中国星光灿烂

庞之浩

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庞之浩

人造地球卫星是目前发射数量和种类最多、用途最广、效益最高的航天器。从1970年4月24日发射第1颗人造地球卫星东方红－1升空到现在，我国现已先后独自研制、发射和应用了试验卫星、科学卫星和应用卫星，取得巨大成果。

一马当先的试验卫星

我国航天初期发射过多颗“实践”系列试验卫星。2012年发射的实践－9A、9B是我国民用新技术试验卫星系列的首批星，主要用于卫星长寿命、高可靠、高精度、高性能、国产核心元器件和卫星编队及星间测量与链路等试验。同年发射的“新技术验证卫星”和“蜂鸟”试验载荷主要用于对新型航天器件、设备、材料、方法和微小卫星平台等进行在轨验证试验。2015年，我国发射了通信技术试验卫星－1和吉林－1技术验证星等，后主要开展多模式成像技术试验验证。

2016年，长征－7发射了6种试验载荷。其中多用途飞船缩比返回舱用于获取新型返回舱飞行气动力和气动热数据，验证可重复使用设计等关键技术。遨龙－1空间碎片主动清理飞行器装载了1台机械臂，将模拟在太空抓取废弃卫星和其他大块碎片，验证碎片清除关键技术。2个“天鸽”飞行器的主要作用是验证空间组网通信技术，在轨开展信息中继技术试验。在轨加注实验装置主要是验证我国的太空加注燃料技术，延长航天器寿命。

别开生面的科学卫星

科学卫星是用于科学探测和研究。它可以不受大气层的限制和影响，通过卫星上的各类遥感器了解高层大气、地球辐射带和极光等空间环境，观察太阳和其他天体。它又细分空间物理探测卫星、天文卫星、实验卫星、生物卫星等多种。

我国曾成功实施过“地球空间双星探测计划”。2003、2004年，我国先后发射了探测－1、2卫星，它们分别对地球近赤道区和极区两个地球空间环境变化最为重要的区域进行宽能谱粒子、高精度磁场及其波动的探测。

我国2015年12月发射的“悟空”暗物质粒子探测是我国的第一颗天文卫星，该卫星是目前观测能段范围最宽、能量分辨率最优的空间探测器，超过国际上所有同类探测器，而且成本较低。

2016年下半年升空的我国“硬X射线调制望远镜”与国外的相比，它具有更强大的成像能力和独一无二的定向观测能力，可实现世界最高灵敏度和最好空间分辨率的硬X射线巡天。它是“黑洞探针”的项目之一。

2016年4月6日,我国首颗微重力科学实验卫星——实践－10升空。它是单次搭载空间实验项目最多的卫星，开展六大领域19项实验，专门用于微重力科学和空间生命科学空间实验研究，有些是世界首次。

2016年8月，我国将发射“量子科学实验卫星”，拟在国际上首次实现星地自由空间量子密钥生成和分发、量子力学基本问题及非局域性检验等具有重要科学和实用意义的实验。

效益多多的应用卫星

应用卫星主要包括通信卫星、遥感卫星、导航卫星，对国计民生和国防建设等具有重大推动作用。

太空中的顺风耳。号称“顺风耳”的通信卫星已成为现代通信的重要手段。我国已先后研制、发射和应用了三代固定通信卫星、一代数据中继卫星、一代移动通信卫星。

第一代固定通信卫星采用东方红－2卫星平台，装2～4台转发器，寿命4年，姿态控制为自旋方式，是小容量通信卫星。

第二代固定通信卫星采用东方红－3卫星平台，可装24台C频段转发器，工作寿命达8年，姿态控制为三轴稳定方式，是中容量通信卫星。我国还研制了技术更先进的东方红－3A、3B卫星平台，填补了东方红－3中容量与东方红－4大容量卫星平台之间的空白。

第三代固定通信卫星采用东方红－4卫星平台，具有输出功率大、承载能力强和服务寿命长等特点，达到国际同类通信卫星的先进水平，设计寿命15年。我国已用东方红－4卫星平台打造了10多颗通信卫星，现正在研制东方红－4增强型卫星平台。

数据中继卫星主要用于转发低轨航天器与地面之间的实时数据。我国已发射了3颗采用东方红－3卫星平台的第一代数据中继卫星天链－1,使我国测控覆盖率接近100%，并能提供百兆以上的高数据传输速率。我国还将研制性能更高的第二代数据中继卫星。

2016年8月6日，我国首颗移动通信卫星——天通－1的01星升空。该卫星采用东方红－4卫星平台和传输损耗小、雨衰小的S频段，技术指标与能力水平能够达到国际第三代移动通信卫星水平，能够满足用户多样化通信需求，可以为车辆、飞机、船舶和个人等移动用户提供语音、数据等通信服务，并可以实现用户终端的小型化、手机化。

