二、中國衛(wèi)星當(dāng)空舞

眾所周知，航天器是開發(fā)太空資源的利器，目前主要有三類，即人造地球衛(wèi)星、載人航天器和空間探測器。它們各有所長，不能相互替代。從1970年4月24日我國第1顆人造地球衛(wèi)星東方紅-1升空到現(xiàn)在，我國現(xiàn)已都能獨自研制、發(fā)射和應(yīng)用這三類航天器。而在這三類航天器中，人造地球衛(wèi)星的數(shù)量和種類最多，用途最廣。那么，按用途分，人造地球衛(wèi)星又可分為試驗衛(wèi)星、科學(xué)衛(wèi)星和應(yīng)用衛(wèi)星三種。至今，我國已研制、發(fā)射和應(yīng)用了不少這三種人造地球衛(wèi)星，創(chuàng)造了很大的社會效益、經(jīng)濟效益和科技成就。

（一）試驗衛(wèi)星當(dāng)先鋒

試驗衛(wèi)星主要用于試驗許多航天新概念、新技術(shù)、新材料和新型設(shè)備等。我國已發(fā)射過多顆“實踐”系列和別的試驗衛(wèi)星。

例如：2012年10月14日發(fā)射的實踐-9A、9B，就是我國民用新技術(shù)試驗衛(wèi)星系列的首批衛(wèi)星，主要用于衛(wèi)星長壽命、高可靠、高精度、高性能、國產(chǎn)核心元器件和衛(wèi)星編隊及星間測量與鏈路等試驗。

2016年11月3日，我國用長征-5發(fā)射了實踐-17新技術(shù)驗證衛(wèi)星。它驗證了30余項新技術(shù)，包括東方紅-5衛(wèi)星平臺關(guān)鍵技術(shù)、新型電源、新型測量、新型測控、新型電推和新型熱控等技術(shù)，其中包括世界上第一套完成在軌飛行驗證的磁聚焦霍爾電推進(jìn)系統(tǒng)。

2016年11月10日，我國成功發(fā)射了世界第一顆脈沖星導(dǎo)航試驗衛(wèi)星，開展了脈沖星的空間探測及脈沖星導(dǎo)航技術(shù)體制的試驗驗證，搶占了世界航天前沿技術(shù)戰(zhàn)略制高點。

2018年2月2日發(fā)射的張衡-1是我國首顆電磁監(jiān)測試驗衛(wèi)星，用于開展中國及周邊區(qū)域的地震前兆跟蹤和空間電磁環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)，為未來建立地震電磁監(jiān)測衛(wèi)星業(yè)務(wù)化系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)準(zhǔn)備。

2019年底，實踐-20衛(wèi)星升空，對新一代衛(wèi)星平臺東方紅-5的8大項關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了在軌驗證，包括桁架結(jié)構(gòu)技術(shù)，國內(nèi)展開面積最大、翼展最長的二維二次展開半剛性太陽翼、Q/V頻段載荷、寬帶柔性轉(zhuǎn)發(fā)器，新型化推和電推系統(tǒng)等。

2019年，我國還先后發(fā)射了太極-1和天琴-1的技術(shù)試驗衛(wèi)星，用于試驗空間引力波探測的技術(shù)。

（二）科學(xué)衛(wèi)星正崛起

科學(xué)衛(wèi)星用于科學(xué)探測和研究，它細(xì)分為空間物理探測衛(wèi)星、天文衛(wèi)星、實驗衛(wèi)星等多種。以往，我國應(yīng)用衛(wèi)星發(fā)射的比較多。隨著我國經(jīng)濟、科技的迅速發(fā)展，現(xiàn)在已比較重視發(fā)展科學(xué)衛(wèi)星了，從“十二五”開始實施空間科學(xué)戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項，使科學(xué)衛(wèi)星有了較大的發(fā)展。

1.探測衛(wèi)星

2003年、2004年，我國成功實施了地球空間雙星探測計劃，先后發(fā)射了探測-1、2衛(wèi)星，對地球空間暴發(fā)生機制和發(fā)展規(guī)律進(jìn)行了立體探測。

