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天地之间铸辉煌

时间:2022-03-15 08:32:07  浏览次数:

我国通信卫星事业在20年的时间里,实现了“东方红二号”、“东方红三号”和“东方红四号”通信卫星研制的“三级跳”,为我国的国民经济建设和国防建设做出了重大贡献,随着“东方红四号”通信卫星平台的研制,正在向着世界先进水平不断攀登。

1984年4月8日,“东方红二号”试验通信卫星的发射成功,迎来了我国通信卫星事业的春天。以“东方红二号”卫星为标志,我国空间技术从试验走向应用。

“东方红二号”,开辟中国卫星通信新时代

早在20世纪70年代,“东方红一号”卫星发射成功后,随着世界空间技术的快速发展和国民经济建设的需要,中央做出了尽快研制“东方红二号”地球静止轨道试验通信卫星,在试验通信卫星的基础上,研制实用通信卫星,以改变我国通信技术落后状况的重大决定。刚刚完成“东方红一号”卫星研制发射的中国空间技术研究院科技人员,又开始了挺进36000公里地球静止轨道的新长征。

“东方红二号”试验通信卫星工程是当时我国规模最庞大、技术最复杂的航天工程。它包括卫星、运载火箭、发射阵地、测控网和使用部门五大系统,协作单位涉及到从中央到地方的几十个部门,研制“东方红二号”试验通信卫星,成为当时重要的政治任务。

经过艰苦的努力,设计人员拿出了卫星设计方案。“东方红二号”试验通信卫星的总体方案具有以下主要特点:它是一颗定点在东经125度赤道上空的静止轨道有源通信卫星,在工作寿命期内,保持经度偏差和纬度偏差均不超过正负1度;卫星可转发电视、广播、电话、电报、数传、传真等各种模拟和数字通信信息;选择双自旋稳定方式,并采用全球覆盖通信天线。

1984年1月29日,“东方红二号”首发星在西昌卫星发射中心新建的工位,由新研制的“长征三号”运载火箭发射升空。遗憾的是由于火箭三子级二次点火失败,使“东方红二号”卫星停靠在一条无用的轨道上。

在初战失利的情况下,航天人没有气馁,他们擦干了泪水,又开始了新的战斗。由于“东方红二号”试验通信卫星一次研制了两颗,因此时隔三个月后,1984年4月8日,第二颗“东方红二号”试验通信卫星升空。4月16日18时27分57秒,卫星定点在东经125度赤道上空。广袤的太空,终于有了中国第一颗静止轨道通信卫星。

“东方红二号”试验通信卫星发射成功,实现了我国卫星通信事业划时代的革命,使我国成为世界上第五个能够发射静止轨道通信卫星的国家,缩短了与世界先进技术水平的差距。值得一提的是,“东方红二号”试验通信卫星的实际工作寿命大大超过了设计要求。1986年,我国发射成功“东方红二号”实用通信卫星。

1988年3月以后,我国连续发射成功3颗“东方红二号甲”实用通信卫星。这些卫星采用了新的设计方案,性能不断增强,寿命不断延长,卫星转发器由2个增加到4个,使电视转播能力由2个频道增加到4个,电话传输能力由1000路增加到3000路,设计寿命由3年增加到4年半。在一段时间里,我国卫星通信转发器的国产化程度达到三分之二,占领了国内卫星通信的“半壁江山”。“东方红二号”实用通信卫星的发射成功并可靠稳定运行,开辟了我国卫星通信事业的新时代,为开放的中国经济建设和国防建设做出了巨大的贡献。

“东方红三号”,打响“太空保卫战”

20世纪80年代,随着卫星通信浪潮的冲击和我国改革开放的需要,引发了国内对通信卫星转发器的更高需求。面临这种情况,我国科技人员在研制“东方红二号”通信卫星的同时,就着手开展研制中容量通信卫星“东方红三号”的方案论证和技术攻关工作。

到底搞一个什么样的卫星?在研制卫星方案阶段,中国空间技术研究院的专家认为,如果我们按常规的卫星研制思路来走,就永远落在世界水平后边,只有跨过传统的发展阶段,才能迎头赶上。要搞就要搞世界先进水平的!“东方红三号”瞄准的是80年代的水平。

他们大胆提出了卫星携带24个C频段通信转发器,采用公用舱技术、全三轴稳定姿态控制和液体双组元统一推进系统等国际上最先进的通信卫星技术,实现我国地球静止轨道通信卫星研制技术的新跨越。这就是说,要用8年时间,使“东方红三号”卫星从当时我国通信卫星只有国际上20世纪60年代的水平,一步跨入80年代。

