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                2004年世界通信卫星发射回顾
 
在发射数量上,人造卫星依然是航天器中最多的,其中通信卫星仍像 往年一样是“老大”,而且基本上没有失败。

美国
2004年2月5日、5月19日、10月14日和12月17日,美国SES Americom公司的AMC-10、11、15、16共4颗直播通信卫星先后入轨。其中,AMC-10、11一样,采用洛马公司的A-2100型卫星平台,拥有24台C频段转发器,每个转发器的功率比它们所替代的卫星上的转发器的功率高20%,是为包括高清晰度电视在内的下一代电视节目服务而设计的,为美国的有线电视用户提供新格式的电视传输,用于为美国各地有线电视系统分配传输高清晰度电视和标准清晰度电视节目。AMC-15是混合Ku、Ka频段卫星,为当今世界最先进的航天通信卫星之一,主要用于提供数字电视、卫星电话、互联网宽带接入等服务,重4.5吨,预计使用期限15年,可覆盖南北美洲大陆部分及加勒比海地区,用于补充运行在105.5°W的“直播卫星”。AMC-16为美国提供电视、宽带和其他业务。
5月4日升空的美国直播电视卫星-7S携带了39台点波束转发器,专门用于数字电视节目转播。它是美国“直播电视卫星”系列中的第二颗点波束卫星,使用高聚焦点波束技术为美国直播电视卫星公司提供本地信道传输能力,可面向41个额外市场,使得公司的本地信道覆盖总数增加到105个市场。
美国SpaceQuest/AMSAT-NA公司的 AMSAT-Echo通信卫星(radio-amateur)于6月29日发射(“一箭八星”中的1颗)。该卫星属于微型卫星,7月30日开始运行。
不过,美国造的通信卫星也不都是一帆风顺。6月29日,由于火箭故障,天顶-3SL海射火箭没有把美国的电星-18(亚太-5)送入预定轨道。后经星上发动机调整才定点。电星-18由美国劳拉空间系统公司制造,总重4780千克,载有54台转发器,其中包括16台Ku频段转发器和38台C频段转发器,覆盖区域为整个亚太地区,发射目的是保证美国和亚太地区之间的通信联络,其中包括提供上网、广播和电视信号转播服务。
俄罗斯
无独有偶,2004年俄罗斯、欧洲和日本都是仅有二颗通信卫星“进帐”。
4月27日和10月29日,俄罗斯分别发射了快讯AM-11、AM1民用通信卫星。目前,俄罗斯在太空工作的二颗快讯AM 系列卫星工作寿命为12年,其信号除了覆盖俄罗斯全境外,还覆盖其他一些国家和地区,是目前俄罗斯同类通信卫星中功率最大的卫星。
快讯AM-11装载了法国阿尔卡特公司生产的Ku和C频段通信转发器,预期寿命12,覆盖俄罗斯和前苏联以及从东非到东南亚和澳大利亚等地区,将提供数字电视、电话和宽带因特网连接等服务。
快讯AM-1携带了1台L频段、9台C波和8台Ku频段转发器,是俄罗斯新一代远距通信卫星,也是俄罗斯列舍特涅夫应用力学科学生产联合体与日本NEC东芝航天系统公司联合研制的第一颗卫星,用于数字电视转播、电话通信、电视会议、数据传输和宽带上网等多种服务。研制快讯AM-1卫星是俄罗斯实施“2001到2005联邦航天计划”的内容之一。按照这一计划,到2005年前俄罗斯共发射5颗这一系列的通信卫星。目前俄罗斯共拥有14颗正在运行的通信卫星。
欧 洲
