陸征 劉豪(北京空間科技信息研究所)
根據2013年世界通信衛星發射統計,世界各國共進行28次發射,共計發射45顆通信衛星,其中有1次發射失敗,成功發射44顆。世界通信衛星發射次數占航天器總發射次數的34.1%,通信衛星發射數量占航天器總發射數量的21%。2013年,世界通信衛星的計劃發射次數和發射數量均超過2012年。
2013年,全球大型商業通信衛星運營商和中、小型區域運營商加快衛星發射組網和更新換代的腳步。固定、移動和廣播三大業務領域都有新的衛星發射入軌。各大運營商在鞏固已有用戶的基礎上,積極開拓寬帶通信、海事和航空等市場。
歐洲衛星公司(SES)的SES-6、SES-8和天體-2E(Astra-2E)3顆通信衛星升空,大大擴展了該公司在軌衛星容量。SES-6衛星和天體-2E衛星均由阿斯特留姆公司研制,采用歐洲星-3000(Eurostar-3000)平臺。SES-6衛星發射質量6000kg,設計壽命15年,載有38臺C頻段和36臺Ku頻段轉發器,替代位于319.5°(E)的新天衛星-806(NSS-806),覆蓋北美、拉丁美洲、加勒比海、歐洲和大西洋地區。天體-2E衛星發射質量6020kg,設計壽命15年,衛星總功率13kW,載有60臺Ku頻段和3臺Ka頻段轉發器,定位于28.2°(E),為歐洲中東和非洲地區提供高性能的直播到戶電視和Ka頻段寬帶服務,其Ka頻段載荷將使SES ASTRA公司開發覆蓋歐洲等高需求地區的下一代寬帶服務。SES-8衛星由軌道科學公司研制,采用星-2.4(Star-2.4)平臺,質量3170kg,設計壽命15年,載有33臺Ku頻段轉發器,將在95°(E)軌位與新天衛星-6共位運行,為亞太地區提供更多容量。其高性能波束將為南亞和印度發展迅猛的市場提供支持,還將為直播到戶、甚小孔徑終端(VSAT)和政府應用提供擴充容量。
歐洲通信衛星公司(EUTELSAT)的兩顆新衛星—歐洲通信衛星-3D、25B(Eutelsat-3D、25B)升空。歐洲通信衛星-3D原名為歐洲通信衛星-W3D,由泰雷茲-阿萊尼亞空間公司研制,采用空間客車-4000C3(Spacebus-4000C3)平臺,衛星總功率12kW(壽命末期),發射質量5470kg,設計壽命15年,載有53臺Ku頻段和3臺Ka頻段轉發器,定位于3°(E),為歐洲、北非、中東和中亞地區提供服務,Ku頻段還為撒哈拉沙漠以南非洲提供服務。歐洲通信衛星-25B由勞拉公司研制,質量6310kg,壽命15年,采用勞拉公司的LS-1300平臺,載有32臺Ku頻段和14臺Ka頻段轉發器,定位于25.5°(E),為中東、北非和中亞提供服務。
加拿大電信衛星公司(Telesat)的阿尼克-G1(Anik-G1)通信衛星升空。該衛星由勞拉公司研制,采用LS-1300平臺,發射質量4905kg,設計壽命15年,載有28臺Ku頻段、24臺C頻段和3臺X頻段轉發器,定位于107.3°(W),為加拿大、南美和太平洋提供視頻、寬帶和移動電話服務。該衛星與阿尼克-F1協同運行,使南美C頻段和Ku頻段通信容量加倍,通過擴展Ku頻段提供直播到戶服務,并為美洲和太平洋重要地區提供軍用X頻段覆蓋。
國際通信衛星公司(INTELSAT)的國際通信衛星-27(Intelsat-27)升空后火箭出現故障,未能將衛星送入軌道。該衛星由波音公司研制,采用波音衛星系統-702MP(BSS-702MP)平臺,發射質量6215kg,設計壽命15年,載有20臺C頻段、20臺Ku頻段轉發器和超高頻有效載荷。
中國衛通集團有限公司的中星-11衛星升空。該衛星采用東方紅-4平臺,有效載荷功率約8.5kW,發射質量超過5200kg,設計壽命15年,載有26臺C頻段和19臺Ku頻段轉發器,滿足亞洲、非洲、澳大利亞用戶直播到戶、數據傳輸、數字寬帶多媒體和流媒體需求,同時覆蓋中國東海、印度洋和阿拉伯海區域。
俄羅斯衛星通信公司(RSCC)的快訊-AM5(Express-AM5)通信衛星升空。該衛星由俄羅斯信息衛星系統-列舍特涅夫公司研制,采用快訊-2000平臺,發射質量3.6t,設計壽命15年,載有40臺Ku頻段、30臺C頻段、12臺Ka頻段和2臺L頻段轉發器,定位于140°(E),覆蓋俄羅斯遠東地區、南洋和澳大利亞,主要為俄羅斯國內用戶提供數字電視和廣播服務,為俄羅斯總統和政府提供專門的移動通信服務,還可以提供包括電視電話會議、數據傳輸和上網在內的多項服務。

