靜止軌道通信衛(wèi)星代表著一個(gè)國(guó)家衛(wèi)星通信的發(fā)展水平,，它是構(gòu)成信息高速公路基礎(chǔ)的重要資源,，是一個(gè)國(guó)家綜合實(shí)力,、技術(shù)水平的重要體現(xiàn),。

經(jīng)常在國(guó)內(nèi)旅行的人都知道,，在飛行的飛機(jī)上,、在遠(yuǎn)洋航行的船舶上,，手機(jī),、筆記本是上不了網(wǎng)絡(luò)的,，同樣在高速運(yùn)行的高鐵上,，手機(jī)信號(hào)也是時(shí)斷時(shí)續(xù)，但是隨著中國(guó)新一代通信衛(wèi)星的發(fā)展,，空中上網(wǎng)聊天,、遠(yuǎn)洋視頻娛樂(lè)、偏遠(yuǎn)山區(qū)信號(hào)全覆蓋將成為現(xiàn)實(shí),。

我國(guó)自主研發(fā)技術(shù)打破國(guó)外壟斷空中通信

海上視頻將不再是夢(mèng)

2017年4月12日,，中國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心采用長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭成功發(fā)射實(shí)踐十三號(hào)衛(wèi)星，衛(wèi)星完成在軌試驗(yàn)后被命名為中星16號(hào),。這是我國(guó)首顆高通量通信衛(wèi)星,，通信總?cè)萘砍^(guò)20G，真正意義上實(shí)現(xiàn)了自主通信衛(wèi)星的寬帶應(yīng)用,。

航天科技集團(tuán)五院高級(jí)工程師張偉：高通量這個(gè)技術(shù)的發(fā)展,，代表著我們現(xiàn)在地面，你可以用我們的衛(wèi)星來(lái)實(shí)現(xiàn)視頻,。原來(lái)只能實(shí)現(xiàn)一個(gè)語(yǔ)音通信的功能,，現(xiàn)在我們可以視頻了，那么還有一個(gè)很大的應(yīng)用方向就是我們的飛機(jī),。這是我國(guó)首次在通信衛(wèi)星上,，使用Ka頻段寬帶通信技術(shù)。

衛(wèi)星容量其實(shí)就像公路一樣,，原來(lái)通信衛(wèi)星的C頻段以及Ku頻段容量最多只能容納兩輛車同時(shí)前進(jìn),，所能運(yùn)載的貨物，也就是信息數(shù)據(jù)是有限的,。但是Ka頻段的衛(wèi)星容量則要大很多,，它可以同時(shí)在公路上行駛10輛或者更多的汽車，所能運(yùn)載的信息數(shù)據(jù)量也遠(yuǎn)超其它頻段。這項(xiàng)技術(shù)的突破,，意味著未來(lái)通過(guò)通信衛(wèi)星可以隨時(shí)隨地實(shí)現(xiàn)寬帶上網(wǎng),，特別是在地面通信網(wǎng)絡(luò)無(wú)法覆蓋的地區(qū)，以及飛機(jī),、高鐵,、輪船等交通工具上，都可以實(shí)現(xiàn)寬帶通信,。

張偉： 現(xiàn)在飛機(jī)上大家都知道沒(méi)法實(shí)現(xiàn)通信,，未來(lái)當(dāng)中的HTS（高通量通信衛(wèi)星）的技術(shù)推廣以后，我們以后在飛機(jī)上面也能夠基于衛(wèi)星來(lái)實(shí)現(xiàn)我們的通信,，包括高鐵,、船等等，HTS都是一個(gè)很熱門的應(yīng)用方向,。

張偉告訴記者,，依托高通量通信衛(wèi)星技術(shù)，未來(lái)將會(huì)構(gòu)建衛(wèi)星寬帶通信網(wǎng)絡(luò),，到時(shí)候無(wú)論身處萬(wàn)米高空的飛機(jī),、急速飛馳的高鐵，還是茫茫大海的輪船上,，以及沒(méi)有人煙的荒漠,、深山、海島,，都可以高速瀏覽網(wǎng)絡(luò),，視頻通話。

