上一篇里,我們說到了東方紅從1號發展到3號,變成了通用衛星平臺。
我們還提到,從90年代開始,國內衛星發展逐步加速,且開始走產業化的道路,成立了一些企業化運作的衛星運營公司。事實上,從那個時候開始,我們國家的衛星發展戰略,就已經逐漸變得清晰。除了通信衛星之外,國家還根據衛星的主要用途,設立了幾大衛星應用領域的發展計劃。
衛星的用途,到底包括哪些呢?
大致上,衛星的功能,可以分為以下幾類:通信廣播、對地觀測、導航定位、科學實驗以及信號中繼。我們前面提到的東方紅2號系列,東方紅3號系列(部分),以及鑫諾系列、亞太系列等,都是通信廣播衛星,主要用于電視和廣播信號轉播,還有電話、電報、傳真以及數據信號傳輸。以前,有一些家庭用戶會安裝“小鍋”,就是借助通信廣播衛星觀看電視節目。

衛星電視“小鍋
對地觀測,這個用途范圍就更廣了。我們常說的遙感衛星,就屬于這個范疇。所謂“遙感”,就是遠距離探測、感知。除了遙感之外,氣象衛星、資源衛星、海洋衛星、環境衛星,也都屬于對地觀測衛星類別。(有時候,“對地觀測衛星”也會直接稱為遙感衛星,將氣象衛星等歸于遙感衛星類。)

遙感衛星
導航定位,這個大家應該很熟悉。著名的GPS(美國)、伽利略(歐洲),還有我們國家的北斗,都屬于這個范疇,也叫GNSS(Global Navigation Satellite System,全球導航衛星系統)。

科學實驗衛星,我就不多介紹了,都是科學領域專門進行實驗的專業用途衛星。
另一個大家容易忽視的衛星類別,是中繼衛星。
中繼衛星,是專門中繼信號的。大家知道,地球是圓的,在不停地轉動。有時候你搞航空航天任務(例如登月、登火星、發射導彈),就存在信號被地球遮擋的可能。中繼衛星,就是將信號進行中繼轉發,維持鏈路暢通。

信號中繼
我們國家的中繼衛星,叫做天鏈一號,名字可以說是很貼切了。小棗君把國內這些類別的衛星列了一個表,大家一看就能明白了,門類非常齊全:

中國民用衛星的分類系列
如前文所說,上面這些重要的衛星計劃,例如“北斗”、“天鏈”等,都是90年代末規劃,2000年后開始執行的。經過多年的積累,這些衛星系列目前已經形成了龐大的規模,也為國計民生發揮著巨大的作用。

衛星天線
我們繼續說回東方紅系列。
1998年,新的國防科工委成立。為了提升我國自主研發通信衛星的市場競爭力,衛星領域開始加緊了新一代大型靜止軌道衛星公用平臺的論證工作,這就是——東方紅4號平臺(DFH-4,以下簡稱“東4平臺”)。

東方紅4號(模型)
2001年10月,國家正式批準了東4平臺的立項。2002年1月,進入初樣研制階段。
2002年5月,“鑫諾二號”衛星研制啟動。
按計劃,鑫諾二號衛星是東4平臺的首發星。該星設計壽命15年,星上配置了22路Ku轉發器,載荷重量430Kg,整星重量5100Kg,整星功率7.6KW。但是很遺憾,2006年10月,鑫諾二號發射失敗了,太陽帆板和天線都沒能成功展開。不久后,2007年5月14日,中國給尼日利亞發射“尼日利亞通信衛星1號”,也采用了東4平臺。尼日利亞這個項目,是中國長城工業總公司在2004年通過國際公開競標獲得的第一個商業衛星在軌交付項目,也是中國進軍國際衛星市場簽訂的10大項目之一,意義重大。最開始的時候,“尼日利亞通信衛星1號”的發射是成功的,也交付給尼日利亞航天局了。沒想到,半年后,因為太陽帆板故障,電能耗盡,又失效了。后來,2008年10月30日,我國成功發射了基于東4平臺的“委內瑞拉通信衛星1號”。2010年左右發射成功的鑫諾五號、六號,中星10號、巴基斯坦衛星1R、尼日利亞衛星1R等,都是基于東4平臺。從技術性能的角度來看,東4平臺的能力還是很強的,基本上屬于國際先進水平。

