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通天盖地45年·中国卫星通讯事业生长的伟大征程
2020-11-26 / 阅读次数：2457
2020年11月12日23时59分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭乐成发射天通一号02星。天通一号02星是我国“天通一号” 卫星移动通讯系统的第二颗卫星，基于东方红四号平台，主要为我国周边海域提供稳固、可靠的卫星移动通讯效劳。
后续，天通一号还将发射03星。
天通一号02星乐成发射
穿越时空的长廊，关于全人类来说，卫星通讯是从科幻走向现实的绝妙构想；关于中国人来说，卫星通讯是从无到有，从追赶到领先的伟大历程。
回望我国卫星通讯事业生长的征程，从“331工程”立项到今天，中国卫星通讯事业“通天盖地”的历程已经走过45年。这45年，是一部敢于在一穷二白中战天斗地的波涛壮阔斗争史，是一部凝聚意志、敢于较真碰硬的尖端科技攀缘史，更是一部中国航天人“特殊能受苦、特殊能战斗、特殊能攻关、特殊能贡献”的精神史诗。
01卫星通讯：从科幻走向现实——人类远距离通讯方法的绝妙构想
时光回溯到1945年，英国。其时，一位年仅28岁的英军空军雷达手艺职员，在期刊《无线电天下》上揭晓了一篇具有历史意义的科学设想论文：《地球外的中继——卫星能给出全球规模的无线电笼罩吗 ？》（Extra-Terrestrial Relays，Can Rocket Stations Give World-wide Coverage?）
文中，作者首先从其时的通讯情形出发，剖析了实现全球规模的全天候通讯和电视广播的须要性，继而首先提出了卫星通讯的可行性：若是人工发射卫星到地球轨道上，就可以将它作为吸收和反射地面信号的中心站，实现将广播和电视信号远距离通讯和跨海通讯的能力。为此他建议接纳三颗相互等距离距离的同步卫星，组成除南北极以外的全球通讯网，并提出了可以使用卫星同时向几个地区转播广播节目的设想。
这篇论文首次用清晰的术语诠释同步卫星系统在通讯中的运用，在其时的学术领域引起过不小的回声。他对卫星通讯的形貌与现实生长惊人的一致，几十年后，这位全球卫星通讯理论的涤讪人，成了当今最著名的太空题材科幻作家。他即是科幻巨匠阿瑟·克拉克（1917—2008），地球同步卫星轨道因此被命名为“克拉克轨道”。
全球卫星通讯理论的涤讪人——阿瑟·克拉克
1961年7月10日，美国发射了第一颗商业通讯卫星“电星1号”。它乐成地举行了横跨大西洋的美国与英法两国的首次电视中继转播、照片传真和电话通讯试验，验证了阿瑟克拉克的绝妙构想，卫星通讯这种远距离通讯方法最先大规模进入人类社会生涯各个方面。
02中国卫星通讯事业的伟大起步——代号“331工程”
我国为什么一定要生长卫星通讯事业呢 ？我们这样一个领土广袤、地形重大的国家，关于通讯卫星的急切需求是自然保存的。我国边疆、海岛、山区、沙漠、森林等地区的通讯，无论用什么样的古板手段，通讯质量和本钱都是难以控制的。相较地面明线、海底电缆、光缆、中是非波、微波中继等通讯方法，卫星通讯容量大，信号质量好，不受地形限制，本钱还相对低廉，具有显着的优势，是解决这些地区通讯问题的重大基础设施。
毛主席亲自批准了《关于生长我国通讯卫星问题的报告》
早在第一颗人造卫星东方红一号发射乐成后，我国就已经提出了使用卫星举行通讯的要求，卫星研制部分也睁开了响应的预先研究。1974年5月19日，一封信递到了周恩来总理的眼前，信中详细叙述了中国生长通讯卫星的主要意义，建议由国家统一组织安排中国的通讯卫星研制问题。周总理迅速作出指挥：“请计委、国防科委尽快将卫星通讯的制造、协作和使用目的定下来，然后再按妄想分工做出妄想，催促举行。”
