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歐洲航天局(歐空局)是在1975年由一個政府間會議設立的,目標是專門為和平目的提供和促進歐洲各國在空間研究、空間技術和應用方面的合作。它的前身是歐洲航天研究組織和歐洲航天器發射裝置研製組織。

1 歐洲航天局 -簡介

歐洲航天局歐洲航天局

歐洲航天局(European Space Agency,ESA)是一個歐洲數國政府間的空間探測和開發組織,總部設在法國首都巴黎。

歐洲航天局的前身,歐洲航天研究組織(European Space Research Organization,ESRO)經過1962年6月14日簽署的一項協議,於1964年3月20日建立。如今它仍舊是歐洲航天局的一部分,稱為歐洲航天研究與技術中心(European Space Research and Technology Centre,ESTEC),位於荷蘭的諾德惠克(Noordwijk)。

除捷克外,歐航局現有17個成員國,它們分別是德國、奧地利、比利時、丹麥、西班牙、芬蘭、法國、希臘、愛爾蘭、義大利、盧森堡、挪威、荷蘭、葡萄牙、英國、瑞典和瑞士。另外,加拿大和匈牙利等國也參與了該機構的一些合作項目。 法國是其主要貢獻者。歐洲航天局與歐盟沒有關係。歐洲航天局包括了非歐盟國家如瑞士和挪威。盧森堡和希臘將於2005年12月加入。歐洲航天局共有約1700名工作人員。發射中心是位於法屬蓋亞那的蓋亞那發射中心。由於其相對於赤道較近,使衛星發射至地球同步軌道較為經濟(同質量下所需燃料較少)。控制中心位於德國的達姆施塔特。

2 歐洲航天局 -成立

歐洲航天局歐洲航天局

歐洲航天局(歐空局)是在1975年由一個政府間會議設立的,目標是專門為和平目的提供和促進歐洲各國在空間研究、空間技術和應用方面的合作。它的前身是歐洲航天研究組織和歐洲航天器發射裝置研製組織。

歐空局由各成員國代表組成的理事會領導,行政首長是總幹事。歐空局1997年預算約為30億埃居(35億美元)。僱用的工作人員約為1,750人。

成員國必須參加強制性的科學和基礎技術方案,但自行決定對地球觀測、電信、空間運輸系統、空間站和微重力方面的各個任選方案的貢獻。

3 歐洲航天局 -機構

歐洲航天局5個實驗架。從左至右依次為歐洲抽屜實驗架、歐洲生理學艙、流體科學家實驗艙、歐洲運輸器和生物實驗艙。

(a)設在巴黎的總部,政治決定在此作出;

(b)設在荷蘭諾德韋克的歐洲航天研究和技術中心,它是歐空局的主要技術機構,大多數項目小組以及空間科學部和技術研究和支助工程師在此工作。歐洲航天研究和技術中心還提供有關的試驗設施;

(c)設在德國達姆施塔特的歐洲航天空間操作中心,它負責所有衛星操作以及相應的地面設施和通信網路;

(d)設在義大利弗拉斯卡蒂的歐洲航天研究所,它的主要任務是利用來自空間的地球觀測數據;

(e)設在德國porz-Wahn的歐洲航天員中心,它協調所有歐洲航天員活動,包括未來歐洲航天員的培訓。

歐空局還對設在庫魯的歐洲航天港蓋亞那航天中心作出貢獻。

4 歐洲航天局 -項目

歐洲航天局飛船向國際空間站傳送貨物

伽利略定位系統(Galileo positioning system):計劃中的衛星定位系統。

火星快車號(Mars Express):火星探測器 。

羅塞塔號航天探測器(Rosetta space probe):2004年發射的彗星探測器 。

哥倫布軌道設備(Columbus orbital facility): 國際空間站的一個科學實驗室 。

ATV :即自動轉移航天器(Automated Transfer vehicle),一種可與國際空間站的進步號太空船(Progress spacecraft)相比的太空貨船。

Hipparcos:空間的天體測定任務
Smart 1 :新推進技術試驗
織女星 :計劃中的小有效載荷運載火箭
金星快車 :金星探測衛星,2006年4月11日發射
ESA也是將於2006年回到地球,載有給予未來人類消息的KEO衛星計劃的發起者之一。

