歐洲航天局(歐空局):歷史,組織構建史,火箭套用史,機構,總部,技術研究中心,操作

歐洲航天局（ESA，簡稱歐空局）成立於1975年，是一個致力於探索太空的政府間組織，擁有22個成員國，總部設在法國巴黎。歐洲航天局的太空飛行計畫包括載人航天（主要通過參與國際空間站計畫）。

發射和運行其他行星和月球的無人探測任務；地球觀察，科學和通信；設計運載火箭；保持主要的航天發射場，法屬蓋亞那庫魯的蓋亞那航天中心。2019年9月2日，歐航局“風神”氣象衛星與太空探索技術公司“星鏈44”衛星險碰撞。歐洲航天局對一顆所屬衛星採取緊急變軌操作,避免了一場可能發生的“太空交通事故”。

基本介紹

公司名稱：歐洲航天局
外文名稱：European Space Agency
總部地點：法國巴黎
成立時間：1975年5月30日
經營範圍：航空航天探索製造
公司類型：一個致力於探索太空的政府間組織
員工數：2000名工作人員
前身：歐洲太空研究組織
國際合作機構：JAXA等

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歷史

組織構建史

第二次世界大戰後，許多歐洲科學家離開西歐到美國工作。雖然上世紀50年代的繁榮使得西歐國家能夠投資太空領域的研究，西歐科學家發現單個的國家項目將不能與兩個超級大國競爭。1958，在“旅行者號”發射後僅一個月，Edoardo Amaldi和Pierre Auger，當時的西歐科學界最突出的兩個成員，開會討論成立一個共同的西方歐洲空間局，出席會議的代表來自八個國家。

西歐國家決定設立兩個不同的機構，一個關注發展發射系統，ELDO（歐洲發射發展組織），和歐洲航天局的前身，ESRO（歐洲太空研究組織）。後者成立於1964年3月20日。從1968到1972，ESRO發射了七顆研究衛星。

1975年，ESRO與ELDO合併，成立了現在的歐洲航天局。當時有10個創始成員國：比利時、丹麥、法國、德國、義大利、荷蘭、西班牙、瑞典、瑞士和英國。1975年，歐洲航天局完成了它的第一個重大科技任務，COS-B，一個監測宇宙中伽瑪射線輻射的太空探測器。

歐洲航天局加入了美國航天局的IUE項目，於1978年發射世界第一架高軌望遠鏡，並成功運營了18年。之後又完成了許多成功的地球軌道項目，並在1986年開始了第一次深空任務Giotto，研究彗星Halley和Grigg–Skjellerup。著名的測繪任務，Hipparcos，是在1989年完成的。而在20世紀90年代，太陽和太陽風層探測器，Ulysses和哈勃太空望遠鏡都是和美國航天局共同完成的。最近與美國航天局合作的科學任務包括Cassini–Huygens號探測器。

火箭套用史

阿里亞娜火箭

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，首次鑑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，第二次鑑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

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，並計畫於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定，按照協定，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。

機構

總部

設在巴黎的總部，政治決定在此作出；

技術研究中心

設在荷蘭諾德韋克（Noordwijk）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；

操作監控中心

設在德國達姆施塔特（Darmstadt）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；

研究所

設在義大利弗拉斯卡蒂（Frascati）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；

航天員中心

設在德國科隆（Cologne）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；

天文中心

設在西班牙馬德里（Madrid）的歐洲空間天文中心。

任務

重要項目

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

火星快車號（Mars Express）：火星探測器。

羅塞塔號彗星探測器（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 ：即自動轉移太空飛行器（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 ：全稱是“用於先進技術研究的小型任務1號”，歐洲航天局的第一個月球探測器，2003年9月27日發射，肩負歐洲航天局首次探測月球的重要任務，並測試其裝備的太陽能離子發動機。

金星快車：金星探測衛星，2006年4月11日發射

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，於1999年發射；Cluster-2，它於2000年由聯盟號火箭發射；國際伽馬射線實驗室，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，於2003年發射；遠紅外空間望遠鏡FIRST，於2005-2006年發射。

處理地球科學領域

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衛星太空飛行器，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套用組織合作研製的第二代Meteosat衛星第一個太空飛行器能夠在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、歐洲氣象衛星套用組織、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、高技術服務和其他套用。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占了約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，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。

國際合作

歐洲航天局現有22個成員國，它們分別是法國、德國、義大利、西班牙、英國、比利時、丹麥、荷蘭、瑞典、瑞士、愛爾蘭、挪威、奧地利、芬蘭、葡萄牙、希臘、匈牙利、波蘭、羅馬尼亞、愛沙尼亞、盧森堡和捷克。