目前航天科技集團(tuán)五院已經(jīng)依托中星16號(hào)高通量衛(wèi)星,，研制了用于野外,、高鐵、船舶等方面的衛(wèi)星移動(dòng)通信終端產(chǎn)品,。原來(lái)的衛(wèi)星通信終端,，受衛(wèi)星設(shè)計(jì)的限制，尺寸都比較大,，一般都安裝在建筑物上面或者大型的車輛上,。而現(xiàn)在依托高通量衛(wèi)星，通信衛(wèi)星的終端接收裝置就可以小型化,，普通的家用SUV就可以安裝,。航天科技集團(tuán)五院高級(jí)工程師張閣為記者演示了一套便攜式衛(wèi)星寬帶通信系統(tǒng)，這套系統(tǒng)具備一鍵對(duì)星的功能,，在地震災(zāi)區(qū),，地面通信網(wǎng)絡(luò)損壞中斷的情況下,，可以快速地連通網(wǎng)絡(luò)。

除了這種便攜式衛(wèi)星寬帶通信系統(tǒng),，張閣帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì),，還在研制用于高鐵列車、遠(yuǎn)洋船舶上的衛(wèi)星寬帶通信系統(tǒng),。

航天科技集團(tuán)五院高級(jí)工程師張閣：目前我們的這個(gè)設(shè)備,，是支持500人以上的，就是你在一個(gè)豪華油輪上,，裝了這么一個(gè)設(shè)備，全船的人都可以通過(guò)WIFI,，就是拿你的普通的手機(jī),，再連接船上的WIFI，就可以通過(guò)衛(wèi)星直接訪問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)了,。

中星16將技術(shù)試驗(yàn)和示范應(yīng)用相結(jié)合,，首次在地球同步軌道衛(wèi)星上開展對(duì)地高速激光通信試驗(yàn)，速率最高可達(dá)2.4個(gè)G,。衛(wèi)星激光通信具有通信容量大,、傳輸距離遠(yuǎn)、保密性好等優(yōu)點(diǎn),，如果試驗(yàn)成功,，標(biāo)志著中國(guó)在該領(lǐng)域達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

2016年8月6日,，中國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功將天通一號(hào)01星發(fā)射升空,，這是中國(guó)衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)的首發(fā)星，也被稱為“中國(guó)版的海事衛(wèi)星”,， 其成功發(fā)射標(biāo)志著我國(guó)邁入衛(wèi)星移動(dòng)通信的“手機(jī)時(shí)代”,。

2008年汶川地震發(fā)生后，震區(qū)地面通信網(wǎng)絡(luò)全面癱瘓,，當(dāng)時(shí)我國(guó)沒(méi)有自己的移動(dòng)通信衛(wèi)星系統(tǒng),，只能租用國(guó)外的衛(wèi)星電話抗震救災(zāi)。而國(guó)際上的移動(dòng)衛(wèi)星系統(tǒng)已經(jīng)形成了多個(gè)覆蓋全球或區(qū)域性的移動(dòng)通信系統(tǒng),，不僅廣泛應(yīng)用于個(gè)人通信,、海洋運(yùn)輸、遠(yuǎn)洋漁業(yè),、航空客運(yùn)等領(lǐng)域,，而且在遭受地震、洪水,、霜凍等自然災(zāi)害情況下能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)障礙通信并確定位置,。汶川地震之后,，天通一號(hào)立項(xiàng)了。

記者了解到,，天通一號(hào)衛(wèi)星的技術(shù)指標(biāo)與能力達(dá)到國(guó)際主流移動(dòng)通信衛(wèi)星水平,，并且具有完全的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。特別是天通一號(hào)衛(wèi)星解決了可展開超大天線的技術(shù)難題,，使得地面使用的衛(wèi)星電話終端更小型化,、手機(jī)化。

幾代科研人員無(wú)私奉獻(xiàn)薪火相傳

使我國(guó)衛(wèi)星事業(yè)從無(wú)到有

從落后到領(lǐng)先

這些年我們的通信衛(wèi)星接連發(fā)射成功并投入使用,，涵蓋了廣播電視直播,、高通量寬帶衛(wèi)星、移動(dòng)通信衛(wèi)星,、數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星等目前通信衛(wèi)星發(fā)展的前沿技術(shù)和應(yīng)用,。回想當(dāng)初,，我們開始研制衛(wèi)星的時(shí)候,，不僅是一窮二白。而且基礎(chǔ)薄弱,，在這樣的條件下,，我們的科研人員堅(jiān)持自力更生、無(wú)私奉獻(xiàn),，最終走出了一條中國(guó)通信衛(wèi)星的研發(fā)之路,，盡管這條路并非坦途，也經(jīng)歷過(guò)挫折和磨難,。