这是怎样的一场战斗啊!从我国已经上天的“东方红二号甲”到“东方红三号”,意味着只有20%的技术可以继承,这在国外航天史上也是极其罕见的。一颗“东三”的容量,相当于12颗“东二”。卫星七大系统中,需要解决的技术难点上百个,难啃的硬骨头课题就有11项,如果把卫星总体设计部下发到各分系统的任务书摞在一起,就是一堵2米多高的书墙……困难压不倒中国航天人,踏平坎坷的战斗在中国空间技术研究院的研究室、车间打响。

经过2000多个日日夜夜的艰苦奋斗,“东方红三号”首发星终于在1994年11月30日升上了太空。然而,由于推进系统燃料泄漏无法定点,中国航天人耗费了八年的心血,化做了一颗流星。听到卫星无法定点的消息,“东三”的研制者们流下了伤心的泪水。

失败使他们获得了新知,高可靠、高质量必须要用严格管理和科学态度来保证。而此时,能否在最短的时间里,再拿出“东方红三号”卫星02星,是对研究院上上下下的考验。于是,科技人员擦干了眼泪,开始了一场长达两年的质量攻艰战。

现代科学的发展越来越证明,任何一项系统工程,都离不开合作。总设计师范本尧介绍,“东三”是由几十万个元器件组成的,没有全国范围内的大协作,没有研究院各厂所科技人员的共同努力,就不会有卫星的成功。因此,“东三”是全国、全院大协作的产物,是社会主义制度下集中力量办大事的缩影。

中国空间技术的发展史不能不大书特书这一天。1997年5月12日,我国自行研制的新一代中容量通信卫星“东方红三号”终于在西昌发射成功。5月20日15时01分, “东方红三号”经过漫漫的征程,终于到达了它的“太空泊位”,成功地定点于东经125度赤道上空。茫茫太空,终于又有了一颗中国新星。中国通信卫星事业终于迈出了坚毅的第二步。

“东方红三号”通信广播卫星的发射成功,无论对于我国的空间事业还是通信卫星产业,都是一个历史性的胜利。如果此次发射失败,中国卫星研制者10年的心血不仅将付之东流,更为严峻的是,在广袤的太空中,将没有中国的通信卫星,国家不仅将要继续租星或买星;而且,宝贵的太空轨道位置也将丢失,更为严重的是中国的通信卫星民族工业将面临更为困难的境地。因此,无论从哪个

角度讲,“东方红三号”卫星的发射成功,对于中国通信卫星产业来讲,意义非凡。

“东方红三号”不仅解决了我国通信卫星市场的燃眉之急,同时,它还带动了我国电子、材料、机械、计算机和加工工艺水平的提高,给我国高科技领域以极大的牵引,促进我国空间技术的快速发展。它的意义还在于,我国在日益激烈的通信卫星市场竞争中夺回了部分市场,展现了我国卫星研制者的雄厚技术实力和信心。我国通信卫星事业创造的辉煌

“东方红三号”通信卫星发射成功,实现了我国通信卫星事业的新跨越。我国发射成功的通信卫星,广泛用于电视、广播、长途电话、电视教育、金融、电力等部门;承担了30路对外广播、中央电视台一、二套节目和8000多路卫星电话的传输任务,使我国收看电视的人口覆盖率由30%增加到83-84%,基本上改变了新疆、青海、西藏、云南、贵州、四川等边远地区及海边防“收视难、通信难”的状况。中国教育台每天通过通信卫星播出两套节目,共30个小时,有1600多万人接受电视教育,每年可节省培训费几十亿元。通过通信卫星,为全国500多个大中城市开通了长途自动拨号电话。我军通信兵部队通过通信卫星开通了北京至乌鲁木齐、拉萨、昆明三个方向的数字电话话路。利用卫星向各地传送报纸整版版面,实现全球性数据通信和计算机通信。水利、电力、石油、煤炭、地震、交通、银行、新闻等中央单位,也陆续建成一批卫星通信专用网,大大提高了工作效率,促进了有关行业的发展。其中,仅中国人民银行建立的金融卫星通信网,每日汇划或结算的资金就达20亿美元以上。