俄羅斯快訊-AM5通信衛星
西班牙衛星公司的亞馬遜-3(Amazonas-3)通信衛星升空。亞馬遜-3衛星由勞拉公司研制,采用LS-1300平臺,發射質量約6265kg,總功率14kW(壽命末期),設計壽命15年,載有19臺C頻段和33臺Ku頻段轉發器以及9個Ka頻段點波束。該衛星主要用于接替2001年發射的亞馬遜-1,為美洲、歐洲和北非地區提供電信及寬帶連接服務,同時也可滿足2014年巴西世界杯足球賽電視轉播的需求。
墨西哥衛星公司的墨西哥衛星-8(Satmex-8)升空。該衛星由勞拉公司研制,采用LS-1300平臺,發射質量5474kg,設計壽命15年,載有24臺C頻段和40臺Ku頻段轉發器,定位于116.8°(W),用于替代1998年發射的墨西哥衛星-5,以提升目前在美洲的專業視頻、視頻分發、寬帶、話音、數據傳輸、遠程醫療和遠程教育等服務能力。
以色列空間通信公司(Spacecom)的阿莫斯-4(Amos-4)衛星升空。該衛星由以色列航空航天工業公司研制,是目前以色列最大、最復雜的通信衛星。它采用阿莫斯-HP平臺,發射質量4250kg,設計壽命12年,定位于65°(E),可為全球80%的地區提供直播到戶、多媒體、寬帶互聯網和移動通信服務,將公司的覆蓋區擴展到俄羅斯、亞洲,使用Ku和Ka頻段轉發器提升對中東和歐洲的服務。

墨西哥衛星-8在軌飛行示意圖

以色列阿莫斯-4的天線和太陽電池翼
移動業務運營商國際移動衛星公司(INMARSAT)的兩顆通信衛星——國際移動衛星-5F1(Inmarsat-5F1)和阿爾法衛星-國際移動衛星-XL(Alphasat-IXL)升空。國際移動衛星-5F1由波音公司研制,采用波音衛星系統-702HP平臺,發射質量6100kg,設計壽命15年,定位于60.3°(E),有89個Ka頻段波束,支持寬帶全球區域網(B-GAN)連接、視頻點播、視頻會議等應用。阿爾法衛星-國際移動衛星-XL衛星由阿斯特留姆公司和泰雷茲-阿萊尼亞公司聯合研制,采用“阿爾法平臺”(Alphabus,目前世界最大的通信衛星平臺),這也是該平臺的首次應用。衛星發射質量6649kg,設計壽命15年,定位于25°(E),載有新一代的L頻段地球靜止軌道移動通信中繼系統和4個歐洲航天局的技術試驗載荷。
美國廣播業務運營商天狼星XM衛星廣播公司的天狼星-FM6(Sirius-FM6)衛星升空。該衛星由勞拉公司研制,發射質量6t,功率20kW,設計壽命15年,定位于115.2°(W),為美洲大陸提供汽車數字音頻廣播、家庭或個人終端廣播等。該衛星是天狼星XM衛星廣播公司質量最大、功率最高的衛星,容量幾乎是其在軌衛星的2倍。
三大主要低軌商業通信衛星運營商之一—全球星公司(GLOBALSTAR)的全球星-78、87、93、94、95、96(Globalstar-78、87、93、94、95、96)通信衛星由一枚火箭送入太空。這是第二代“全球星”的第4次發射。該衛星由泰雷茲-阿萊尼亞公司研制,采用改進Proteus衛星平臺,也稱“擴展壽命平臺”(ELiTeBUS),每顆衛星質量均為700kg,設計壽命15年,載有16臺C到S頻段和16臺L到C頻段轉發器,主要為美洲、歐洲、俄羅斯和亞洲部分地區、澳大利亞和新西蘭提供通信覆蓋。同樣由泰雷茲-阿萊尼亞公司為O3b公司研制的O3b-1~4通信衛星也是首次入軌。O3b公司計劃建造的通信衛星系統由12顆衛星組成,完成組網后將為亞洲、非洲、南美洲、澳大利亞和中東的數十億用戶提供高速、低成本的網絡和通信服務。這次發射是該公司O3b星座的首次發射。
從2013年發射情況來看,美國和俄羅斯仍然是主角:美國穩步推進新一代軍用通信衛星的更新換代,俄羅斯加緊軍用通信能力的恢復和建設。從世界整體態勢來看,具備軍用衛星通信能力的國家越來越多,印度擁有了首顆海軍專用通信衛星。