“5·19”指挥后，围绕中国卫星通讯的相关事情最先迅速开展。1975年3月31日，中央军委召开第八次常委会，会上批准了国家计委和国防科委上报的《关于生长中国通讯卫星问题的报告》，并呈报毛主席批准。至此，中国生长通讯卫星这一工程终于落地，由于报告被签署的日期是3月31日，因此，“331工程”也就成了中国通讯卫星工程的代号。
就这样，331工程立项了，卫星、运载火箭、发射场、测控、地面通讯站五大系统的建设周全起步。同步通讯卫星要上到36000公里高度的赤道上空去，这是个对中国人、中国卫星来说历来没有到过的高度，雄关漫道，路远且阻，这一定是一个伟大的征程。
03开创“通天盖地”历史的“东方红二号”卫星：中国第一代通讯卫星
从1975年3月，我国通讯卫星研制履历了三大阶段：至1977年3月为计划起源研制阶段；1977年3月至1979年11月为初样研制阶段；1979年11月至1984年4月为正样卫星研制和发射阶段。
1984年1月29日，我国使用“长征三号”火箭发射了一颗通讯卫星试验星，惋惜的是，卫星并没有进入预订轨道。但这次使命验证了卫星变轨航行、姿态控制、轨道控制和精度控制系统可靠性，证实“东方红二号”通讯卫星设计理念的准确性，并验证了各设计数据。
1984年4月8日，我国在西昌卫星发射中心由长征三号火箭乐成发射了第一颗静止轨道试验通讯卫星——“东方红”二号，使中国成为天下上第五个自行发射地球静止轨道通讯卫星的国家。“东方红”二号卫星由中国空间手艺研究院研制，主体为圆柱形，高3.6米，直径2.1米，腾飞重量达900千克（有用载荷为461千克）。星上有2个C波段覆球波束天线，尚有� ？厝蛱煜吆鸵２馊蛱煜�，卫星平台接纳了经由在轨航行验证的双自旋稳固方法，包管射频功率16W的覆球波束通讯天线始终坚持对地定向，可在天天24小时内举行全天候通讯，包括电话、电视和广播等各项通讯试验，最先了用我国用自己的通讯卫星举行卫星通讯的历史，迈出了中国通讯卫星的第一步。
东方红二号甲适用通讯广播卫星
该卫星能笼罩中国全境及周围一些地区，其设计寿命为4.5年。通过“东方红”二号，一举实现了笼罩天下的信号传输，解决了军用远距离通讯和远洋船只的通讯问题，彻底改变了边远地区通讯落伍的状态。
1984年4月18日，党中央、国务院、中央军委向全体参试职员发出贺电，对我国第一颗通讯卫星发射乐成体现热烈祝贺，希望全体参试职员认真总结履历，戒骄戒躁，再接再厉，为加速我国社会主义建设和国防现代化做出更大孝顺。当天10时，时任国防部长张爱萍在北京指挥所通过我国第一颗通讯卫星与新疆自治区第一书记王恩茂通了电话。
1984年4月20日，张爱萍部长亲临原总参卫星通讯地面站视察，并欣然命笔题词：“通天盖地”，这是对天下所有加入建设中国自主卫星通讯系统的人们莫大的褒奖。
张爱萍1984年4月20日为原总参卫星通讯地球站题词
“其时，我们国家工业基础较差，手艺水一生长不高，但人们始终坚持把研制事情搞究竟。”2016年炎天，北京白石桥，履历了许多重大航天工程的戚滥觞院士在回忆331工程时，仍难免有些感伤。
孙家栋是331工程第一颗地球静止轨道试验通讯卫星“东方红二号卫星”的总设计师，戚滥觞是副总设计师。这颗卫星在研制之初就制订了军民团结、综合使用的目的，也就是说，卫星发射乐成后，天下各个部分都可以使用。干航天，就意味着手中每花出一分钱，都要以国计民生为考量。
孙家栋（左）与戚滥觞（右）
1986年2月1日，在西昌卫星发射中心由长征三号火箭发射了东方红二号适用通讯广播卫星，和试验卫星相比，该卫星提高了波束的等效辐射功率，使通讯地球站的信号强度显着提高，吸收的电视图像质量大为改善，传输质量获得改善，抵达两个频道电视转播和1000路电话传输能力，卫星设计寿命3年。
1988年3月7日发射的“东方红”二号A卫星是“东方红”二号卫星的改型星，这是我国首次研制乐成的适用通讯广播卫星，该星有4个C波段转发器，可以传输4路彩色电视信号和3000路的电话传输能力。通过“东方红”二号A卫星，天下有几亿人通过数千个地面吸收站收看电视节目，大大改善了我国的通讯和广播电视传输条件。“东方红”二号A卫星接纳抛物面通讯天线，置于星体上部，接纳机械消旋装置，以坚持通讯卫星天线始终定向地球，外貌贴有近2万片太阳能电池片以提供卫星事情的电源。