特别值得一提的是,到2004年5月,设计寿命8年的“东方红三号”通信卫星,作为我国第一颗面向全社会的商业卫星,已经成功在轨运行7个年头。7年来,这颗卫星经受了恶劣太空环境的考验,它以良好的表现赢得了用户的广泛赞誉。据有关部门介绍, “东方红三号”卫星的主服务区不仅能够覆盖我国大陆全境,甚至连台湾省、海南省,以及东沙群岛、中沙群岛、南沙群岛及附近岛屿在内的我国东海、南海诸岛都能囊括在内。这颗卫星既可以用于公众卫星通信和广播电视传输,还可为用户提供电视会议、电话、传真、数据通信等多种服务。

“东方红三号”携带24个通信转发器,能同时转播6路彩色电视和8000路双向电话。卫星的发射成功和投入使用,极大地缓解了国内通信卫星市场转发器短缺的矛盾,仅公众通信一项,每年就可以节省数千万美元。7年来,卫星上的24个通信转发器全部正常工作,其中22个用于电信部门的公众通信业务,2个用于包括转播甲A足球比赛、每年两会期间各电视台的新闻传送、重要体育节目传播、重大展会转播等临时性电视节目传送。在公众业务通信中,包括3.5万条单向话路,主要用于23个省会的一级干线通信网,还用于新疆、内蒙等边远地区及个别重要城市的干线网。据有关部门估算,仅“东方红三号”通信卫星公众通信一项,每年就可为国家节省数千万美元,其社会效益是无法估量的。特别是“东方红三号”的成功运营,守住了我国通信卫星民族产业的阵地,为今后的发展奠定了基础。此外,还带动了我国卫星应用产业的发展。目前,我国与卫星应用相关的设备配套产品的企业、研究机构近百家,年产值约数亿多元人民币。

今天,6万多座卫星信息地面接收站,如雨后春笋出现在中华大地上。大大小小的乳白色的“大锅”朝着空中,大的直径达十几米、小的还不到一米,醒目的“VSAT”英文字母,构成了中华大地上的一道风景。

“VAST”(维赛特),是卫星通信中“甚小口径终端”的英文缩写。凭借着这一技术,我们可以坐在家里的电视机前,观看大洋彼岸的比赛;在北京、深圳,可以实时掌握上海证交所的行情变化……只要有“维赛特”的站点,就可以与远处进行信息交换。这对于像我国这样地域广阔、地形复杂、区域经济发展不平衡的国家十分适宜。莽莽沙漠中的石油勘探队、丛山峻岭中的矿山企业、广阔草原上的牧民,正通过“维赛特”,与北京、上海等大城市联系,交换科学、经济等信息。

利用卫星进行远距离教育,是一些国家提高国民文化素质的明智之举,而世界上最大的“没有围墙的大学”在中国。复兴门立交桥的东南角,耸立着一座乳白色的大楼,这便是中国最大的大学——中国教育电视台。1986年10月16日,中国教育电视台(CETV)正式成立了。据有关资料显示:目前,已开通了3个卫星电视教育专用频道,我国已建成县级以上教育电视台和收转台940多座,卫星电视地面接收站10600多座,放像点66000多个,全国70%以上的有线电视台完整转播CETV的节目,收视CETV的人超过2亿,中国教育台已播出电视课程和教育节目9万多小时。据权威人士透露,我国已建成全球最大的教育电视传输网络,数千万人接受电视教育。卫星教育改变了远距离教育的面貌,推动了“普九”和扫盲工作,优化了教育资源的合理配置,每年可节约培训费几十亿元。

“东方红四号”,再铸太空新丰碑

通信卫星研制是空间技术的一个重要技术领域,决不简单的是使用哪个国家卫星的问题,而是培养和造就一支通信卫星研制领域高水平科技队伍,使我国在这个领域占有一席之地的需要,是促进我国科技整体水平的提高,牵引相关领域发展的需要。今天,面对着中国上空被外国卫星占领的局面,尽快把外国卫星挤出中国通信卫星市场,在空间技术领域夺取“太空保卫战”的全面胜利,我国卫星研制者还有艰难的路要走。同时,也需要有关决策部门的大力支持和扶植,需要全国人民的关心和理解。

面对现有市场已被境外卫星占领的局面,我国必须在竞争中夺回失去的市场。专家认为,破除行业垄断,拆除地区封锁,把卫星通信的触角伸向广阔的农村,发展电视直播产业等等,将是我国卫星通信事业的方向。另外,目前我国还没有直接向家庭直播的电视直播卫星,大部分卫星电视节目都通过600多家省市电视台、700多家有线电视网转播,然后再经由电缆或微波进入家庭。而发展Ku频段数字视频压缩电视直播卫星,使100多套中央、省市和各种教育节目直接送到上亿个家庭中,是一个潜在的巨大市场。