5 歐洲航天局 -任務

科學任務
歐洲航天局哥倫布艙內部結構
歐空局空間科學方案已經執行了一系列非常的項目,例如Giotto飛行任務及其1986年與哈雷慧星的相遇、1992年與格里格-斯克耶列洛普慧星的相遇;測繪星體的Hipparcos飛行任務,它很精確地測量了100多萬顆星體的跳高和位置;以及歐空局用暗物攝影機和太陽電池陣列參加了美國航天局哈勃空間望遠鏡項目。

開發中的主要項目有:X射線多鏡頭飛行任務,定於1999年發射;Cluster-2,它定於2000年由聯盟號火箭發射;國際伽馬射線實驗室,定於2001年由質子號火箭發射;Rosetta,這是一次與慧星匯合和進行實地臭氧分析的飛行任務,定於2003年發射;遠紅外空間望遠鏡FIRST,定於2005-2006年發射。

處理地球科學領域
歐洲航天局歐洲航天局首個月球探測器「SMART-1」號

歐空局向幾內亞海灣上空的地球同步軌道發射了六顆第一代Meteosat衛星航天器,自1997年年底以來提供了連續的氣象數據。這個系列中的最後一顆衛星,即1997年9月3晶在庫魯由阿麗亞那發射的Meteosat-7,將使其覆蓋期延長到正在與歐洲氣象衛星應用組織合作研製的第二代Meteosat衛星第一個航天器能夠在2000年之後提供地球靜止數據為止。

ENVISAT飛行任務處理地球科學領域中的一系列問題,從氣候和環境、化學、海洋學和冰川學到人類活動(陸地改造過程、沿海改造過程以及大氣和海洋污染)的影響和監測意外自然事件(例如水災和火山爆發)。歐空局正在與歐洲的地球觀測主要參與者,例如歐洲聯盟委員會、歐洲氣象衛星應用組織、用戶和產業界的代表密切合作,為未來的歐空局地球觀測方案制定戰略建議。在世界這一級,歐空局打算繼續加強特別是與中國、印度、日本、俄羅斯聯邦和美國的聯繫。業務衛星
歐洲航天局歐洲航天局公布的火星照片

歐空局研製了兩個系列的業務衛星:租給歐洲通信衛星組織的歐洲通信衛星和租給國際流動衛星組織(前稱國際海事衛星組織)的海洋通信衛星。1989年歐空局還發射了奧林匹斯試驗通信衛星來演示通信和廣播中的新用途。

在衛星導航方面,歐空局正在與歐洲聯盟委員會和Eurocontrol密切協作研製EGNOS,這是一個將補充現有的全球定位系統和全球軌道導航衛星系統的歐洲衛星導航系統。

發射裝置

阿麗亞娜發射裝置為歐洲提供了一個進入空間的獨立途徑,而這是歐洲全面戰略中的一項主要目標,此外還包括由歐洲提供衛星、地面站、高技術服務和其他應用。此外,阿麗亞娜運載裝置從其商業額來說已經成了歐洲最顯著的空間成就,並使歐洲在世界商業市場上佔了約60%的份額。它在生產和發射活動中產生的經濟惠益是各國政府在研製阿麗亞娜1-4系列中所作投資的三倍以上。

載人空間飛行和微重力

歐空局通過Spacelab對美國的太空梭方案作出了貢獻,這是一個可以進行生命科學和材料學研究的空間實驗室。首先是通過Spacelab,最近並通過在和平號空間站與俄羅斯聯邦的聯合飛行任務(30天的歐洲和平號94和180天的歐洲和平號95飛行任務),歐洲的航天員和科學家得以進入了外空。

2010年任務

歐洲航天局2010年1月14日在新聞發布會上公布了2010年計劃完成的航天任務,其中包括「登火星」模擬試驗和為伽利略全球衛星導航系統發射衛星等。歐航局同時對該機構在2009年取得的成就進行了總結。

歐航局局長讓-雅克·多爾丹在新聞發布會上說,2010年將是成功而繁忙的一年。2月初,歐航局研製的「炮塔」觀測艙和「寧靜」號節點艙將搭乘美國「奮進」號太空梭飛往國際空間站;2月下旬,極地冰層探測衛星「克里塞特-2」將從哈薩克境內的拜科努爾航天發射場發射升空;5月,「登火星」模擬試驗在俄羅斯啟動,歐航局招募的2名志願者將與4名俄方人員進入一個全封閉的試驗艙,體驗為期520天的模擬太空旅行和火星登陸;7月,「聯盟」火箭將首次從靠近南美赤道的庫魯航天中心發射。而義大利Vega火箭的發射日期則被定在今年年底或2011年年初。