1988年12月22日，1990年2月4日又乐成发射了两颗“东方红”二号甲通讯卫星，可是第四颗星由于运载火箭第三级故障而未能进入预定轨道。至此，所有五颗“东方红二号”通讯卫星发射完毕，解决了中国通讯卫星“有”与“无”的问题。可是这代卫星是试验性子的通讯卫星，因此，在转发器数目、转发能力、使用事情寿命等方面，与外洋差别较大。同时期外洋的通讯卫星，已经抵达了24个转发器的载荷能力，使用寿命都凌驾了10年。
04东方红三号：中国卫星通讯跨越生长的中坚型号，卫星进入平台化实践
进入80年月，在美国“星球大战”配景下，天下主要强国在太空领域的角逐日益白热化。自1986年2月中国第一颗适用通讯广播卫星发射乐成以来，我国共乐成发射了5颗通讯卫星，共14个转发器。
到90年月初期，这5颗卫星的寿命所有到期，为了包管海内的通讯和电视传输，只得租用和购置外国的卫星应急。上面说了，同期外洋卫星通讯事业生长迅速，最先进的通讯卫星的容量在80年月中期已抵达24个转发器，事情寿命长达8年以上，而我国的东方红二号甲卫星上只有4个转发器。研制中容量通讯卫星东方红三号，是中国通讯卫星生长的一定选择。
1986年3月31日，在履历了决议通讯卫星生长偏向和前途运气的“买星照旧造星”之争后，国务院正式批准了航天部关于研制东方红三号卫星的计划，我国正式启动第二代通讯卫星——东方红三号的研制事情。
东方红三号通讯卫星
阻止到1988年全天下已发射近900颗通讯卫星，其中200多颗是民用地球静止轨道卫星，而属于中国的，仅有5颗。经由中国航天人8年的拼搏奋战，人们期盼已久的大容量、长寿命东方红三号通讯卫星终于在1994年9月15日踏上了去西昌卫星发射中心的征程，并于11月30日顺遂升空。卫星经由多次乐成的变轨航行后进入36000公里的地球同步轨道后，由于走漏造成燃料耗尽，未能乐成定点。
卫星专家和设计师们用了整整两年时间对故障举行了认真的剖析和模拟仿真试验，确定了故障爆发的缘故原由和部位，接纳磷器项步伐，举行了彻底的刷新，替换了不可靠的部件和器件，举行了全星热试车审核。为进一步提高卫星的可靠性，还凭证其他型号所反响的质量信息，闻一知十开展周全的质量复查，杜绝一切隐患，确守卫星质量。第二颗星于1996年11月出厂，在西昌卫星发射中心完成了多次手艺区、发射区的种种检测，于1997年5月12日发射升空，并于5月20日定点乐成。东方红三号装载了24台C频段转发器，接纳了许多其时的新手艺，使中国通讯卫星水平一下子跨越了20年。
该星比东方红二号甲卫星有了新的手艺跃进，接纳三轴稳固方法，装有24个C频段转发器，卫星设计事情寿命8年以上。东方红三号通讯广播卫星已纳入中国卫星通讯营业系统，主要用于电话、数据传输、电视传输等。该星的发射乐成和投入使用，极大地缓解了海内通讯卫星市场转发器欠缺的矛盾，仅公众通讯一项，每年就可以节约数万万美元。
“东方红”三号卫星是我国新研制的一种中容量通讯卫星，接纳全三轴姿态稳固手艺、双组元统一推进手艺、碳纤维复合质料结构等先进手艺，是中国其时发射的通讯卫星中，性能最先进、手艺最重大、难度最大的卫星，抵达了国际同类卫星的先进水平。“东方红”三号卫星改善了我国的国际通讯以及西部边远山区的通讯状态。同时，科研职员探索通讯卫星的平台化生长之路，“东方红”三号的效劳舱部分设计成公用平台，加上差别的有用载荷即可组成种种功效的卫星。
东方红三号卫星在轨运行时代，设计职员一直对其全心“呵护”，日夜监视着卫星的电酝迫椿，网络数据，随时扫除异常状态，使卫星经受住了太阳风暴、流星雨、黑子大爆发等卑劣空间情形的严肃磨练，包管了卫星的正常运行；同时积累了大宗的卫星运行履历，为后续星的刷新设计、提高卫星的可靠性打下了坚实基础。
