小枣君注:上一篇文章(链接),我给大家介绍了1998年之前的中国卫星通信史。今天这篇,我们继续讲后面的故事。



█ 卫星的五大分类


上一篇里,我们说到了东方红从1号发展到3号,变成了通用卫星平台。


我们还提到,从90年代开始,国内卫星发展逐步加速,且开始走产业化的道路,成立了一些企业化运作的卫星运营公司。


事实上,从那个时候开始,我们国家的卫星发展战略,就已经逐渐变得清晰。除了通信卫星之外,国家还根据卫星的主要用途,设立了几大卫星应用领域的发展计划。


卫星的用途,到底包括哪些呢?


大致上,卫星的功能,可以分为以下几类:通信广播对地观测导航定位科学实验以及信号中继


我们前面提到的东方红2号系列,东方红3号系列(部分),以及鑫诺系列、亚太系列等,都是通信广播卫星,主要用于电视和广播信号转播,还有电话、电报、传真以及数据信号传输。


以前,有一些家庭用户会安装“小锅”,就是借助通信广播卫星观看电视节目。


卫星电视“小锅”


对地观测,这个用途范围就更广了。我们常说的遥感卫星,就属于这个范畴。所谓“遥感”,就是远距离地探测、感知。


除了遥感之外,气象卫星、资源卫星、海洋卫星、环境卫星,也都属于对地观测卫星类别。(有时候,“对地观测卫星”也会直接称为遥感卫星,将气象卫星等归于遥感卫星类。)


遥感卫星


导航定位,这个大家应该很熟悉。著名的GPS(美国)、伽利略(欧洲),还有我们国家的北斗,都属于这个范畴,也叫GNSS(Global Navigation Satellite System,全球导航卫星系统)


(我之前专门介绍过:“北斗”背后的GNSS技术,到底是个啥?



科学实验卫星,我就不多介绍了,都是科学领域专门进行实验的专业用途卫星。


另一个大家容易忽视的卫星类别,是中继卫星


中继卫星,是专门中继信号的。大家知道,地球是圆的,在不停地转动。有时候你搞航空航天任务(例如登月、登火星、发射导弹),就存在信号被地球遮挡的可能。


中继卫星,就是将信号进行中继转发,维持链路畅通。


信号中继


我们国家的中继卫星,叫做天链一号,名字可以说是很贴切了。


小枣君把国内这些类别的卫星列了一个表,大家一看就能明白了,门类非常齐全:


中国民用卫星的分类系列


如前文所说,上面这些重要的卫星计划,例如“北斗”、“天链”等,都是90年代末规划,2000年后开始执行的。


经过多年的积累,这些卫星系列目前已经形成了庞大的规模,也为国计民生发挥着巨大的作用。


卫星天线



█ 东方红4号


我们继续说回东方红系列。


1998年,新的国防科工委成立。为了提升我国自主研发通信卫星的市场竞争力,卫星领域开始加紧了新一代大型静止轨道卫星公用平台的论证工作,这就是——东方红4号平台(DFH-4,以下简称“东4平台”)


东方红4号(模型)


2001年10月,国家正式批准了东4平台的立项。2002年1月,进入初样研制阶段。


2002年5月,“鑫诺二号”卫星研制启动。


按计划,鑫诺二号卫星是东4平台的首发星。该星设计寿命15年,星上配置了22路Ku转发器,载荷重量430Kg,整星重量5100Kg,整星功率7.6KW。


但是很遗憾,2006年10月,鑫诺二号发射失败了,太阳帆板和天线都没能成功展开。


不久后,2007年5月14日,中国给尼日利亚发射“尼日利亚通信卫星1号”,也采用了东4平台。


尼日利亚这个项目,是中国长城工业总公司在2004年通过国际公开竞标获得的第一个商业卫星在轨交付项目,也是中国进军国际卫星市场签订的10大项目之一,意义重大。


最开始的时候,“尼日利亚通信卫星1号”的发射是成功的,也交付给尼日利亚航天局了。没想到,半年后,因为太阳帆板故障,电能耗尽,又失效了。


后来,2008年10月30日,我国成功发射了基于东4平台的“委内瑞拉通信卫星1号”2010年左右发射成功的鑫诺五号、六号,中星10号、巴基斯坦卫星1R、尼日利亚卫星1R等,都是基于东4平台。