在中國(guó)航天科集團(tuán)五院的展廳里,，擺放著從東方紅一號(hào)到東方紅四號(hào)衛(wèi)星的真實(shí)產(chǎn)品，它們見(jiàn)證了中國(guó)通信衛(wèi)星的發(fā)展之路,。

東方紅一號(hào)是在當(dāng)時(shí)一窮二白,、經(jīng)濟(jì)技術(shù)基礎(chǔ)薄弱的條件下，老一輩航天科技人員通過(guò)自力更生研制出來(lái)的我國(guó)第一顆人造地球衛(wèi)星,，由于當(dāng)時(shí)技術(shù)水平的限制,，它還不具備通信功能。

航天科技集團(tuán)五院高級(jí)工程師張偉：這顆衛(wèi)星成功以后,，實(shí)際上是開創(chuàng)了我們國(guó)家人造地球衛(wèi)星的先河,，但它的意義更多地只體現(xiàn)了從無(wú)到有，那我們衛(wèi)星終歸是要落實(shí)在用,。

東方紅一號(hào)發(fā)射成功之后,，為了讓通信衛(wèi)星真正落實(shí)到實(shí)用，以孫家棟,、戚發(fā)軔等為代表的老一代航天科技人員,，樹立“要完全依靠自己的力量,，研制出中國(guó)人自己的通信衛(wèi)星”的信念，歷經(jīng)9年攻堅(jiān)克難,，最終研制成功東方紅二號(hào)通信衛(wèi)星,。1984年4月8日，東方紅二號(hào)試驗(yàn)通信衛(wèi)星發(fā)射成功,，使我國(guó)躋身世界上第五個(gè)能夠獨(dú)立研制,、發(fā)射地球靜止軌道衛(wèi)星的國(guó)家。

受制于當(dāng)時(shí)電子元器件研制,、材料科學(xué)研究的技術(shù)水平,，東方紅二號(hào)衛(wèi)星的載荷小，壽命短,，衛(wèi)星的C波段轉(zhuǎn)發(fā)器只有2路,，而當(dāng)時(shí)國(guó)際先進(jìn)水平通信衛(wèi)星的C坡段轉(zhuǎn)發(fā)器已經(jīng)達(dá)到24路，壽命也長(zhǎng)達(dá)十年,。

張偉：當(dāng)時(shí)能夠提供的功率非常小，因?yàn)樘?yáng)能電池片就這么多,，所以它能夠提供的功率就那么大,。所以當(dāng)時(shí)我們國(guó)家的通信衛(wèi)星在軌壽命比較短，就是五年,，能夠提供的有效功率很低,，所以所謂的轉(zhuǎn)發(fā)器路數(shù)，就是幾路轉(zhuǎn)發(fā)器,。

通信衛(wèi)星的主要載荷就是轉(zhuǎn)發(fā)器,，一路轉(zhuǎn)發(fā)器可以傳送十多套標(biāo)清電視節(jié)目，通信衛(wèi)星的載荷越大,，轉(zhuǎn)發(fā)器的路數(shù)多,，意味著能夠傳送更多的廣播電視節(jié)目，提供更大的通信容量,。張偉告訴記者,，由于當(dāng)時(shí)東方紅二號(hào)無(wú)法滿足客戶需求，國(guó)內(nèi)還出現(xiàn)了“買星”還是“造星”的爭(zhēng)論,。在當(dāng)時(shí)的環(huán)境下,，航天人別無(wú)選擇，在技術(shù)基礎(chǔ)薄弱,、設(shè)施條件差的情況下,，按照當(dāng)時(shí)的國(guó)際水平研制東方紅三號(hào)衛(wèi)星。

張偉：東方紅二號(hào)是一顆自旋穩(wěn)定式的衛(wèi)星,，到了東方紅三號(hào),，我們搞的是一個(gè)三軸穩(wěn)定式的衛(wèi)星,，采用了太陽(yáng)翼的這種方式，那么技術(shù)上的跨代很大,，只能繼承東方紅二號(hào)大概20%左右的技術(shù)基礎(chǔ),，剩下的80%都是基于我們中國(guó)航天人的自主創(chuàng)新來(lái)實(shí)現(xiàn)。