3月16日,采用欧洲星-3000平台的欧洲W-3A通信卫星升空,它载有50台Ka和Ku频段转发器,设计寿命是15年,提供商业通信、因特网和电视直播业务,信号覆盖范围欧洲、中东地区和非洲东北部。发射它的俄罗斯质子-M火箭采用了新的数字操作系统,其第一级火箭的燃料燃烧更加彻底,分离后火箭降落区域缩小,并且火箭头部整流罩扩大,使得火箭能够搭载的有效载荷提高了一倍,可将6吨有效载荷送入地球同步转移轨道,可将3.2吨的有效载荷送入地球静止轨道。与其他质子号火箭相比,该火箭具有更好的燃料重量性能、运行性能和环保性能。
8月4日,西班牙的亚马逊-1通信卫星发射。该星是在欧洲星-3000卫星平台基础上研制而成,是目前最强大的远距离通信卫星之一,总重4540千克。上面有63台卫星转发器(也有报道为32台Ku频段和19台C频段转发器),可以保证高质量的电视广播和卫星电话数字信号传输及宽带上网服务,其信号覆盖南美洲大陆和包括西班牙、葡萄牙以及法国在内的欧洲西部地区。卫星服务期限为15年,比目前的通信卫星服务期限高出一倍。它是西班牙卫星通信运营商Hispasat公司首次进军拉丁美洲市场。
日 本
日本移动广播卫星-1于3月13日升空,由劳拉空间系统公司研制,重3900千克,星上功率7.5千瓦,预期寿命为12年,用于在亚洲率先推出卫星移动广播业务,向日本和韩国掌上便携式终端发送音频和视频信号。这一终端的尺寸为75 毫米×112 毫米×22 毫米,功耗为4瓦,包括3.5英寸的LCD显示屏、电池和两个天线在内重约200克。这一终端有内置式和便携式两种,可以使用户在建筑物内及运动中的交通工具上接收卫星的广播信号。这些终端可以安装在汽车、轮船、火车、手持终端、PDA及蜂窝电话上。卫星可同时为掌上终端的消费者提供60个数字频道的音乐节目,10套新闻、气象、体育和娱乐视频节目。其主要是为移动用户提供服务,重点是汽车终端市场和便携式终端市场,还有船舶等商业交通工具市场。由于该星较为新颖,所以在这里细说一下。
星上装有120瓦的S频段转发器。工作时卫星接收来自地面广播中心的Ku频段信号,然后经过变频以S频段和Ku频段将信号发送到全国范围内的服务区域。该星特点是安装了大功率的S频段发射机和一副直径为12米的S频段高增益天线,以提供较高EIRP的下行链路信号,其S频段的EIRP大于67分贝瓦,使移动终端可通过一个小型的全向天线接收到卫星下行链路信号。由于采用MPEG-4 和AAC压缩技术,卫星的S频段有效载荷能发送数据、CD质量的音频和TV质量的视频。为了消除建筑物及隧道内对信号的影响,地面采用了两种中继装置,以增强信号强度,前者覆盖半径为1~3 千米,后者用于覆盖隧道、地下空间和商厦等建筑物的内部。
在卫星成功发射后,从7月份开始提供商业服务,月收费大约为1000~2000日元(合9.48美元),节目的内容包括体育、戏剧、新闻和音乐。其用户数2010年将达到1000万。
2004年发射的另一颗日本通信卫星是超鸟-6,由波音卫星系统公司为日本航天通信公司制造,采用波音601型卫星平台,于4月16日发射,是波音公司为日本航天通信公司制造的第三颗卫星,并为“超鸟”卫星家族的第五个成员,载有23台Ku频段和4台Ka频段转发器,为日本、澳大利亚、新西兰、韩国、中国台湾及夏威夷提供商业通信,设计寿命约13年。不过因为未能把地球和月球的引力影响完全计算在内,超鸟-6的近地点从200千米降到100千米,迫使航天器使用额外的推进剂提升其轨道。它的太阳能阵列天线也有问题,而且这也可能与其近地点下降有关。所以,它没按原定时间提供商业服务。
印 度