2000年先后发射的中星22号、鑫诺三号、嫦娥一号、北斗导航卫星等都接纳了东方红三号卫星平台，至今均坚持着优异的事情状态，证实“东三”卫星平台已经成熟，适用于种种用途的通讯卫星，具有辽阔的应用远景。该卫星项目还获得了国际科技前进一等奖。
东方红三号卫星是我国自行研制的新一代通讯卫星，卫星设计瞄准了其时（20世纪80年月）的国际先进水平，东方红三号通讯卫星的研制、发射乐成和定点乐成，标记着我国通讯卫星手艺跨上了一个新台阶。关于缓解我国其时卫星通讯资源的主要状态，增进我国卫星通讯事业的生长，提高我国在国际航天领域的威望，牢靠我国在国际航天发射市场的职位都有十分主要的意义。卫星上所接纳的许多先进手艺和主要效果，为以后研制更先进、更大容量的通讯卫星涤讪了手艺基础。
05东方红四号：中国卫星通讯走向国际商业航天
为加速我国自主研制通讯卫星的市场竞争力，1998年新的国防科工委建设，即加紧开展新一代大型静止轨道卫星公用平台论证事情，在九五时代重点开展了大型地球静止轨道卫星公用平台（“东方红四号”平台）的手艺开发事情，并取得了突破性希望。
用了一年的时间，于2001年1月完成了预生长阶段使命，通过了国防科工委组织的专家评审，2001年10月国家正式批准“东方红四号”平台立项，2002年1月通过了转初样设计评审，正式转入初样研制阶段。
2002年5月与鑫诺卫星公司签署了“鑫诺二号”（SINOSAT-2）卫星采购订货条约。“鑫诺二号”卫星的主要效劳工具是我国大陆、港澳台地区的通讯广播用户。该卫星使用我国正在研制的新一代大型静止轨道卫星公用平台，即东方红四号卫星平台，装载22路Ku频段大功率转发器，设计寿命15年，使用长征三号乙（CZ-3B）运载火箭由西昌卫星发射中心发射，整星指标和能力抵达国际先进水平。
东方红四号通讯卫星
东方红四号卫星平台在东三的实践基础上更进一步，接纳公用平台设计理念，坚持通用性、继续性、扩展性和先进性的原则，平台的性能与国际上同类卫星先进平台水平相当，设计寿命15年，适用于大容量通讯广播卫星、大型直播卫星、移动通讯、远程教育和医疗等公益卫星以及中继卫星等地球静止轨道卫星通讯使命。东方红四号卫星平台的研发乐成将为我国通讯广播卫星抵达20世纪九十年月末国际通讯广播卫星水平，实现跨越式生长涤讪了基础。
在突破了卫星总体设计优化、大型中心承力筒、大容量贮箱、卫星电源及控制手艺、卫星可靠性、星上综合数据治理、大功率卫星热控、大型静止轨道卫星公用平台高压气瓶研制等12项要害手艺后，东方红四号卫星公用平台于2001年10月正式转入工程研制阶段。与1997年5月发射的东方红三号通讯卫星相比，东方红四号卫星平台能力大幅度提高，整星功率从1.7千瓦增添到10.5千瓦，为有用载荷提供的重量由220千克增添到600千克，卫星设计寿命由8年增添到15年，卫星腾飞重量由2320千克提高到5100千克，卫星用推进剂充填量由1335千克提高到3100千克。
鑫诺二号卫星是东方红四号大平台的首发星，星上设置了22路Ku转发器，载荷重量430Kg，整星重量5100Kg，整星功率7.6KW。将向中国大陆和港澳台地区提供广播电视直播营业，对知足国民经济生长和提升国际竞争力具有主要意义。
在东方红四号卫星平台基础上，中国与尼日利亚签署了“尼日利亚通讯卫星一号”卫星整星出口项目。“尼星一号”项目是中国长城工业总公司在2004年通过国际果真竞标获得的第一个商业卫星在轨交付项目，也是中国研制的东方红四号卫星平台首次出口。“尼星一号”于2007年5月14日由长三乙运载火箭在西昌卫星发射中心发射升空，7月6日向尼日利亚宇航局举行在轨交付，卫星向非洲地区提供电视转播和通讯营业效劳。
2005年11月2日中国长城工业总公司还与委内瑞拉科技部在委内瑞拉首都加拉加斯的总统府内签署了“委内瑞拉卫星”一号通讯卫星(简称“委星一号”)项目条约。这颗“委星一号”与上述的“尼星一号”等10个在研和待立项出口型号，这标记着我国民用航天正周全进入国际市场。
