这是目前世界上唯一的商业化全球移动Ka频段网络。Inmarsat-5卫星星座可通过固定和可调波束调节覆盖范围，实时满足需求的变化，相应的卫星标准已被全球各国政府、公司、机构接受。
波音公司与国际移动卫星公司的战略合作面向全球高速宽带通信市场，同时服务于军用Ka频段、政府客户和商用Global Xpress通信网络。
Inmarsat-5卫星发射
为美国空军研制的WGS-9卫星发射入轨
2017年3月18日，WGS-9卫星发射入轨，将为美国及其6个盟国——澳大利亚、加拿大、丹麦、卢森堡、荷兰、新西兰提供更强的军用通信能力，增强这些国家之间的互连互动。WGS-9卫星由这些国家共同投资开发（不包括澳大利亚，澳大利亚投资的是WGS-6卫星）。这些国家的军事部门都能够享受WGS星座全系统功能，即X与Ka频段的安全通信。
目前，波音公司按照合同还要研制第10颗WGS卫星，也是最后一颗，计划2018年发射。第8、第9、第10颗包含的数字化信道器是前面7颗卫星带宽的近2倍。
WGS-9卫星
为INTELSAT公司研制的INTELSAT-35E、37E卫星发射入轨
Intelsat-37e卫星
2017年7月5日、9月29日，“下一代史诗”（Intelsat Epic NG）系列的第3、第4颗卫星Intelsat 35e与Intelsat 37e分别成功发射入轨，服役后为美洲、非洲、欧洲的企业、宽带、政府、移动应用提供高通量服务。波音公司的数字化卫星载荷技术可按所需的时间、地点和业务要求提供网络服务。
为VIASAT公司研制的VIASAT-2卫星发射入轨
2017年6月1日，卫讯-2（ViaSat-2）卫星成功发射入轨并传回信号，该卫星比上一代卫星宽带网络范围增加了7倍，宽带容量增加1倍，为陆海空域的大量用户提供宽带互联网服务。
ViaSat-2卫星可将其宽带容量调整至需要宽带服务的区域，是波音公司为卫讯公司（VIASAT）研制的首颗ViaSat系列卫星。按照合同，波音公司将在ViaSat-3计划下再研制2颗卫星，基于BSS-702HP平台，并加载卫讯公司载荷。
ViaSat-2卫星
为SES公司研制的SES-15全电推进卫星发射入轨
2017年5月18日，SES-15卫星发射入轨，将用于在北美、墨西哥、中美洲上空提供空中Wi-Fi和娱乐节目，并在交通密集数据应用中发挥作用，服务于政府、企业和海事部门。
SES-15是波音公司第5颗全电推进卫星，采用了BSS-702SP平台，卫星主结构上有50个金属件采用3D打印，这两项新技术的引入有效提高了卫星产品的经济性，也使SES-15卫星设计、制造、试验和交付至发射场等任务节点都有所提前。
SES-15卫星载荷包括Ku波段宽波束、Ku波段和Ka波段高通量卫星（HTS）能力，可连接Ka波段网关，携带的广域增强系统（WAAS）载荷可用于美国联邦航空管理局（FAA）安全保障工作。
测试中的SES-15卫星
开始为SES公司研制7颗中地球轨道卫星
2017年9月10日，波音公司从SES公司取得合同，设计制造7个超大功率的中地球轨道（MEO）卫星，即O3b mPOWER卫星，基于BSS-702平台，为全球用户提供高速数据通信服务。这些卫星装载了波音公司最先进的数字化载荷，可模块化组装，适用于对所有轨道进行适应性调整。卫星设计为可“一箭四星”发射。1990年至今，波音公司为SES公司建造了12颗卫星。
O3b mPOWER卫星星座
开始为日本和新加坡的公司研制JCSAT-18/KACIFIC-1双用户卫星
2017年2月，波音公司开始研制一颗基于BSS-702平台的双用户卫星“日本通信卫星”-18/卡西菲克-1（JCSAT-18/Kacific-1）卫星，该卫星由日本东京的天空完美日星公司（SKY Perfect JSAT）和新加坡宽带运营商“卡西菲克”宽带卫星公司（Kacific Broadband Satellites）订购，为亚太地区提供移动手机、数据和宽带互联网通信服务，计划于2019年发射。1980年至今，波音公司已为JCSAT公司共研制了10颗卫星。
JCSAT-18/Kacific-1卫星
近地空间开发项目
X-37B空天飞机返回与发射
2017年5月7日，波音公司为美国空军研制的X-37B空天飞机完成第4次“轨道试验飞行器”（OTV-4）自主返回地面，创造了718天飞行记录。
2017年9月7日，X-37B空天飞机在肯尼迪航天中心由猎鹰-9（Falcon-9）火箭发射入轨开始执行第5次在轨飞行任务（OTV-5）。