羅馬尼亞於2011年1月簽署加入協定，成為第19個成員國。歐洲航天局於2012年9月與波蘭政府簽署協定，加拿大通過協定參加歐洲航天局的一些合作項目，屬非成員國。

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聯邦航天局的協作項目，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。

歐空局與新興空間國家和開發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套用有關的區域培訓班。

歐盟、歐洲航天局及其成員國致力於增加他們在活動和項目中的合作，以及協調他們各自在太空領域的角色。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盟和歐洲氣象衛星套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。

2015年7月，歐洲航天局新任局長約翰·迪特里希·韋爾納提出全球合作建月球村。韋爾納為月球村設計的未來圖景是一個住著太空人（包括俄羅斯和中國太空人）的多國定居點。同去建立月球村還只是紙上談兵。沒有一個國家和機構拿出了資金或是針對這一理念做出了具體規劃。但韋爾納表示，他之所以提出建立月球村，是為了鼓勵人們圍繞未來太空研究、探索和太空科技套用等問題進行探討。

新的戰略

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，歐洲航天局還計畫於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年後啟動達爾文計畫，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，歐洲航天局已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畫”。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“未來運輸器準備計畫”、確定下一代技術需求的“歐洲航天技術主體計畫”。而在載人航天方面，歐洲航天局更確立了雄心勃勃的“極光”計畫，打算在2020年至2025年間將航天員送上月球，2030年至2035年間登入火星。

NASA合作ESA

歐空局（ESA）將為美國宇航局未來“獵戶座”載人飛船提供推進系統和電力系統的支持，也就是參與服務艙(service module)的建造。新飛船的服務艙將會基於歐洲現有貨運飛船的設計。

美國宇航局副局長Dan Dumbacher說：“太空探索一直是國際合作的前沿領域。這次達成的新合作，標誌著我們和歐空局合作的進一步加深，有助於加快深空探索的步伐。”

美國宇航局希望最終使用這個“鐘形”的獵戶座飛船把太空人帶上小行星和火星。負責載人航天任務的主管Bill Gerstenmaier表示，在未來的航天活動中，國際合作非常重要。

美國已經制定了清晰的未來航天計畫。不管未來的飛行目的地如何，關於“獵戶座”飛船最基本的設計要求基本成形。前太空人Thomas Reiter表示，第一批“獵戶座”飛船的太空人包括歐洲人應該在情理之中。

美國宇航局的這個決定，表示他們非常相信歐空局的能力。對於歐空局來說，也是一個非常好的發展契機。

“獵戶座”飛船起初作為美國宇航局“星座”計畫的一部分，該計畫本打算在“後太空梭”時代用於在月球上建立太空基地。歐巴馬總統上台之後取消了星座計畫，但“獵戶座”飛船的研發保存了下來。該飛船計畫於2017年第一次無人試射，2021年第一次載人飛行。

在成就上，NASA取得的無疑是高於ESA，各方面成型產品，ESA還有許多要向NASA學習和借鑑的。

太空事件

2019年9月2日，歐航局“風神”氣象衛星與太空探索技術公司“星鏈44”衛星險碰撞。

2019年9月3日，歐航局發布聲明說，大約一周前，美空軍數據顯示，9月2日歐航局“風神”氣象衛星可能與“星鏈44”衛星發生碰撞。歐航局太空碎片辦公室8月28日聯絡了“星鏈”團隊，該團隊在一天內回覆說沒有計畫採取行動。

歐航局指出，相撞的可能性達到萬分之一，是確定採取行動的臨界值。9月1日，碰撞可能性升高到約千分之一。9月2日，歐航局根據早先的交流記錄判定美國衛星不會變軌，於是發出指令，使“風神”衛星三次點火變軌，避免了事故的發生。

2019年9月3日，太空探索技術公司在一份聲明中說，8月28日與歐航局聯絡時，碰撞風險只有五萬分之一，沒必要採取行動；後來美國空軍提示碰撞風險超過萬分之一，但公司通信系統出現故障，導致技術人員沒有看到後續事態進展的郵件。太空探索技術公司在聲明中還表示，如果“星鏈”技術人員看到了相關通信內容，肯定會聯繫歐航局，確定最佳的協助方案或自己採取避讓操作。

歐航局太空安全主管霍爾格·德拉格指出，此事件中雙方都沒有錯，但這表明迫切需要開展適當的太空交通管理，保證衛星運營方溝通順暢，並發展太空飛行器自動避讓技術。

歐洲航天局