使用东方红三号、四号平台，我国还先后研制、发射了两代数据中继卫星（新“天路”通啦！“天链”二号（01）星克日调试乐成，我国第二代中继卫星系统上线运行“天链”系列）、首颗移动通讯卫星（天通一号01星）、首颗高通量卫星和首颗电视直播卫星，以及“北斗”导航卫星和嫦娥一号、二号月球探测器。
此次发射乐成的天通一号02星，同样是基于东方红四号平台的国产移动通讯卫星。
06东方红五号：面向未来的大型卫星公用平台
2020年1月5日，我国研制的发射重量最重、手艺含量最高的高轨卫星——实践二十号卫星，履历七次轨道无邪后，在36000公里高度的地球同步轨道乐成定点，定点于东经105.5°，这标记着东方红五号卫星公用平台首飞乐成。
东方红五号卫星平台
东方红五号卫星平台是我国自主开发的新一代大型地球同步轨道卫星平台，手艺指标国际领先，具有“高承载、高功率、高热耗、高控制精度”的特点，主要知足未来5至15年内通讯、微波遥感和光学遥感等载荷对卫星平台的需求。
东方红五号卫星平台
为充分顺应多种载荷及扩展需求，实践二十号卫星放弃了古板的承力筒式结构，立异接纳桁架结构手艺，有用提升平台的承载能力（承载能力越大，平台及卫星性能越强）和顺应性（可知足差别功效卫星，好比高轨通讯、微波遥感、光学遥感、空间科学探测、科学试验、在轨效劳等），可知足更大载荷的需求以及与差别功效卫星的顺应性。
展望“十四五”：天地一体化+通导遥一体化的
空间基础设施融合生长
进入新时代，以通讯卫星、导航卫星、遥感卫星为主体的信息系统被普遍称为“空间基础设施”。全球规模内，空间基础设施已进入系统化生长和全球化效劳的新阶段。《国家民用空间基础设施中恒久生长妄想（2015-2025 年）》指出：“卫星通讯种种营业趋于融合并向宽带多媒体偏向生长，下一代移动通讯卫星星座正在加紧安排；卫星导航从美国主导的简单GPS时代迈向美国、俄罗斯、中国、欧洲四大全球系统和日本、印度两大区域系统竞相生长的新时代；卫星遥感向地球整体视察和多星组网视察生长，逐步形建设体、多维、高中低区分率团结的全球综合视察能力。”
“通天盖地”45年，我国卫星通讯事业已基本建成完整配套的工业系统，通讯卫星研制与发射能力步入天下先举行列，牢靠通讯广播等卫星通讯基本包管系统已建成，卫星应用成为国家立异治理、�；ぷ试辞樾巍� 提升减灾能力、提供普遍信息效劳以及培育新兴工业不可或缺的手段。
“十四五”时代，我国卫星通讯事业将越发坚定地坚持统筹需求和能力、建设和应用、手艺和工业、目今和久远生长，建设一星多用、多星组网、多网协同、数据集成效劳的相关机制，充分使用海内外资源，优先知足战略性和共性需求，合理知足先导性和专用需求，牢靠增强主干卫星营业系统，按需生长新型营业系统，鼎力大举推进营业化应用。
坚持天地一体化生长，空间系统与地面系统同步妄想、同步研发、同步建设、同步使用，优化卫星载荷设置与星座组网，合理结构地面系统站网与数据中心，增强应用支持效劳能力和营业应用能力建设，提升系统整体效能。“十四五”时代，我国要建成手艺先进、全球笼罩、高效运行的卫星通讯系统基础设施系统，营业化、市场化、工业化生长抵达国际先进水平。立异驱动、需求牵引、市场设置的一连生长机制一直完善，有力支持经济社会生长，有用加入国际化生长。
峥嵘岁月。穿过历史的滔滔烽烟，航天先进们筚路蓝缕，从无到有开创了我国自主卫星通讯事业，以后信息天堑变通途，天涯海角若比邻。
红旗漫卷。接过传承的宏图伟业，卫通人英姿勃发，继续坚持攻坚克难、敢打必胜的信心，向着全时、全域、全场景笼罩融合效劳的“联天通地”目的坚定前行
本文转载自“尊龙凯时人生就是搏太空知乎号”，原问题《【讯息·航天】通天盖地45年·中国卫星通讯事业生长的伟大征程——写在天通一号02星乐成发射之际》，作者：郭浩然 张钰伟 郭新哲 尹曙明。
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