印度航天在2004年动静不大,不仅只发射了一颗卫星,而且在年初还出现了一次重大航天事故。2月23日,位于印度安得拉邦斯里赫里戈达岛的印度航天中心燃起大火,事故是因为技术员在搬运推进器的固体燃料而引起的,结果造成至少6人死亡。该中心于1971年开始启用,有一个卫星发射台、火箭测试和装配技术中心以及其他航天控制和测试设施,数枚印度、德国、韩国和比利时卫星曾从这里发射。该航天中心还加工用于卫星的固体推进剂。
9月20日,印度使用“静止轨道卫星运载火箭”顺利把一颗名叫“教育卫星”的卫星送上天。该卫星重达1950千克,价值2000万美元,携带了6台Ku频段和6台C频段转发器,其中有5台Ku频段转发器是为印度几个特定的地区服务的,其余转发器将覆盖全印度其他地区。卫星天线是一个长1.2米的反射器,它可使Ku频段的点波束指向特点的地区,从而使这些地区的老百姓能从电视上收看用当地语言播放的教育节目。“教育卫星”用于向学校和更高级的教育机构发送节目,同时也能支持私立学校的教学和通信,包括向印度全国上百个村庄提供非正式的教育课程。它是世界第一颗专门为教育部门提供服务的卫星,因此也值得细说。
“教育卫星”装有专门用于视听媒体教学、数字交互式教室和多媒体、多中心系统的有效载荷,分为两个阶段使用。在开始时,先利用处于半运行模式“教育卫星”,支持5个点波束中的至少1个上行链路,而每个波束能连接100~200个教室,使波束覆盖扩展到多于2个州级和1个国家级机构;在的第二阶段,它能支持25~30个上行链路,每个上行链路可支持大约5000个遥远的终端。
它采用了几种新技术:具有混合的点波束天线,其1.2米的反射器可以精确地发射Ku频段点波束;使用双芯弯热管用于热控制,采用高功率多节太阳电池和改进的推进器结构。卫星使用热辐射冷却Ku频段行波管放大器,并且具有介质负载C频段多路输出选择器作为其通信有效载荷。
“教育卫星”发射复合波束覆盖印度不同地区:5台Ku频段转发器通过点波束覆盖印度北部、东北、东、南和西部地区,服务区边缘的EIRP为55分贝瓦;1台Ku频段转发器通过全国波束覆盖印度大陆地区,服务区边缘的EIRP为50分贝瓦;6台扩展C频段转发器通过全国波束覆盖印度全国,服务区边缘的EIRP为37分贝瓦。星上的一台Ku频段信标机帮助地面用户用于精确的天线定位和上行链路功率控制。星上有二副天线,一副用于传输和接收扩展的C频段信号;另一副则用于传输和接收复合点波束覆盖的Ku频段信号。
加拿大
7月18日发射的阿尼克-F2通信卫星是美国波音卫星系统公司为加拿大制造的,采用波音-702卫星平台,工作寿命为15年。其主要任务是为宽带大容量因特网传输数据,为北美地区传输电视图像,并保证数字通信服务的高速运转,还用于向偏远地区提供电视教学和电视医学服务。其总耗资近6亿美元,重达6吨,是迄今人类制造并发射的最重的通信卫星。
该星装载了包括C、Ku和Ka频段共94台转发器,并采用氙离子推进系统进行轨道机动。它装有2台C频段和Ku频段双栅反射器、 4台1.4米Ka频段传输反射器、 4台0.9米Ka频段接收反射器频段和2台0.51米Ku频段跟踪反射器。
巴 西
1月10日,天顶-3SL海射火箭成功发射了电星-14(Estrela do Sul)。它是美国劳拉空间系统公司为巴西研制的,配备了51台Ku频段转发器,其中一半以上的信号通道将为巴西市场提供服务,其余的通道将为美国和北大西洋地区提供服务。该卫星的预计寿命至少为15年,用于视频广播、有线电视节目、数据中继和航空因特网业务。
以下按卫星类型及用途作些介绍。
国际通信卫星
6月17日,首颗国际通信卫星-10升空。它装载了36 台Ku和70台 C频段转发器,于2004年8月开始为客户提供卫星固定业务,包括数字广播、电视、话音、宽带因特网访问和公司网络的链接,以及政府或军方的特殊需求,它将覆盖欧洲、南美洲、非洲和中东地区。