从技术性能的角度来看,东4平台的能力还是很强的,基本上属于国际先进水平。


东方红4号平台(模型)


东4平台稳定后,又开发了东4增强型平台。东3也出了东3A东3B两个升级型。这些平台,是2010年代国内的主力公共卫星平台。


再补充说一下那个时期的产业。


2008年,卫星通信行业再次发生了一些变化。


这一年,国内电信业第三次重组。重组完成后,中国卫通的基础电信业务并入中国电信,其它业务并入了中国航天科技集团。



2009年,鑫诺卫星通信公司整体并入中国卫通。



变更之后,鑫诺卫星改名编入了“中星”系列。



经过那次重组,中国卫通拥有的只剩下第二类基础电信业务中的卫星转发器出租、出售业务等经营许可,算是暂时离开了电信业。等到他们再次回归,已经是十年后了。


上一篇文章提到了亚太卫星


亚太卫星早期都是用的国外平台,后来逐渐采用了国产平台,用的就是东4及东4增强型平台。如下所示:



亚太卫星是H股上市公司,股东是中国航天科技。中国卫通2019年上市后,亚太卫星是它的控股子公司。所以,亚太的卫星也变成了中国卫通的。这是后话。


亚太卫星的主要卫星(图片来自官网


中国卫通的主要卫星(图片来自官网)


█ 东方红5号


2017年7月2日19时23分,搭载着实践十八号卫星的长征五号遥二火箭(CZ-5/Y2),在中国文昌航天发射场发射升空。

这个实践十八号,基于的是中国新一代通信卫星平台——东方红5号卫星平台(DFH-5,以下简称“东5平台”)

东方红5号(模型)

然后,和此前的东2、东3、东4一样,东5的这颗首发星也不幸失败了。

火箭飞行至252秒时,飞行状态出现异常。飞行至346秒时,液氢液氧发动机故障,导致推力瞬时大幅下降,致使火箭无法达到预定飞行速度与高度。最终,火箭二级与卫星在西太平洋坠海,发射任务失利。

经过一番复盘和改进之后,2019年12月27日20时45分,搭载着实践二十号卫星的长征五号遥三火箭顺利发射升空。

2020年1月5日,卫星经历七次轨道机动后,在3.6万公里高度的地球同步轨道成功定点。这意味着,东5平台首次成功发射。


东5平台可以说是中国的“希望之星”。它的发射重量10吨,可以承载有效载荷2吨,提供有效载荷功率22千瓦,设计寿命长达16年。

它采用了桁架式结构、大功率供配电系统、先进综合电子以及大推力多模式电推进等先进技术,具有“高承载、高功率、高热耗、高控制精度”的特点,技术指标国际领先。

未来几年,东5平台就是我们国家的主力公共卫星平台,将会参与国际商业卫星的市场竞争。


最近十年以来,卫星通信发展的一个重要方向,就是卫星互联网

究竟什么是卫星互联网?什么是高通量卫星?卫星互联网是如何发展起来的?国际国内的卫星竞争格局如何?

且看下篇:《风雨沧桑50年:中国卫星通信的发展历程(下)》(关于卫星互联网的最强科普)


参考文献:

1、《我国卫星通信系统研制工作的历史回顾》,魏学兴;

2、《70年70人“话”通信 | 闵士权:天上一颗星,人间几十载》,闵士权;

3、《中国卫星通信产业发展白皮书》,赛迪智库;

4、《卫星通信 见证中美邦交正常化》,人民邮电报;

5、《中国卫星事业发展史》,陈筠力;

6、《中国卫星通信新纪元的开辟》,汪春霆;

7、《中国通信卫星发展历程》,B站,文曜星河;

8、《通天盖地45年·中国卫星通信事业发展的伟大征程》,郭浩然 张钰伟 郭新哲 尹曙明;


作者 鲜枣课堂

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