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微纳卫星专用发射运载器发展趋势研究Research on the Trends of Developing Dedicated Launch Vehicle forMicro/Nano Satellite战培国 / 中国空气动力研究与发展中心摘 要：微纳卫星低成本、快速专用发射运载器是近些年来航天运输领域人们研究关注的问题之一。本文在简要介绍国 外微纳卫星发展现状及趋势的基础上，分析微纳卫星发射运载器市场及供求关系，研究专用发射运载器研发及概念技术 发展趋势，探讨专用发射运载器在民用和军事领域的发展前景。Abstract：The low-cost/responsive dedicated launch vehicle for micro/nano satellite is one of the problem in the area of aerospace transportation. This paper introduces development states and trends of micro/nano satellite , analyzes the supply and demand of the dedicated launch vehicle market, researches the development, concept and technology of the dedicated launch vehicle, discusses the trends of the dedicated launch vehicle in civil and military area.关键词：微纳卫星；微小型运载火箭；发射Keywords：micro/nano satellite；micro-launch-vehicle；launch0 引言微纳卫星是指重量在10~100kg的微小卫星（Micro-satellite ）和1~10kg的 纳卫星（Nano-satellite）的总称。通常微 纳卫星大多发射运行于大约185~300km 的低地球轨道（LEO），根据任务需要也 有进入极地或太阳同步轨道的。相比传 统大卫星，它们具有体积小、重量轻、对 用户需求反应迅速、研制周期短、成本 低、使用寿命较短等特点。由于微纳卫 星已能部分承担大卫星的任务，因此， 在通信、对地遥感、星际探测、科学研究 和技术试验等方面的应用迅速增长，受 到越来越多国家的重视。目前，世界范围内尚未形成成熟的 微纳卫星低成本、快速专用发射运载器 市场，微纳卫星通常是作为常规运载火 箭的二级载荷搭载发射，或采用常规运 载火箭一箭多星发射。微纳卫星搭载发 射费用较低，但这种发射方式的时间灵 活性受限，期望获得的最佳卫星轨道可能受限，某些快速发射（如军事应急发射）需求也受限。因此，随着世界范围内 对微纳卫星应用量的增长，如何发展低 成本、快速发射入轨低地球轨道的微纳 卫星专用发射运载器成为卫星发射领 域人们研究关注的问题之一。纳卫星（1~50kg级别）应用中在民用、军 事 、商 业 、政 府 机 构 的 占 比 ；图 1（ b ） 给出了美国商业太空组织（SpaceWorks Commercial）1~50kg级别微纳卫星发 射数量统计及预测，2012至2014年预计 约50~60个，并呈现出较快的增长趋势。 另据该组织统计数据，2000和2011年，51~100kg级别微小卫星发射年平均不 到5个[3]。国外文献统计数据表明[4]，微纳卫 星市场遍及五大洲24个国家60多个不 同的各类卫星运行组织，这些组织包括 民用和军用政府机构、大学、研究所、盈 利和非盈利组织等，微纳卫星用户分布 非常分散并且大多经费预算不高。1.2 微纳卫星发射运载器目前，微纳卫星发射使用的主要运 载火箭见表1。分析可见，微纳卫星发射 运载器主要以大、中、小型常规运载火 箭为主，微纳卫星发射所需的专用发射 运载器（运载能力100kg左右）极少。通1 微纳卫星发射运载器现状1.1 微纳卫星的发射需求微纳卫星的发射需求决定着发射 运载器的需求。根据美国联邦航空组织 商业太空运输办公室2010年发布的预 测，有效载荷质量小于100kg的太空发 射将有可能成为一个新兴的太空发射 市场[1]。美国Futron公司太空活动电子实 验室数据库检索数据表明[2]：2000年至2010年，世界范围内10~100kg级别的微 小卫星发射年平均大约为12个；除此之 外，2005年至2010年小于10kg级别的纳 卫星成功发射了54个以上。图1（a）给出了2000年至2009年，微航空科学技术14AERONAUTICAL SCIENCE TECHNOLOGY2013/6综 述Overview军