摘 要 本文介绍了目前国内外探空火箭发射的现状，并对探空火箭的发展趋势进行了分析。

　　关键词 探空火箭;发展趋势

　　中图分类号 文献标识码 A 前言 火箭探空技术是指利用火箭进行近地空间环境探测和近地空间资源利用的技术，用于火箭探空的的火箭称为探空火箭【1】。 探空火箭一般为无控制火箭，具有结构简单、成本低、研制周期短、发射灵活方便等优点。近年来探空火箭取得了长足的进步，探测范围和应用领域有了很大的拓展。 探空火箭的应用范围 随着探空火箭的的不断发展，探空火箭的应用领域不断扩大，目前探空火箭的应用领域主要有以下三个方面：

　　(1)近地空间的大气探测

　　这是探空火箭最初的应用领域，更多的是用于临近空间探测、探测中高层大气数据，以建立中高层大气模式为航天器发射和返回提供安全保障。在空间不同高度运行着不同的飞行器，各有特点和作用，相互补充，但不能相互替代。卫星、飞船等航天器可以在300km以上高度进行科学探测和空间科学研究;气球方便在长距离、长时间内探测40km以下的大气参数;各种地基探测设备可以在固定点对空间进行长期观测，但它属于间接观测，获得的是遥感探测数据，无法与探空火箭的实地探测比拟。探空火箭是临近空间探测、建立中高层大气模式的有效途径，同时又是40～300km高度范围内进行空间实地探测的唯一有效手段，是其他飞行器不能替代的。探空火箭还适用于临时观察短时间出现的如极光、日食、太阳爆发等特殊自然现象和持续观察某些随时间、地点变化的自然现象。

　　(2)微重力科学实验

　　近年来，探空火箭逐步应用于微重力科学实验。利用探空火箭进行微重力科学研究和实验验证是探空火箭逐步发展起来的一种有效和较成熟的空间短时微重力实验方法，是在微重力环境下进行多种空间科学实验研究活动的重要手段之一。探空火箭可提供一个较为理想的微重力实验平台，它比飞船、卫星成本低、机会多、风险小，比气球、落塔的微重力水平高、微重力时间长。与气球、落塔相比，探空火箭更接近轨道飞行，甚至是亚轨道飞行，通常能提供几分钟到十几分钟的微重力有效时间。

　　(3)空间科学论证

　　探空火箭能够提供提供一个高真空、强振动、大过载等各种空间飞行环境条件，为空间科学论证提供新型有效载荷及其新技术、新器件、新材料飞行验证的机会。国际上，飞行器新型结构、防热材料、卫星和导弹仪器、动力装置高空点火性能等，都曾在探空火箭上进行过试验，且取得了较好效果。元器件试验验证方面，探空火箭的空间论证作用更为显著。 探空火箭发展现状 世界第一枚探空火箭是1945年9月26日发射的美国高空探测火箭“女兵下士”火箭，其飞行高度70km，有效载荷重11kg。此后美国和苏联利用缴获的V2火箭发射了一批探空火箭。20世纪50年代的国际地球物理年活动极大地推动了探空火箭发展，许多国家陆续开始了探空火箭的研制。80年代已有20多个国家发展或使用了探空火箭。 国外探空发展现状 美国的探空火箭 在探空火箭领域，美国是发射次数和应用领域是最广的。自从1945年美国喷气推进实验室(JPL)发射第一枚探空火箭，据统计，美国宇航局(NASA)1959-1976年在全球37个发射场(国内24个)发射探空火箭30种1912枚。其中1968年发射175枚，20世纪70年代中后期后，每年发射70～80枚，近年来发射数量居世界之首【1】。

　　根据探空火箭的应用领域不同，美国进行的探空火箭发射任务有以下2个大的方面：

　　(1)微重力科学实验

　　对于微重力科学实验有两次重要的发射任务。1971年10月NASA发射了“空蜂”170A，首次利用探空火箭进行了空间材料加工实验尝试;1972年1月再次发射“黑雁”5C火箭进行金属熔炼实验。这两枚火箭的的发射，证实了利用探空火箭进行微重力科学实验是一条可行的技术途径，揭开了微重力火箭研制和应用的序幕。

　　20世纪70年代初美国开始利用探空火箭进行空间材料加工实验。NASA于1974年初制定空间材料加工应用火箭(SPAR)计划，这是世界上第一个微重力火箭研究应用计划。从1975年12月至1981年1月，NASA共发射9枚SPAR火箭，其中6枚成功，2枚失败，1枚局部成功，共进行了49项空间材料科学和加工的实验研究。随着1989年3月“伙伴”1号火箭首次成功发射，NASA决定20世纪90年代根据需要每年发射2～4枚类似火箭，其中大部分为生物技术实验，其他为空间材料科学和加工实验。

　　(2)高空大气环境探测

　　NASA探空火箭计划项目办公室(SRPO)在2006年共发射探空火箭21次，成功率达100%。SRPO于2007年1月又发起了一个火箭探空计划，其主题是利用火箭探测电离层扰动现象，将发射10枚探空火箭。这项研究包含4个独立的科学任务，而每项任务均包含一系列观测活动，先是地面设备观测，确定现象出现后再利用探空火箭进行实地探测。

　　2007年1月19日，NASA的Joule-2项目发射4枚探空火箭：1枚Black Brant、1枚Terrier-Black Brant和2枚Terrier Orion火箭，其科学探测目标是研究1月阿拉斯加地区上空极光的焦耳热效应。通过这4枚火箭的发射，获得了更多关于96.6～193km稀薄大气电加热的信息，成功地在亚暴事件期间对高纬度地区焦耳加热进行了多尺度研究。

　　2007年2月14日，NASA在阿拉斯加发射了HEX-2探空火箭。在HEX-2任务中，Black Brant X火箭采用了突破性“定制飞行轨道技术”，使火箭可以在期望的高度上飞行一段距离，突破了以往的弹道限制。

　　2008年1月18日，美国在挪威安岛发射场成功发射了一枚SCIFER-2探空火箭。该火箭的飞行高度创下了安岛发射场的发射记录，达到了1460km。SCIFER-2火箭的探测要素包括：离子漂移与分布函数、电子温度与密度、电子与离子沉淀、电场矢量和磁场矢量。其科学目标是研究200～1400km极尖区离子外流，测定电离层流动及流动自由能来源的物理机制，研究在高层空间由卫星观测到的、导致离子流动的一系列过程。 日本、韩国的探空火箭 日本在火箭探空方面进行了非常广泛的研究，在大气科学、电离层、太阳物理、天体物理以及大气气候和预报方面取得了许多科学成果，并与美、英、法、西德等合作完成了多种类型的火箭实验，进行了独具特色的赤道区高层大气、电离层和天文学的探测研究。与美国的研究类似，日本的探空火箭应用领域也有以下两个方面：

　　(1)微重力科学实验

　　1977年日本宇宙开发事业团(NASDA)制定了TT-500A微重力火箭计划。1980年9月至1983年8月共发射了6枚，其中3枚成功，2枚未能回收，1枚微重力值仅10-2g。 20世纪80年代后期，NASDA重新制定了微重力火箭研究计划，命名为TR-1A的微重力火箭于1991年9月首次发射成功，搭载了5种用于空间材料科学研究和加工的实验装置。

　　2008年8月2日，在鹿儿岛航空中心成功发射了S-520-24微重力火箭。火箭在发射274s后，最大飞行高度达293km。

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