由于美国空军共制造2架X-37B且交替使用，从而推测OTV-5任务使用的是OTV-1和OTV-3任务中返回的飞行器，即第1架飞行器的第3次使用。OTV-4任务使用的是OTV-2任务中返回的飞行器。
第6次在轨飞行任务（OTV-6）预计在2019年执行。
正式获得DARPA合同研制测试“幻影快车”空天飞机
2017年5月24日，美国国防高级研究计划局（DARPA）宣布，正式选中波音公司提交的试验性太空飞机-1（XS-1）方案，并投资1.46亿美元，波音公司负责设计、建造、测试XS-1项目。之前在第一阶段竞争者曾有麦士登（Masten）和诺格公司。后续进入第二阶段，计划在2019年底前完成发动机地面10天点火10次测试，做好试飞准备，第三阶段将在2020年完成10～15次试飞。
XS－1幻影快车概念图
CST-100“星际客船”飞船成功完成2项着陆试验
CST-100“星际客船”（CST-100 Starliner）正在NASA的商业载人项目下开发，可乘坐4名航天员，用于载人载货往返“国际空间站”，首次发射计划在2018年。
2017年3月，波音公司成功完成了“星际客船”伞降回收试验。氦气球搭载着飞船用30min从地面到达11.7km高空，坠落用了4min，最高速度达到483km/h，降落伞系统依次打开缓慢着陆。随后，开始分析降落数据。这是首次验证空中返回，后续会进行更多的伞降试验。
“星际客船”降落伞着陆
“星际客船”舱体
2017年5月，“星际客船”成功完成了带座位的舱体伞降软着陆试验，验证了座位能够垫好成员的头部、颈部、脊柱。工程师们从不同高度和方向执行了30次坠落试验。
开始与NANORACKS公司联合研制ISS首个商业气闸舱
2017年2月，波音公司和纳米发射架公司（NanoRacks）开始联合研制首个私营公司投资的“国际空间站”（ISS）商业气闸舱，计划于2019年进行安装，可使美国在ISS上的气闸舱一次工作循环过程部署的小卫星的数量变为原来的3倍，增强了设备、载荷、展开式卫星进出空间站的能力。
美国当前使用的是ISS上日本试验舱上的气闸，新研制的气闸更大更稳定，可广泛商用，未来这也是在ISS上开发商业应用的重要突破口。
连接“国际空间站”的商业气闸舱
其 他
发布“深空之门”与“深空运输”系统概念
2017年4月3日，波音公司发布了“深空之门”（Deep Space Gateway，DSG）及其容纳的“深空运输”（Deep Space Transport，DST）飞行器概念，将帮助NASA实现探月和探火任务。“深空之门”是NASA计划在地月间月球附近建立的居住条件和科研场所，将为政府和商业伙伴带来广泛的月球及深空探测机会。
“深空之门”可作为去往火星的中转站，以太阳能电推进系统（SEP）作为动力，计划2020年早期开始使用可同时载人载货的“航天发射系统”（SLS）火箭发射4次完成在轨组装。
“深空运输”飞行器基于波音BSS-702卫星平台而建造，配备了太阳能电推进系统，可供航天员安全居住。在火星附近，“深空运输”飞行器可进行在轨科学试验，或者释放着陆器执行火星表面任务。
波音公司“深空之门”概念图
波音公司“深空运输”飞行器概念
总结分析
一系列重要卫星成功交付或在轨运行，商用卫星成效显著且前景较好
2017年，波音公司所有交付的大型卫星均为通信卫星，且以全电推进为技术革新的代表，用于升级全球或区域宽带网络通信服务，交付对象均为国际市场占有率较高的卫星运营商。波音公司在大型通信卫星系统行业地位较为稳固，目前只有欧洲的空客集团与其实力相当。一方面，波音公司大型卫星订单充足，未来任务饱满，是波音公司商业航天发展的重要基础，另一方面已交付通信卫星的商业运行将带动整个产业在电推进、3D打印、高速率通信、模块化装配、可调式数字载荷、空中与海上宽带联接等研制与运营方面出现变革性的升级换代。
多个重量级在研型号进展顺利，是公司未来航天发展的重要依托
新一代战略导弹、ICBM导弹防御试验、MOKV技术、X-37B、“幻影快车”、“星际客船”等，均顺利完成试验或正式获得大额合同，并且同时面向军用与商用，可以说这是波音公司航天与往年相比非常成功的一年，奠定了强大的项目储备。在美国激烈的军用、民用与商用竞争环境中，成本、系统能力、实用性等都成为重要的考虑因素，而波音公司有望进一步跻身工业领域航天发展的前列。
卫网君
本周将继续推出
《空客公司2017年航天发展研究》
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