多爾丹還說,2010年年底還有兩次重量級發射活動,其一是第二艘歐洲自動貨運飛船升空;其二是歐洲伽利略全球衛星導航系統頭兩顆正式衛星的發射。此外,歐洲的兩名宇航員將分別於7月和12月飛往國際空間站執行任務。

多爾丹說,除了頻繁的航天任務,今年歐航局還將對未來一些項目和發展方向進行考量和評估。他表示,從2006年到2009年,歐航局支出每年都以10%的速度遞增,在今後2年中,該機構將抑制這種增長勢頭,使總支出進入一個相對穩定的階段。

多爾丹表示,儘管2009全球遭遇了金融危機,但歐航局依然在困境中實現了驕人的成績。該機構2009年共發射了5顆探測衛星,其中包括遠紅外線望遠鏡「赫歇爾」和宇宙輻射探測器「普朗克」。此外,歐洲的2名宇航員還乘坐俄羅斯「聯盟TMA-15」載人飛船前往國際空間站執行了任務。

6 歐洲航天局 -火箭

阿里亞娜火箭
歐洲航天局阿里亞娜5火箭模型

歐洲航天局成立伊始,它就把發展火箭技術當作首要目標,為此由11個國家參與組建,成立了阿里亞娜空間公司。

它最早的型號是阿里亞娜1型火箭,這種火箭能將1.85噸的有效載荷送入地球同步轉移軌道,或將2.5噸有效載荷送入軌道高度為790公里的太陽同步圓軌道。

現在阿里亞娜火箭已經過渡到5型家族時代,它是被廣泛使用的型號。阿里亞娜5型火箭是歐洲航天局為了適應市場需求,大力改進開發的火箭品種,跟上幾個型號的發展歷程近似,阿麗亞娜5型火箭也走過了一段曲折不平的道路。

1996年6月4日,首次鑒定發射因火箭導航電腦系統發生故障而失敗;1997年10月30日,第二次鑒定發射又因火箭發動機提前關閉致使兩顆模擬衛星未能進入預定軌道;2001年7月12日,第10枚阿麗亞娜5型火箭在發射時,火箭最高級推進器提前熄火,導致兩顆衛星沒能送入預定軌道。直到2002年3月1日,第11枚阿麗亞娜5型火箭的發射才取得了成功。

研製「織女星」火箭
歐洲航天局「織女星」火箭的發射台上的構想圖

在2005年以前,歐洲航天局就意識到,他們需要一種發射推力不高的火箭,這種火箭應該是阿里亞娜火箭的小弟弟,它已被列入研發日程,但是這種火箭卻不從屬於阿里亞娜家族,這種火箭的名字叫做「織女星」。

「織女星」火箭具有較小的推力,它全長30米,直徑3米,發射重量為130噸。織女星運載火箭將由4個推進級組成,包括3個固體推進級和1個可重新點火的液體推進級。按照最早的設計思路,它主要用於發射小質量的地球觀測衛星和各種科研衛星。該火箭可以將1.5噸的有效載荷送入距地高700公里的極地軌道,或將1.2噸的有效載荷送入距地高1200公里的太陽同步軌道。

歐洲航天局認為,「織女星」火箭的整體性能優於同類型火箭,並計劃於2007年進行首次發射。

與俄羅斯共同研發新型聯盟火箭

2005年年初,歐洲航天局與俄羅斯一同簽署了有關聯合研製火箭的協議,按照協議,雙方要成果共享,研製「聯盟-CT」新型火箭,這種火箭在俄羅斯「聯盟」火箭的基礎上改造而成,是一種中型火箭。雙方共同研製,共同經營,並將利用這種新型火箭在庫魯航天中心承攬商業發射業務。