阿爾法衛星-國際移動衛星-XL在軌飛行示意圖
美國寬帶型、窄帶型和防護型三大軍用通信衛星系列均有新的衛星升空。在“寬帶全球衛星通信”(WGS)系列中,美國成功發射了寬帶全球衛星通信-5、6兩顆衛星。該衛星由波音公司研制,采用波音衛星系統-702平臺,衛星質量5987kg,設計壽命為14年。作為“寬帶全球衛星通信”系列的第二階段衛星,它們比第一階段衛星增加了射頻旁路載荷,提升了空基平臺的數據回傳支持能力。衛星采用X頻段500MHz和Ka頻段1GHz帶寬,可形成19個獨立的覆蓋區域,包括單獨發送/接收相控陣形成的8個可操控X頻段波束,可獨立操控天線提供的10個Ka頻段波束和1個X頻段收發分置全球波束。它將增強寬帶服務,為傳輸戰場地圖、中繼無人機視頻、發送話音和數據等。目前,寬帶全球衛星通信-7~10衛星正在生產中。
在“移動用戶目標系統”(MUOS)和“先進極高頻”(AEHF)兩大系列中,美國成功發射了移動用戶目標系統-2和先進極高頻-3兩顆衛星。這兩顆衛星均由洛馬公司研制,采用A2100M衛星平臺。移動用戶目標系統-2衛星發射質量6800kg,設計壽命15年。其容量是目前“特高頻后繼星”(UFO)衛星系統的16倍,用于向海上艦隊和信號難以到達地區的地面機動部隊提供通信。該星座最終由4顆衛星、1顆備份星以及4個地面站組成,每顆衛星提供1/3的地球通信覆蓋,可向機動部隊提供手機式通信,傳輸速度是原有系統的10倍以上。先進極高頻-3發射質量6577kg,設計壽命14年。“先進極高頻”系列共6顆衛星,將增強并逐漸替代“軍事星”(Milstar)衛星,后續3顆衛星將在2017-2019年發射。“先進極高頻”衛星比現役的軍事星-2的容量大10倍,數據傳輸率高5倍。“先進極高頻”系統是美國、加拿大、荷蘭和英國的聯合項目,可提供8Mbit/s的數據率,實現可靠的數據集中型媒體的通信。這些較高的數率可以實現戰術軍用通信的傳輸,如實時視頻、戰場地圖和目標數據。
俄羅斯通過兩次“一箭三星”方式成功發射了6顆低軌存儲轉發型戰術通信衛星,編號分別為宇宙-2482、2483和2484,以及宇宙-2488、2489和2490。這些衛星由信息衛星系統-列舍特涅夫公司研制,發射質量225kg,設計壽命5年。此外,俄羅斯還成功發射了虹-1M(Raduga-1M)衛星。本次發射是虹-1M系列軍用通信衛星的第3次發射,上次是在2010年1月28日發射的,該衛星也是由信息衛星系統-列舍特涅夫公司研制,衛星質量2420kg,設計壽命10年。“虹”通信衛星主要面向俄羅斯政府和軍方用來進行戰略通信。
印度發射了首顆海軍專用通信衛星—地球靜止衛星-7(GSAT-7)。該衛星由印度空間研究組織研制,載有UHF、S、C和Ku頻段通信載荷,衛星質量2650kg,設計壽命7年,采用I-2K衛星平臺,功率3000W,定位于74°(E),主要覆蓋印度大陸和周邊海域。
從2013年民用通信衛星的發射情況來看,需求并不旺盛。美國成功發射了首顆第三代跟蹤與數據中繼衛星-K(TDRS-K)。該衛星由波音公司研制,質量3454kg,設計壽命15年,采用波音衛星系統-601HP衛星平臺,定位于152.1°(W),可提供跟蹤、遙測、指令和高帶寬數據返回服務。(詳情請看本刊2013年第5期)

美國跟蹤數據中繼衛星-K的折疊反射器
俄羅斯用“一箭三星”成功發射3顆信使-M(Gonets-M)通信衛星。該衛星由信息衛星系統-列舍特涅夫公司研制,質量280kg,設計壽命5年,運行在低地球軌道,軌道高度為1400~1414km,傾角82.6°。它主要用于信息傳遞,如遠程醫療,除報文通信業務外,還用于采集導航定位數據、移動目標跟蹤數據,以及環境、工業與科學檢測數據。

俄羅斯信使-M衛星
玻利維亞成功擁有了該國首顆通信衛星,并以玻利維亞民族英雄圖帕克·卡塔里(Tupak Katari)的名字命名。該衛星由中國空間技術研究院研制,采用東方紅-4平臺,衛星質量5.2t,設計壽命15年,定位于87.2°(W),載有26臺Ku頻段、2臺C頻段和2臺Ka頻段轉發器,覆蓋玻利維亞全國及南美地區,用于廣播通信、遠程教育、遠程醫療等。玻利維亞總統莫拉萊斯在現場觀看了發射全過程。
阿塞拜疆也發射了其首顆通信衛星—阿塞拜疆空間-1。該衛星由美國軌道科學公司研制,采用星-2.4E平臺,載有24臺C頻段和12臺Ku頻段轉發器,有效載荷功率5kW,發射質量3275kg,設計壽命15年,定位于46°(E),為阿塞拜疆、西亞、歐洲及中東提供通信和廣播服務。作為阿塞拜疆的首顆通信衛星,阿塞拜疆空間-1的主要用戶是阿塞拜疆政府機構,并作為馬來西亞東亞衛星系統公司的非洲衛星-1a為非洲提供服務。