居高临下观六路。号称“千里眼”的遥感卫星可对地球进行连续的、快速的、大面积的详细观测。根据用途它又分为陆地卫星、气象卫星和海洋卫星。我国已研制、发射和应用出这三种遥感卫星。

在陆地卫星方面，我国研制了返回式卫星、资源卫星、高分卫星、环境卫星、商用卫星等。

返回式卫星是中国最早的应用卫星，先后24颗入轨，23颗回收。用这些返回式卫星不仅进行了遥感、微重力实验和新技术试验，还为掌握载人飞船返回技术提供了重要借鉴。未来将研制可重复使用卫星。

至今，我国与巴西合作研制并成功发射了4颗资源－1卫星，最高分辨率为2.36m。中国自己还独自研制了3颗资源－2和2颗资源－3卫星，其中资源－3是我国民用立体测绘卫星，最高分辨率为2.5m。

2013年4月26日,我国发射了高分辨率对地观测系统的首发星——高分－1，其最大特点就是同时兼有高空间分辨率和时间分辨率。

2014年8月19日，我国发射了首颗分辨率为亚米级的高分－2，装有2台分辨率优于1m/4m的全色/多光谱相机，总幅宽45km。

2015年12月29日，高分－4升空。它是“高分”专项首颗高轨道高分辨率光学遥感卫星，也是目前世界上空间分辨率最高、幅宽最大的地球同步轨道遥感卫星，光学分辨率为50m。2015年，我国还发射了高分－8、9。

2016年8月10日发射的高分－3是我国首颗分辨率达到1m的C频段多极化合成孔径雷达成像卫星，有12种成像模式，是世界上成像模式最多的。

此后，我国还将发射的高分－5是我国第一颗高光谱综合观测卫星，且拥有多部大气环境和成分探测设备；高分－6的载荷性能与高分－1相似；高分－7属于高分辨率空间立体测绘卫星。

2015年10月7日发射的吉林－1组星是我国首批开发的商用遥感卫星。其中1颗是光学A星，分辨率0.72m；2颗是视频星，分辨率1.12m；1颗是技术验证星，用于开展多模式成像技术验证。

2008年9月6日，我国环境与灾害监测预报小卫星星座的首批卫星——环境－1A、1B升空。它们可获高时间分辨率、中等空间分辨率观测数据, 对我国大部分地区实现每天一次重复观测。2012年11月19日，环境－1C星升空。它是我国首颗民用雷达卫星，与环境－1A、1B组成2＋1星座。

在气象卫星方面，我国是世界第三个同时拥有极轨气象卫星和静止气象卫星的国家，风云－1、3为前者；风云－2、4为后者。目前，在轨工作的有3颗第二代极轨气象卫星风云－3和4颗第一代静止气象卫星风云－2。

风云－3可在全球范围内实现全天候、多光谱、三维、定量气象探测，大幅提高了我国气象观测能力和中期天气预报能力。

2016年底，我国将发射首颗第二代静止气象卫星风云－4。它采用三轴稳定控制，接替采用自旋稳定的风云－2，其连续性、稳定性可大幅度提高我国静止气象卫星探测水平。卫星的辐射成像通道将增加到14个，接近欧美第三代静止气象卫星的16个通道。风云－4还配备了有912个光谱探测通道的干涉式大气垂直探测仪，可在垂直方向上对大气结构实现高精度定量探测，这是欧美第三代静止气象卫星不具备的。

我国自主研制的首颗全球大气二氧化碳观测科学实验卫星（简称“碳卫星”）将于2016年发射。该卫星旨在为全球学者开展碳排放和气候变化，为我国政府开展气候变化谈判和环境外交提供重要支撑。

在海洋卫星方面，我国现已发射了2颗海洋－1水色卫星和1颗海洋－2海洋动力环境卫星。海洋－1卫星用于探测叶绿素浓度、悬浮泥沙含量等。海洋－2用于探测海面风场、海面高度、浪场、流场以及温度场等协动力环境要素。

天上星星参北斗。卫星导航与互联网、移动通信已成为21世纪信息技术领域的三大技术之一，是当今社会重要的空间信息基础设施。因此，我国很重视卫星导航系统的建设，并分三个阶段实施。

2000—2007年为第一阶段。我国先后发射了4颗“北斗”导航试验卫星（也叫北斗－1），成为世界第3个拥有卫星导航系统的国家。该系统不仅可提供区域导航定位，还能进行双向数字报文通信和精密授时。

2007—2012年底为第二阶段。我国陆续发射了16颗“北斗”导航卫星，建成了区域卫星导航系统。

2012—2020年为第三阶段，将建成由35颗“北斗”组成的全球卫星导航系统。

另外，我国2016年将发射世界首颗“脉冲星导航专用试验卫星”。（北京空间科技信息研究所）