從1986年國(guó)家立項(xiàng),，到1997年?yáng)|方紅三號(hào)衛(wèi)星成功發(fā)射,，科研人員歷經(jīng)11年的時(shí)間，先后解決了上百個(gè)技術(shù)難點(diǎn),，啃下了十余項(xiàng)“硬骨頭”課題,，也經(jīng)歷了首顆衛(wèi)星發(fā)射失敗的陣痛。東方紅三號(hào)衛(wèi)星不僅實(shí)現(xiàn)了我國(guó)通信衛(wèi)星研制技術(shù)的跨越,，也為中國(guó)航天事業(yè)提供了一個(gè)高可靠的通信衛(wèi)星平臺(tái),。

2000年，瞄準(zhǔn)國(guó)際一流水平的東方紅四號(hào)開始立項(xiàng)研制,，衛(wèi)星平臺(tái)的設(shè)計(jì)壽命提升為15年,，攜帶的轉(zhuǎn)發(fā)器增加到52路。當(dāng)時(shí)東方紅四號(hào)通信衛(wèi)星的市場(chǎng)目標(biāo)不僅是要占領(lǐng)國(guó)內(nèi),，而且還要走出去搶占國(guó)際市場(chǎng),。

在東方紅四號(hào)通信衛(wèi)星平臺(tái)研發(fā)的同時(shí)，他們還在進(jìn)行著東方紅四號(hào)市場(chǎng)的開拓,，2002年5月,，與鑫諾衛(wèi)星通信有限公司簽署了鑫諾二號(hào)衛(wèi)星采購(gòu)訂貨合同；2004年5月,，參與尼日利亞通信一號(hào)衛(wèi)星整星研制和發(fā)射項(xiàng)目的招標(biāo),，從美國(guó)、法國(guó),、英國(guó)等21家公司中脫穎而出,，成功奪標(biāo)。

張偉：東方紅四號(hào)衛(wèi)星,，它的重量就達(dá)到了5到5.5噸,，載荷的能力達(dá)到600公斤左右，這個(gè)水平實(shí)際上跟當(dāng)時(shí)國(guó)際的先進(jìn)水平,，基本上保持在一條水平線上,，所以通過(guò)東方紅四號(hào)，我們實(shí)際上是實(shí)現(xiàn)了從跟跑向并跑的一個(gè)轉(zhuǎn)型的過(guò)程,。

2010年,，著眼于未來(lái)20年大功率通信衛(wèi)星的的需求，高承載,、大功率,、長(zhǎng)壽命,、可擴(kuò)展的新一代東方紅五號(hào)衛(wèi)星開始立項(xiàng)研制，同時(shí)航天科技集團(tuán)五院也在跟蹤世界最前沿的技術(shù),，擴(kuò)展原有衛(wèi)星平臺(tái)的技術(shù)水平,。為了提高通信衛(wèi)星的有效載荷，他們要把電子系統(tǒng)做的越來(lái)越小,。

航天科技集團(tuán)五院副主任設(shè)計(jì)師宮江雷：這幾臺(tái)產(chǎn)品,，其實(shí)就是我們整個(gè)通信衛(wèi)星上的綜合電子系統(tǒng)，依托的一個(gè)硬件產(chǎn)品,，現(xiàn)在的這4臺(tái)產(chǎn)品其實(shí)是代替了之前的20多臺(tái)產(chǎn)品,，之前的包括數(shù)量，體積都是比較大的,，我們已經(jīng)減少了50%左右,，這在整個(gè)國(guó)際上也是一個(gè)比較領(lǐng)先的一個(gè)水平。

跟蹤世界前沿技術(shù),，在一些技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)技術(shù)超越,，這是航天科技集團(tuán)五院在通信衛(wèi)星發(fā)展中的必然選擇。陳粵2008年博士畢業(yè)之后,，來(lái)到航天科技集團(tuán)五院負(fù)責(zé)通信衛(wèi)星的控制推進(jìn)研制工作,。工作剛剛兩年多，他就向院里提出進(jìn)行通信衛(wèi)星無(wú)工質(zhì)電磁推進(jìn)的研究,，當(dāng)時(shí)這項(xiàng)研究還存在巨大的爭(zhēng)議。

航天科技集團(tuán)五院副主任設(shè)計(jì)師陳粵：大家最主要的疑點(diǎn)是在于,，這項(xiàng)技術(shù)可能現(xiàn)在科學(xué)原理上,，還沒(méi)有完全說(shuō)清的情況下，就在工程上進(jìn)行研發(fā),，是不是風(fēng)險(xiǎn)很大,，是不是存在著原理性的錯(cuò)誤，這是主要的爭(zhēng)議點(diǎn),。