国际通信卫星-10的主要承包商是欧洲阿斯特留姆公司,采用欧洲星-E3000卫星平台,功耗11千瓦,行波管放大器功率150瓦,设计寿命13年。其C频段覆盖半球/区域/全球,极化方式为圆形;Ku频段覆盖区域,极化方式线性。主要特点是:技术先进,星上3个可控Ku频段点波束中有2个可以旋转,实现对服务区域的灵活覆盖;在C频段和Ku频段之间能进行交叉互连;在下行信号衰减的情况下,星上的自动电平控制可使卫星维持稳定的等效全向辐射功率。功率更强,行波管放大器功率是目前市场上最大的。覆盖增强,可为欧洲、非洲及中东地区提供优先覆盖,还能覆盖亚洲和美洲。
小卫星
2004年还发射了几颗小型通信卫星。例如,在6月29日的“一箭八星”发射中,沙特阿拉伯搭载了三颗微型卫星——SaudiSat-2 和SaudiComsat-1、2,其中SaudiComsat-1、2是试验通信卫星卫星,每颗重12千克;阿根廷搭载了二颗数据中继小卫星LatinSat-C、D,用于提供全世界范围的低成本数据跟踪和监控业务。
军用通信卫星
军用通信卫星在2004年发射的不多,因为美国正准备全面升级换代。
2004年8月31日,美国用宇宙神-2AS火箭把卫星数据系统-2送上太空。它是军用数据中继通信卫星,可为低高度、高纬度的照相侦察卫星提供数据中继业务。其实,美国主要使用在地球静止轨道的军民两用 “跟踪与数据中继卫星”,但美军方还有自己专用的“卫星数据系统”,并发展到第二代。它运行在大椭圆轨道,远地点在西伯利亚上空,主要为锁眼-12照相侦察卫星提供双向中继信息。
美国《防务新闻》2004年12月10日透露,由于美国国会大量削减国家侦察局对“光学中继通信体系结构”(ORCA)的预算申请,因此国家侦察局决定终止价值数十亿美元的“激光光学数据中继卫星”的采购计划,这意味着国家侦察局在今后相当一段时间只能继续依靠现有的数据中继卫星。“光学中继通信体系结构”原计划用于把搜集的大量数据中继传输到情报部门。
在今后10年内,美国计划发射“先进极高频”军用通信卫星、“宽带填隙卫星”军用通信卫星等。
2004年俄罗斯发射了军用通信卫星闪电-1、虹-1、宇宙-2408、宇宙-2409。需要指出的是,俄罗斯军用通信卫星种类较多:
(1)闪电-1、3战略通信卫星采用62.8°~65.5°倾角的大椭圆轨道,通常为8颗卫星分布在相隔90°的4个轨道面内组网工作。
(2)“宇宙”战术通信卫星一般由12颗卫星分布在两个轨道面工作,主要用于军舰、飞机与基地间的战术通信。
(3)“急流”静止轨道卫星用于为俄第五代照相侦察卫星提供数据中继通信。
(4)“宇宙”转储型卫星主要供俄在世界各地的间谍进行远距离通信。
(5) 军民合用静止轨道通信卫星包括“虹”、“地平线”和“荧光屏”等通信广播卫星。
另外,俄罗斯新一代静止轨道军用通信卫星大多混编在“宇宙”系列内。目前俄罗斯处于运行状态的军用卫星总数超过60颗。
导航卫星
2004年3月20日、6月24日、11月6日,美国用德尔塔-2火箭先后发射了GPS 2R-11、12、13共三颗军用导航卫星。目前GPS已经拥有创历史最高纪录的30颗工作卫星,其中包括18颗波音公司制造的GPS 2和2A型卫星和12颗洛马公司制造的GPS 2R卫星。从6月23日开始发射的GPS 2R具有重要的性能升级特征,它们包括一个先进的天线面板,能增加GPS接收器的电力。GPS 2R卫星与现行系统兼容,通过使用ITT Industries公司的载荷系统获得并提供更精确的导航精度。此外,该卫星还具备更好的自主性和更长的寿命。