2002年來,歐洲航天局大大加快了太空開發項目,「惠更斯」著陸土衛六,「智慧一號」飛向月球,「火星快車」環繞火星運行,歐洲航天局似乎取得了輝煌的成就,但它的火箭技術嚴重製約了航天技術的發展,這就需要在火箭研發上繼續開拓。經歷了阿里亞娜火箭研製的困惑,歐洲航天局認識到,依靠自己的能力開發火箭,需要花費的代價實在是太高了,開展國家合作,將成為今後歐洲航天局發展火箭技術的主要手段。

7 歐洲航天局 -國際合作

歐洲航天局歐洲航天局地面控制中心的工作人員

為了實現其空間目標,國際合作是歐洲空間政策的中心內容之一。歐空局不但與美國、俄羅斯和日本等傳統的航天國家合作,而且還與新興的航天國家和發展中國家合作。

最重要和最持久的合作顯然是與美國航天局的合作。歐空局還參與了與俄羅斯和俄羅斯航天局的協作項目,例如1994-95年的歐洲和平號飛行。另外,已經與日本建立起了重要而具體的合作關係,主要是在數據中繼衛星和國際空間站硬體交換領域。

歐空局還與捷克共和國、希臘、匈牙利、波蘭和羅馬尼亞簽定了合作協議。正在空間科學、地球觀測和電信等領域與這些國家進行技術一級的培訓和聯合項目。

歐空局與新興空間國家和發展中國家制訂和進行了一些相互感興趣的項目,援助它們開發自己的空間活動。歐空局還不定期地組織與空間應用有關的區域培訓班。

歐空局與歐洲的其他國際組織密切協作,特別是與在空間活動中日益活躍的歐洲聯盟和歐洲氣象衛星應用組織在未來氣象方案方面的協作。此外,它注視著聯合國許多專門機構的工作。聯合國和平利用外層空間委員會是歐空局的一個重要論壇,它在該委員會中具有觀察員地位。歐空局還與外層空間事務廳保持密切聯繫;根據第二次聯合國探索及和平利用外層空間會議的一項建議,這兩個實體制訂了一個重要的培訓和研究金方案。

8 歐洲航天局 -計劃

歐洲航天局「惠更斯」號探測器單獨飛赴土衛六

為了確保歐洲繼續站在世界航天前沿和確保往返太空的能力,歐洲航天局15個成員國和加拿大主管航天事務的部長2003年5月27日在法國巴黎再一次召開部長級會議,這是繼歐洲航天局2001年11月在愛丁堡召開會議之後的又一次部長級會議。參加此次會議的各國部長就一系列影響歐洲往返太空能力的關鍵問題達成了決議,具體如下:

1.恢復歐洲運載火箭的競爭力
為了保證歐洲運載火箭運作的連續性,參加會議的各國部長支持阿里安航天公司恢復「阿麗亞娜-5」火箭普通型號的生產工作。與此同時,部長們決定支持阿麗亞娜航天公司2004年進行兩次具有10噸運載能力的「阿麗亞娜-5 ECA」火箭發射,以論證「阿麗亞娜-5 ECA」火箭質量,並進一步降低該型火箭的生產成本。為了讓歐洲航天局加速使用「阿麗亞娜-5」火箭,各國部長還同意在2005年至2009之間實施一項特殊計劃。

2.重組歐洲運載火箭部門和準備下一代運載火箭
為了確保整個歐洲運載火箭業具有旺盛的生命力,各國部長支持運載火箭部門重組,以便將生產和研發緊密聯繫起來。他們同時決定為下一代運載火箭的開發工作做好準備,以便提高歐洲在發射領域的競爭力和加強國際合作。

3.解凍部分國際空間站資金
部長們同意解凍一部分國際空間站開發項目資金,用於支付那些與自動轉移飛行器(ATV)和國際空間站歐洲地面部分有關的時間緊迫的活動。

4.進一步與歐盟密切合作
自從2001年11月在愛丁堡會議以來,歐洲航天局與歐盟合作問題提升到了政治高度。歐委會與歐洲航天局合作共同制定了歐洲航天政策綠皮書,歐洲立憲大會正在考慮將航天事務納入修訂后的歐盟委任統治權之中。這兩個例子都是歐洲航天局與歐盟在政治高度上進行合作的見證。

