据国外媒体报道，美国宇航局制定了15个未来技术路线图，指导空间技术的发展，未来20年内这些技术将在不同方向上促进空间科学的进步。 第一大任务为发射推进系统，涉及液体火箭、固体火箭助推器、吸气式推进系统、辅助推进系统、非常规推进系统等等。比如目前正在研究是X-43和X-51高超音速飞行器都属于此类，这是未来人类的关键动力装置。

第二个任务为太空推进系统，很大一部分为化学燃料的火箭发动机。这一概念在过去50年内已经发展到非常高的水平，新型化学推进系统能够在推进效率上提升一个数量级，推力更大。还有电推系统也属于新型太空推进装置，能够适用于小型卫星、深空探测器等，比如前往火星的飞船就能够采用电推装置。更高效率的核动力推进、低温化学推进系统都处于研制之中。

第三个任务为航天动力与能量储备，由于深空任务需要进入非常复杂的地外天体环境中，因此对电力系统的要求非常高，需要为探测器提供持续稳定的电力保障。目前美国宇航局使用放射性同位素热电发生器作为能量来源，未来探测器上搭载的核动力装置将向轻量化方向发展。同时探测器也需要拥有完善的保护措施，比如前往木星的探测器就需要对抗木星的辐射场。

机器人与自主控制系统也是美国宇航局发展的一个项目，一旦我们派遣机器人前往另一个星球，就需要机器人拥有自主探测能力，能够更加智能、更加灵活，对周围环境拥有更好地感知能力。美国宇航局将开展多个涉及危险环境的空间任务，比如小行星、修复卫星、登陆地外天体收集数据等，需要探测器能够拥有更智能化的计算机，减少对地面控制中心的依赖。

通信、导航以及轨道碎片跟踪任务能够帮助美国宇航局建立深空通信网，对遥远的行星际探测器进行控制，确保探测数据的传输。随着轨道碎片数量的增多，跟踪的成本也将上升，美国宇航局的近地轨道科学探索任务需要规避轨道碎片，否则高速运行的轨道碎片可造成航天器损坏或报废。

第六个任务为人类健康、生命支持和居住系统。美国宇航局将在未来20年对空间生命支持系统进行研究，研究人类超出近地轨道时是否能够适应太空环境。近日，美国宇航局的辐射研究中心称一旦人类超出近地轨道就会受到致命的银河宇宙射线袭击，前往火星的宇航员将暴露在致命的辐射之下。

人类探索目标系统能够拓展人类的深空活动空间，涉及对现有地外天体移动系统升级与改造，集成智能化自动控制系统，让人类登陆月球、火星后能够使用火星上的资源，提供探索的效率。如果没有先进的运营与维护体系，建造月球基地、火星基地时宇航员就需要花大量的时间用于后勤保障，降低了工作效率。

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