为了更好地开发利用太空资源,加快我国卫星通信事业步伐,促进国民经济建设,特别是“以我为主”,研制大容量、高可靠、长寿命通信卫星,振兴民族通信卫星产业,2000年11月,国务院新闻办公室发表的《中国的航天》政府白皮书,确定了中国空间技术今后十年或稍后一个时期的发展目标。这就是建立自主经营的卫星广播通信系统,积极支持商用广播通信卫星的发展,开发长寿命、高可靠的大容量地球静止轨道通信卫

星和电视直播卫星,初步建成中国卫星通信产业。

展望新世纪,我国通信卫星事业肩负着神圣的重任。在今后一段时间,我国将研制和发射多颗通信卫星,将逐步建成国民经济急需的、长期稳定运行的通信卫星系统,使通信卫星在轨道上始终保持一定的数量,以满足国内外用户多方面的需求。

据了解,我国将发展其他大容量、高功率、多波束、长寿命的通信广播卫星。这些卫星在频谱上不仅有C频段,同时还将开辟Ku、Ka和L频段资源,以满足电视教育、固定与移动通信及各种专业数据传输、话音和电视广播等的需要。将进一步扩大公众网和建立或完善金融、水利、能源、交通、教育、灾害监测等专用网。将开展“直接进入家庭”的电视广播卫星、区域移动通信卫星和跟踪与数据中继卫星的研究论证,以尽快启动直播卫星工程。面对巨大的市场需求和席卷全球的卫星电视发展热潮,迅速启动我国的卫星电视直播系统,是中国通信卫星事业发展的必由之路,也是中国通信卫星消费者的期盼。而“东方红四号”通信卫星的研制,就是这种使命的承载者。

为适应国内外通信卫星市场飞速发展的需要,振兴我国的通信卫星民族产业,“九五”期间,在国家和中国航天科技集团公司的支持下,中国空间技术研究院就开始进行大型静止轨道通信广播卫星“东方红四号”公用平台技术的研制开发工作。卫星的大型承力筒、大容量贮箱等关键技术取得了突破性进展,2001年1月,完成了前期技术攻关任务,卫星方案通过了国防科工委组织的专家评审并开始研制。

“东方红四号”通信卫星是我国第三代通信广播卫星,携带48个通信转发器,寿命15年,有效载荷将以直播电视和通信为主。开展“东方红四号”大容量通信卫星的研制,不仅将大大加强我国卫星通信、广播电视、信息传播工作,促进国家可持续发展,还将大大缩短我国在通信卫星领域与国外的差距,使我国通信广播卫星的研制达到国际先进水平,成为世界上少有几个能研制大型通信广播卫星及其平台的国家。

据专家介绍,根据不同航天任务,进行局部适应性修改,可支持多种有效载荷,以构成不同卫星的卫星平台,是国际卫星技术发展的趋势。在进行“东方红四号”卫星研制的同时,中国空间技术研究院采用成熟技术,实现技术创新,形成我国新一代大容量、长寿命通信广播卫星公用平台。该平台在设计思想上,坚持通用性、继承性、扩展性、及时性和先进性的原则;平台功能与目前国际上同类卫星先进平台水平相当,适用于大容量通信广播卫星、第二代直播卫星、移动通信卫星等地球静止轨道卫星通信任务,可以在短期内形成小批量生产能力。灵活便捷的运作方式和优越的性能价格比,使该卫星具有很强的国际竞争能力。

三年来,中国空间技术研究院采取科学的系统工程组织方法,大大加快了卫星的研制速度,先后完成了静力、动力、模态等试验,这些工作充分验证了各分系统产品的可靠性。目前,卫星所有关键技术均已得到解决,并在整星工程阶段得到验证。

“东方红四号”卫星公用平台的研制,引起了世界的广泛关注。2002年5月20日,中国空间技术研究院与鑫诺卫星通信公司共同签署了“鑫诺二号”卫星研制合同,至此,“东方红四号”大型地球静止轨道通信卫星公用平台有了第一份定单。目前,作为“东方红四号”卫星公用平台研制的首颗通信卫星“鑫诺二号”大容量通信卫星的研制工程进展顺利。2004年3月,卫星完成了发射场合练,卫星预计于2004年底完成工程研制,2005年上半年在西昌卫星发射中心用“长征三号B”火箭发射。 我们完全可以相信,随着“东方红四号”通信卫星公用平台的研制和首颗星“鑫诺二号”的发射,我国通信卫星研制技术将达到国际同类卫星先进水平。