洛马公司现正在将8颗GPS 2R卫星升级为GPS 2R-M,预计首颗GPS 2R-M卫星在2005年发射,它将具有两种新的军用信号和一个新增加的民用信号,能够比预想更早地为导航系统的军事和民用用户提供更完善的功能。第一颗GPS 2R-M卫星计划于2005年2月发射。
洛马公司还领导一个小组为美国空军开发下一代全球定位系统GPS 3。这个包括Spectrum Astro、雷声、ITT和通用动力公司在内的小组,目前正按照合同进行GPS 3概念定义和计划,以参加未来的开发竞争。GPS 3将针对具有挑战性的军事转型需求和全球的民用需求,包括先进的抗干扰性能,改良的系统安全和精度及可靠性。新卫星系统将增强天基导航性能,并为定位和计时服务设立新的世界标准。GPS 3计划于2012年开始发射,美国空军太空司令部的迈克尔·梅森上校说,该系统对美国军事人员是必不可少的,不仅用它导航,而且用它向伊拉克和其他战斗区域的联军部队传送他们的位置,以避免友军交火。
近几年俄罗斯都是在年底发射三颗GLONASS导航卫星,2004年也不例外。12月26日,俄罗斯一枚质子-K运载火箭把三颗GLONASS导航卫星送上太空,其中二颗为老式GLONASS导航卫星,工作寿命为3年,另外一颗为改进型GLONASS-M,工作寿命为7年,而且功能更加全面。目前,GLONASS系统工作卫星的数量将达到14颗,还有2颗处于备用状态。
另外,2004年12月,印度和俄罗斯达成协议,两国将一起部署和利用GLONASS系统。印度今后将利用本国的运载火箭自印度发射场发射新式的GLONASS-M、K卫星。俄印在利用GLONASS系统方面,将参照美国GPS服务方式,采取商业模式使用。
2004年12月10日,欧盟25国交通部长会议经过讨论最终同意,正式启动“伽利略”计划,从而为这一预计于2008年投入运营的全球卫星导航系统开了放行信号。欧盟已经与我国及以色列就合作开发“伽利略”计划达成协议。2004年10月9日,我国和欧盟在北京正式签署了“伽利略”计划技术合作协议,成为参加该计划的第一个非欧盟成员国。按协议,中国将出资2亿欧元,并承担部分卫星的发射任务,对该系统有20%的拥有权和100%的使用权。欧盟还与摩洛哥、俄罗斯、印度、乌克兰、巴西、韩国、墨西哥及澳大利亚等国就有关“伽利略”计划合作事宜进行磋商,其中与摩洛哥即将签署协议,与俄罗斯、巴西、印度和墨西哥的谈判进展顺利。
继2003年7月签署的两颗试验卫星合同后,2004年12月22日,欧洲空间局和伽利略工业集团签署了第二份关于在轨验证阶段的合同,价值1.5亿欧元,该合同也是整个在轨验证阶段9.5亿欧元合同的第一阶段。这项工作主要是关于项目的管理、工程系统的选择、维护调度可靠性的技术支持以及确保系统的协调性。在轨验证包括交付“伽利略”30颗卫星星座中的前4颗卫星,以及许多地面站。随后,项目将进入部署阶段,部署阶段包括整个网络的地面基础设施建设,以及星座中剩余26颗卫星的发射。预计到2005年底前第一颗试验卫星将搭载联盟号火箭发射升空。
此举向美国GPS发起了挑战。不久前,美国空军部长蒂斯在一份文件中首次提出“10年后,如果有敌国利用‘伽利略’系统攻击美国部队,我们应该怎样做?”其后,便传出美国扬言要击落欧洲卫星的消息。“伽利略”导航卫星很有可能像“空中客车”飞机、“阿里安”火箭那样与美国一争高下。

 
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制作:张鸿