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中国通信卫星的回顾与展望 一、引言 1945年，英国人克拉克曾在一篇文章中大胆地提出了利用3颗地球静止轨道人造卫星进行准全球通信的设想。当时人类还未步入宇航时代，这一有关应用卫星的设想无疑带有浓厚的科学幻想色彩。但到了50多年后的今天，它不但变成了现实，而且发挥得淋漓尽致：通信卫星作为空间技术和无线电通信技术的美妙结合，得到了飞速的发展，成为各种卫星中最早投入商业市场，效益最为显著的一种。通信卫星具有通信距离远，覆盖面积大，信道质量高，通信容量大的优点，已广泛应用于国际、国内或区域通信、军用通信、海事通信、电视广播以及航天器的跟踪和数据中继等方面，对世界范围的信息交流、社会进步、各国经济的发展及物质文化生活水平的提高，起到极为重要的作用。 我国的通信卫星研制始于70年代。经过30多年的不懈努力，我国形成了自己的通信卫星系列，其技术已接近国际先进水平，在轨应用的国产通信卫星为我国人民的生活、经济和政治活动提供服务，推进了我国的改革开放和经济建设。此外，我国在这一高技术领域的成就，进一步振奋了全国人民的精神，提高了国家的威望，产生了明显的社会效益和经济效益。 二、我国通信卫星发展历程 我国先后自行研制和发射了3种类型的通信卫星：东方红二号、东方红二号甲和东方红三号，它们均为地球静止轨道通信卫星。 东方红二号(简称东二)卫星是我国第一代通信卫星，在轨一共两颗。第一颗于1984年4月8日发射，定点于东经125°；另一颗于1986年2月1日发射，定点于东经103°。卫星本体外形为直径约2.1m，高度约1.6m的圆柱体，采用双自旋稳定姿控方案，起飞重量约920kg，卫星工作寿命3年。每颗星上有2路转发器，每路功率放大器输出功率为8W，工作于C波段，通信天线安装在消旋组件上，卫星工作时一直对准地球。第一颗卫星的通信天线为圆锥喇叭，具有约14°的角覆盖范围。它具有很宽的服务区域，不但可以完成国内陆地地球站的卫星通信，还可供远离国土的海上移动站进行通信试验，但由于卫星等效全向辐射功率（EIRP）和天线增益与系统噪声温度的比值（G／T）较低，使通信容量较小，影响了卫星的经济效益。第二颗卫星在这方面进行了改进，采用国内波束抛物面天线，具有5°×8°的椭圆波束，天线增益比第一颗星的喇叭天线增益增加 6～9dB，明显提高了通信容量，也降低了对地球站发射功率的要求。 我国在发射和应用东方红二号卫星的同时，已经开始了东方红二号甲（简称东二甲）通信卫星的研制，以提高卫星的性能。后者实际上是在前者基础上的改进，卫星平台（服务系统）中电源分系统在维持太阳电池片布片面积不变的情况下，尽量挖掘潜力，以供给有效载荷更多的功率，其他平台分系统基本保持不变，或只进行适应性修改。卫星转发器数增为4路，每路功率放大器输出功率增为10W，通信天线仍采用国内波束抛物面天线。虽然从外形上看，东方红二号甲卫星和东方红二号卫星第二颗差别不大，但功能已有明显的提高，服务区内EIRP值大于32dBW，G／T值大于-11dB／K，卫星设计寿命4年，起飞重量约1040kg，一共有3颗在轨工作。1988年3月 7日发射的第一颗定点于东经87.5°，1988年12月 22日发射的第二颗定点于东经98°，1990年2月4日发射的第三颗定点于东经115°。这几颗卫星实际工作寿命均超过了设计指标，达到5年以上。 随着时间的推移，上述两种卫星的一些弱点逐渐显现出来，已不能满足我国卫星通信事业迅速发展的需要。我国从1986年开始正式启动了新一代通信卫星--东方红三号（简称东三）的研制工作。国家把此项工作列为国家重点科研任务，给予了高度重视。广大研制人员大力弘扬“自力更生，艰苦奋斗”的航天精神，攻克了多项关键技术和难题。1994年完成第一颗星的研制工作。该星于同年11月发射进入准同步轨道，但由于推进剂泄漏，最终未能定点使用。经故障分析和局部改进后，第二颗卫星于1997年5月12日发射，5月20日定点于东经125°，主要用于电话、数据传输、传真、VSAT网和电视等项业务。到目前为止，该星已正常运行了三年半。东方红三号卫星的研制成功和投入使用，标志着我国在通信卫星领域跨上了一个新的台阶。 2000年1月，采用东方红三号卫星平台的另一颗通信卫星--中星22号发射成功，定点于东经98°，已投入正常使用。同年10月和12月，采用同一平台的两颗北斗导航试验卫星也顺利升空。此外，采用这一平台的另外一些卫星也正在研制中。 三、代表我国通信卫星水平的东方红三号卫星 1.卫星简介 卫星本体为2.22m×1.72m×2.2m的箱体结构，起飞重量约为2260kg，卫星装有大型可展开太阳电池阵和直径达2m的通信天线，卫星发射时处于折叠状态，入轨后先后展开，这时卫星的翼展达18.1m，高度为5.7m。 该卫星工作寿命8年，采用全三轴稳定