近日，歐空局同泰雷茲·阿萊尼亞空間意大利公司和艾維歐公司正式簽署了2億美元的合同，要求按2023年年中到年底發射的進度，安排交付歐洲首架太空騎士無人航天飛機。

按照計劃，“太空騎士”的關鍵設計評審定于明年七八月份進行，若一切順利，將由織女星C運載火箭發射升空。那么，“太空騎士”是一架什么樣的飛行器，歐空局極力打造的原因又是什么？

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造在歐洲 用在歐洲

“太空騎士”是一種小型重復使用軌道機動飛行器，它不僅能為歐洲用戶提供能量、控制、數據處理和遙測等服務，還能滿足載荷多樣化的軌道高度和傾斜度需求，用于開展微重力實驗，以及對地觀測、科學、通信和機器人探索技術。

該飛行器由可重復使用再入艙、一次性使用服務艙和推進系統3部分組成。再入艙由泰阿空間公司負責制造，采用升力體設計，可重復使用6次，能裝載800公斤有效載荷。

服務艙和推進系統由艾維歐公司負責制造，該公司也是織女星C火箭的研制單位。服務艙可以延長留軌時間，使“太空騎士”的在軌飛行時間超過2個月，從而充當自由飛行軌道平臺，開展各式各樣的任務，其功能類似于美國空軍的X-37B無人空天飛機。

服務艙裝有太陽能電池帆板，在軌飛行時可為自己提供能量。織女星C火箭的AVUM+上面級同時也是“太空騎士”的推進系統，可提供600瓦功率，并為飛行器進入軌道時提供動力和方向操縱。

除了上述兩家公司外，歐空局還與意大利空間通信公司和意大利航天局下屬航空航天后勤技術工程公司簽署了合同，用于研制“太空騎士”的地面系統。

根據設計，“太空騎士”安裝在織女星C火箭的頂部，連接到AVUM+上面級裝置，密封在火箭整流罩內。該飛行器在軌運行期間，可以根據科學載荷的指向需求進行旋轉，調整姿態。如果進行對地觀測，飛行器可以倒置，如果觀測的目標在太空中，還能側向飛行。

當“太空騎士”完成任務后拋掉服務艙，再入艙自行離軌，調整角度重新進入大氣層，在完成減速后，借助可控翼傘降落在地面。經過不超過6個月維護和翻修，移除有效載荷并安裝新設備后，又可以再前往太空執行任務。

厚積薄發的空天飛機

“太空騎士”由歐空局“過渡性實驗飛行器”發展而來。再向前則可以追溯到赫爾墨斯太空飛機。截至目前，歐空局先后研制了“過渡性實驗飛行器”和“太空騎士”兩種無人航天飛行器。

2003年，歐空局各成員國共同制定了“未來運載器準備計劃”。“過渡型試驗飛行器”作為該計劃中的一個技術驗證平臺被提出，要求在一體化的系統級層面上，通過飛行試驗來驗證關鍵技術性能，培育能夠提供高性能、高可靠和低成本的新技術能力。

“過渡型試驗飛行器”項目在2008年完成初步設計，采用升力體構型，由織女星火箭發射。歐空局和泰阿空間公司簽署協議，授權該公司負責飛行器的總體設計、研制和集成，并領導一個由來自奧地利、比利時、法國、德國、愛爾蘭、意大利、葡萄牙等歐洲主要工業集團和研究中心、大學組成的聯合團隊。

歐洲太空局的過渡性試驗飛行器 

可以說，“過渡型試驗飛行器”充分體現了歐洲自主研制下一代可重復使用航天運輸系統的決心和能力。

“過渡型試驗飛行器”在2015年由織女星火箭發射升空。該飛行器從概念提出到方案設計、工程研制、模擬試驗和飛行試驗，走過了十幾年時間，飛行試驗取得圓滿成功，發展和驗證了新型飛行器從近地軌道自主控制到再入大氣層所需的關鍵系統和技術，為后來“太空騎士”的研制奠定了堅實基礎。

2017年，艾維歐公司和泰阿空間公司啟動“太空騎手”的研制工作。該項目在2016年11月歐空局召開的“航天19+”部長會議上拿到了全額經費支持。10個歐空局成員國報名參與該項目，并提供了充足的資金用于技術開發和項目研制。

為保證“太空騎士”在2023年發射，泰阿空間公司最大限度地使用了現有成熟技術，以有限的風險和較低的成本來攻克關鍵技術，以此保證按時發射升空。

拓展服務的未來新秀

根據后續計劃，歐空局將在2021年第一季度啟動“太空騎士”首次飛行任務載荷遴選工作，在當年七八月份開展關鍵設計評審，在2023年年初開展鑒定評審。如果一切順利，“太空騎士”將在2023年的第三季度由織女星C火箭從法屬圭亞那的庫魯航天中心發射升空。

隨后，該飛行器將在軌停留2個月，并執行相關任務，然后以水平狀態軟著陸地面。目前，歐空局正在考慮的首飛任務著陸場有兩個，主著陸場位于法屬圭亞那，備選著陸場位于葡萄牙亞速爾群島的圣瑪麗亞島。

按照計劃，“太空騎士”將開展多次驗證飛行，以驗證飛行器包括在軌驗證與鑒定、國防與安全應用，以及商業用途等能力。

據法國媒體報道，“太空騎士”在太空執行任務的時間可達數月，應用前景包括作為一個無人軌道微重力研究實驗室，可用于微重力環境下的醫藥和生物科學試驗，開展制藥和醫學研究，讓有效載荷在微重力條件和太空環境下暴露更長時間；用于清除近地軌道上的太空垃圾和執行在軌維修任務。

目前，歐洲對“太空騎士”寄予厚望，這是因為一直以來歐洲對航天計劃的投資都非常謹慎，“太空騎士”計劃卻意外地大受支持，并得到了充足的資金，而且從“過渡型試驗飛行器”開始，歐洲對這一領域保持了長期的資金和研究投入。

從目前來看，在軌科學試驗和新技術驗證是一個新興市場，但商業市場規模尚不十分明確，而國際空間站則為科研人員提供了這種機會，分流一部分市場需求，未來國際空間站和其他軌道器的商業化將依靠諸如“太空騎士”這類的飛行器來提供天地往返運輸服務。

（原標題：歐洲無人航天飛機“太空騎士”正式開建）