在太空中的通信衛(wèi)星需要調(diào)整姿態(tài)和軌道維持,，所以衛(wèi)星都會(huì)攜帶大量的推進(jìn)劑，傳統(tǒng)的化學(xué)推進(jìn)方式就是靠推進(jìn)劑氧化產(chǎn)生推力,。而現(xiàn)在衛(wèi)星上開始應(yīng)用的電推進(jìn)方式,，則是把攜帶的工質(zhì)氣體進(jìn)行電離，然后把離子體噴射出去產(chǎn)生推力,，這兩種推進(jìn)方式都是需要攜帶工質(zhì),，也就是推進(jìn)劑和氣體。

陳粵：形象地說(shuō)就是儲(chǔ)箱里面存的這些液體或者氣體,，一旦這些工質(zhì)使用光了,，那么發(fā)動(dòng)機(jī)就不能再使用了,，壽命就到了。而我們現(xiàn)在這種推進(jìn)方式,，這種電磁推進(jìn),，它就是只要有電，只要設(shè)備能正常工作,，它就能夠工作,，就能產(chǎn)生推力。

沒(méi)有任何技術(shù),、經(jīng)驗(yàn)可以借鑒,，也沒(méi)有任何國(guó)外資料的參考，這項(xiàng)技術(shù)無(wú)論在國(guó)內(nèi)還是國(guó)外,，都處在技術(shù)試驗(yàn)的起步階段,，陳粵和他的團(tuán)隊(duì)面臨著巨大的挑戰(zhàn)。

為了鼓勵(lì)年輕人創(chuàng)新,，航天科技集團(tuán)五院設(shè)立研發(fā)專項(xiàng)基金,、博士成長(zhǎng)專項(xiàng)基金等給予資金支持，而且對(duì)于研發(fā)核心人員三年不做業(yè)務(wù)考核,，并在人員,、實(shí)驗(yàn)設(shè)備方面給予大力支持，確保他們專心做技術(shù)研究,。

陳粵：通過(guò)我們?cè)嚎萍嘉淖灾餮邪l(fā)基金,，我們所內(nèi)的自主研發(fā)的基金，去支持我們,，讓我們能夠心無(wú)旁鶩地,，不用去擔(dān)心條件保障的這種情況下，能夠心無(wú)旁鶩地一心去做這個(gè)事,，可以說(shuō)這就像一種孵化,，如果沒(méi)有當(dāng)初這種孵化條件，我們就不會(huì)有現(xiàn)在的這個(gè)進(jìn)展,。

記者采訪中了解到,，目前，代表著我國(guó)通信衛(wèi)星達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平的東方紅五號(hào)衛(wèi)星平臺(tái)多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)取得重大突破,，有待在軌驗(yàn)證,。東方紅五號(hào)平臺(tái)整星功率達(dá)到30000瓦，有效載荷超過(guò)2000公斤,、攜帶的轉(zhuǎn)發(fā)器路數(shù)達(dá)到120路,，一些技術(shù)指標(biāo)超過(guò)發(fā)達(dá)國(guó)家水平。東方紅五號(hào)平臺(tái)上面的絕大部分產(chǎn)品，能夠?qū)崿F(xiàn)真正意義上的國(guó)產(chǎn)化,，自主可控,，不再依賴于進(jìn)口。

半小時(shí)觀察：航天,，中國(guó)最閃亮的“名片”

從第一顆東方紅一號(hào)衛(wèi)星,，到具有世界領(lǐng)先水平的東方紅五號(hào)衛(wèi)星，我國(guó)通信衛(wèi)星的發(fā)展走過(guò)了從無(wú)到有,，從跟隨到并跑的發(fā)展之路,。

通信衛(wèi)星的發(fā)展水平代表著一個(gè)國(guó)家在航天科技領(lǐng)域的科技水平，也是一個(gè)國(guó)家綜合實(shí)力的重要體現(xiàn),。盡管我們?cè)诎l(fā)展通信衛(wèi)星的道路上經(jīng)歷過(guò)失敗,、挫折，但是我們用短短幾十年的時(shí)間,，終于走在了國(guó)際通信衛(wèi)星的前列,。

這是廣大航天科技工作者的默默無(wú)私奉獻(xiàn)的結(jié)果，也是老一輩航天人精神的延續(xù),。