9 歐洲航天局 -宇航員

歐洲航天局「哥倫布」號科學實驗艙

勇敢不再是現實世界中宇航員的選拔標準。歐洲航天局要求宇航員必須具備「團隊精神、體諒心和情緒控制能力」。這類標準讓宇航員選拔測試宛如一場最嚴苛的電視選秀。

歐洲航天局官員認為,一名理想的宇航員應該具有豐富的科學知識,並且懂得團結協作。因此,他們希望這次選出的宇航員是具有「團隊精神、體諒心和情緒控制能力」的科研人員和工程師。

歐洲航天局官員格哈德·蒂勒說:「我們需要尋找擁有團隊精神的宇航員。危急時刻,大家需要團結起來共度難關。」

10 歐洲航天局 -探月

歐洲航天局歐洲航天局公布的地球軌道上的太空垃圾

格林尼治時間2003年9月27日23時17分(北京時間28日7時17分),歐洲航天局的第一個月球探測器「SMART-1號」由阿麗亞娜-5型火箭搭載從法屬蓋亞那的庫魯航天發射中心升空。

大約41分鐘之後,這個探測器與運載火箭在太空中順利分離,獨自飛上了前往月球的漫漫旅途。如果行程順利,它預計將在15個月後抵達月球,並圍繞月球運行半年以上。它將利用搭載的紅外線探測器拍攝迄今最詳細的月球地理圖,以期破解45億年前月球形成的奧秘。此外,它還將收集月球上是否存在水的證據,並為人類是否要在月球建立永久基地提供各種數據資料。這個探測器另一項引人注目的任務是在太空中測試太陽能離子發動機。如果探月計劃成功,在今後的太空探測行動中都會考慮採用同類推進系統。

「SMART-1號」的全稱是「用於先進技術研究的小型任務1號」。它全部由低成本、小型化的尖端技術部件構成,造價約1.1億歐元,體現了歐洲航天局設計「更小,更便宜,更先進」的衛星和探測器的理念。探測器的重量僅為367公斤,體積約1立方米,兩個太陽能電池板伸展開后長約14米。

歐洲航天局第一個月球探測器「SMART-1號」除了肩負歐洲航天局首次探測月球的重要任務外,它的另一項重要使命就是測試其裝備的太陽能離子發動機。

11 歐洲航天局 -新的戰略

歐洲航天局歐洲航天局(ESA)公布了最清晰的火星表面照片
從表象上看,歐洲航天局太空探索的重點不是載人航天,而是深空探測。2004年發射的「羅塞塔」號彗星探測器正在飛往「丘留莫夫—格拉西緬科」彗星的路上,2005年發射的「金星快車」傳回了金星極地的清晰圖片。水星探測器近幾年內將啟程前往水星,歐洲航天局還計劃於2009年至2012年間發射兩顆GAIA衛星,用於精確測量太空中十多億顆恆星的位置,了解銀河系的起源與歷史,於2013年前後發射「艾丁頓」衛星,尋找遙遠星系的小行星,於2010年後啟動達爾文計劃,在距離地球幾光年之遙的太空探尋生命的蹤跡。

為了擺脫這種不利局面,歐洲航天局近年制定了新的載人航天戰略,更加強調自主發展。2003年5月,歐洲航天局的14個成員國一致同意執行2005年至2009年「保障歐洲進入太空計劃」。同時,為推動現有運載火箭系統的中期發展和2010年前後新一代歐洲航天運輸器的發展,歐洲航天局又提出了「未來運輸器準備計劃」、確定下一代技術需求的「歐洲航天技術主體計劃」。而在載人航天方面,歐洲航天局更確立了雄心勃勃的「極光」計劃,打算在2020年至2025年間將航天員送上月球,2030年至2035年間登陸火星。

12 歐洲航天局 -出版物

歐洲航天局歐洲航天局研製新式飛船探測水星
歐空局制度報告《1960-1973年歐洲的空間活動》,著者:John Krige和Arturo Russo,ESA SP-1172,1994年

期刊:

地球觀測季刊;歐空局簡訊(出版日期:2月、5月、8月和11月);空間法歐洲中心新聞(每年4期);微重力新聞(每年3期);為未來作準備(每年4期);飛向天空(每年4期);會議議事錄和歐空局特別出版物。

13 歐洲航天局 -放棄福布斯-土壤火星探測器

總部位於法國巴黎的歐洲航天局當地時間2011年12月2日宣布,放棄獲取俄羅斯「福布斯-土壤」火星探測器通信信號的嘗試。

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