東方紅4號平臺(模型)
東4平臺穩定后,又開發了東4增強型平臺。東3也出了東3A和東3B兩個升級型。這些平臺,是2010年代國內的主力公共衛星平臺。再補充說一下那個時期的產業。2008年,衛星通信行業再次發生了一些變化。這一年,國內電信業第三次重組。重組完成后,中國衛通的基礎電信業務并入中國電信,其它業務并入了中國航天科技集團。

2009年,鑫諾衛星通信公司整體并入中國

變更之后,鑫諾衛星改名編入了“中星”系列

經過那次重組,中國衛通擁有的只剩下第二類基礎電信業務中的衛星轉發器出租、出售業務等經營許可,算是暫時離開了電信業。等到他們再次回歸,已經是十年后了。
上一篇文章提到了亞太衛星。亞太衛星早期都是用的國外平臺,后來逐漸采用了國產平臺,用的就是東4及東4增強型平臺。如下所示:

亞太衛星是H股上市公司,股東是中國航天科技。中國衛通2019年上市后,亞太衛星是它的控股子公司。所以,亞太的衛星也變成了中國衛通的。這是后話。

亞太衛星的主要衛星(圖片來自官網)

中國衛通的主要衛星(圖片來自官網)
2017年7月2日19時23分,搭載著實踐十八號衛星的長征五號遙二火箭(CZ-5/Y2),在中國文昌航天發射場發射升空。這個實踐十八號,基于的是中國新一代通信衛星平臺——東方紅5號衛星平臺(DFH-5,以下簡稱“東5平臺”)。

東方紅5號(模型)
然后,和此前的東2、東3、東4一樣,東5的這顆首發星也不幸失敗了。火箭飛行至252秒時,飛行狀態出現異常。飛行至346秒時,液氫液氧發動機故障,導致推力瞬時大幅下降,致使火箭無法達到預定飛行速度與高度。最終,火箭二級與衛星在西太平洋墜海,發射任務失利。經過一番復盤和改進之后,2019年12月27日20時45分,搭載著實踐二十號衛星的長征五號遙三火箭順利發射升空。2020年1月5日,衛星經歷七次軌道機動后,在3.6萬公里高度的地球同步軌道成功定點。這意味著,東5平臺首次成功發射。

東5平臺可以說是中國的“希望之星”。它的發射重量10噸,可以承載有效載荷2噸,提供有效載荷功率22千瓦,設計壽命長達16年。它采用了桁架式結構、大功率供配電系統、先進綜合電子以及大推力多模式電推進等先進技術,具有“高承載、高功率、高熱耗、高控制精度”的特點,技術指標國際領先。未來幾年,東5平臺就是我們國家的主力公共衛星平臺,將會參與國際商業衛星的市場競爭。
最近十年以來,衛星通信發展的一個重要方向,就是衛星互聯網。
未完待續……
參考文獻:
1、《我國衛星通信系統研制工作的歷史回顧》,魏學興;
2、《70年70人“話”通信 | 閔士權:天上一顆星,人間幾十載》,閔士權;
3、《中國衛星通信產業發展白皮書》,賽迪智庫;
4、《衛星通信 見證中美邦交正常化》,人民郵電報;
5、《中國衛星事業發展史》,陳筠力;
6、《中國衛星通信新紀元的開辟》,汪春霆;
7、《中國通信衛星發展歷程》,B站,文曜星河;
8、《通天蓋地45年·中國衛星通信事業發展的偉大征程》,郭浩然 張鈺偉 郭新哲 尹曙明;
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