卫星通信事业新天地

人类通信卫星才走过了40多年的路,可是发展的速度却使人不敢想象。今天,各类通信卫星频频升空,大小卫星交相辉映;由于高新技术的大量运用,卫星功能更强、寿命更长,卫星通信使信息高速公路四通八达。据有关部门统计,世界80%的洲际通信业务和百分之百的洲际电视传播,以及为数众多的区域通信已由卫星担负。优越的通信能力和极高的投资效益比,使通信卫星的应用成为国际通信业的大走势,并每年以20%到30%的速度递增,从而形成150亿美元的通信卫星产业。

专家认为,21世纪初的几年里,一些大型静止轨道通信卫星平台将运行在外层空间。据有关资料介绍,欧美的卫星制造商将推出当今最大的通信卫星平台,它们是洛克西德·马丁公司的A-2100、休斯公司的HS-702、劳拉空间系统公司的FS-1300、法国宇航公司和德国宇航公司的空间客车-4000等。这些通信卫星大都携带80个以上的转发器,寿命都在15年以上,生产周期只需要24~30个月。尤其是劳拉空间系统公司的LS-2020公用平台,可容纳150个转发器,是目前所知最大的通信卫星平台,国际通信卫星-9的通信转发器数已经增至96个,寿命达到15年。

进入20世纪90年代以来,由于美国在数字视频压缩技术上取得的突破进展,将卫星电视直接送入家庭,使传统的卫星通信概念发生了变化,目前一颗卫星可传送约150套电视节目。这一技术使原来一台转发器只能传送一套节目变成4套电视或8套电影。而每个家庭只需要安装直径0.45米的天线,就可以收看类似于激光唱盘伴音效果的卫星电视。因此,作为现代社会最具影响的大众传播媒介,卫星电视直播将成为21世纪的世界潮流。

由于大量采用新技术,21世纪的卫星制造者再也不能像20世纪那样,30个月或40个月制造一颗通信卫星了,一颗新式卫星将用12个月一18个月时间。廉价的用户终端设备是未来通信的趋势。据专家估计,一台售价几百美元手提包大小的卫星终端,有可能将目前的电话、电视和电脑“三网合一”,将是发展的趋势。

面对“外强入侵”,我国卫星目前又难以与之竞争的严重情况,尽快进行体制和机制创新,提高我国卫星研制能力,以适应卫星通信事业的迅速发展和迫切需求,是我国面临的重大挑战之一。实际上,把外国人挤出我国通信卫星市场,不仅仅是商业竞争的需要,更重要的是保护我国民族工业的需要,是一项神圣的使命。

近年来,国际航天界通过合并、重组和强强联合,实现了优势互补,实力迅速增强,使卫星的设计制造向产业化和规模化发展,从而对我国卫星研制构成重大潜在威胁。美国已从1988年24家航天公司重组为目前的波音、洛马、休斯、劳拉等集团公司。法国宇航公司和马特拉高科技公司合并,其实力大大增强,在欧洲居第一位,并成为波音、休斯、劳拉之后的世界第四大航天集团公司。这说明,空间产业的竞争已从国内转向国家和地区间的激烈竞争,面对国际卫星研制的规模化和占领世界市场能力的增强,采取措施,积极应对,以提高竞争力,是当务之急。

增加通信卫星研制技术开发的前期经费投入。由于通信卫星研制是高投资、高风险的技术领域,技术更新换代快,必须进行较长周期的超前技术开发和飞行验证。因此,必须有较多的研究与发展资金,有些难度大的关键技术需要超前进行,至少在型号立项5-10年前就开发,以缩短研制周期,确保关键技术的可靠性,提高产品质量。在“以我为主”的同时,积极扩大开放,实行多方位、多层次和多种形式的国际合作,充分借鉴国外的经验和教训以利于发展我国空间技术,也是我国通信卫星事业发展的重要方略。

今天,利用通信卫星架起的空间信息高速公路,使信息畅通无阻,使工商企业和整个社会处于一场革命之中。人们充分利用信息,大大提高物质生产的效率,提高原材料和能源利用率,从而改变人类生产和生活方式。由通信卫星带来的通信革命导致可视电话、电视会议、电视购物、电视教学、在家里办公等一系列新生事物的出现。可以相信,在世界通信卫星发展的洪流中,中国人一定能创造无愧于民族的光辉业绩。

责任编辑:欣然

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