2021年，我國可持續(xù)發(fā)展科學(xué)衛(wèi)星-1（又叫廣目地球科學(xué)衛(wèi)星）。該衛(wèi)星是全球首顆專門服務(wù)《聯(lián)合國2030年可持續(xù)發(fā)展議程》的科學(xué)衛(wèi)星，用于開展人為活動強烈區(qū)域的“能源消耗、人居格局、海岸港口環(huán)境”的精細(xì)探測，實現(xiàn)“人類活動痕跡”的精細(xì)刻畫，量化表征人與自然交互作用，為全球可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)實現(xiàn)提供監(jiān)測、評估和科學(xué)研究的數(shù)據(jù)支撐。

2.天文衛(wèi)星

天文衛(wèi)星相當(dāng)于把天文臺送到地球軌道上，這樣可以擺脫大氣層的封鎖，在全頻段范圍內(nèi)對宇宙空間進(jìn)行詳細(xì)的觀測，對人類科學(xué)認(rèn)識宇宙有革命性地推動。

2015年，我國發(fā)射的“悟空”是我國第一顆天文衛(wèi)星，也是目前世界上觀測能段范圍最寬、能量分辨率最優(yōu)的暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星，而且成本較低，正超期服役。它已在暗物質(zhì)探測和宇宙線物理兩大前沿領(lǐng)域以及γ天文方面取得了重要成果。

2017年，我國發(fā)射了“慧眼”硬X射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡。它可探測大批超大質(zhì)量黑洞和其他高能天體，定點觀測黑洞和中子星、活動星系等高能天體，并已取得許多重要科研成果。

2020年，引力波暴高能電磁對應(yīng)體全天監(jiān)測器衛(wèi)星升空。它由兩顆小衛(wèi)星組成，用于對伽馬暴和磁星爆發(fā)等高能天體爆發(fā)現(xiàn)象進(jìn)行全天監(jiān)測，可推動破解黑洞、中子星等致密天體的形成和演化以及雙致密星并合之謎。

2021年，我國成功發(fā)射了首顆太陽觀測衛(wèi)星——太陽Hα光譜探測與雙超平臺科學(xué)技術(shù)試驗衛(wèi)星，這標(biāo)志我國正式進(jìn)入“探日時代”。該衛(wèi)星在國際上將首次實現(xiàn)對太陽Hα波段的光譜成像觀測，填補太陽爆發(fā)源區(qū)高質(zhì)量觀測數(shù)據(jù)的空白。

3.實驗衛(wèi)星

2016年，我國首顆微重力科學(xué)實驗衛(wèi)星——實踐-10升空。它是單次搭載空間實驗項目最多的衛(wèi)星，開展了六大領(lǐng)域19項實驗，專門用于微重力科學(xué)和空間生命科學(xué)空間實驗研究，其中有些實驗屬世界首次。

2016年，我國發(fā)射了世界第一顆量子科學(xué)實驗衛(wèi)星——墨子號，首次在太空實現(xiàn)了星地自由空間量子糾纏分發(fā)、量子隱形傳態(tài)等一些具有重要科學(xué)和實用意義的實驗，取得了量子力學(xué)基礎(chǔ)物理研究的重大突破和一系列具有國際顯示度的科學(xué)成果。

（三）應(yīng)用衛(wèi)星閃金光

由于應(yīng)用衛(wèi)星直接為國計民生和國防建設(shè)等服務(wù)，所以我國研制和發(fā)射了較多的應(yīng)用衛(wèi)星。按用途分，應(yīng)用衛(wèi)星主要包括通信衛(wèi)星、遙感衛(wèi)星、導(dǎo)航衛(wèi)星三種。

1.通信衛(wèi)星架彩橋

號稱“順風(fēng)耳”的通信衛(wèi)星已成為現(xiàn)代通信的重要手段。它設(shè)在太空的微波中繼站，具有通信距離遠(yuǎn)、容量大、質(zhì)量好、可靠性高和靈活機動等優(yōu)點，效益也很可觀。另外，其不受地理條件限制，對地面設(shè)施依賴程度較低，在重大災(zāi)害和戰(zhàn)爭情況下，比其他方式更安全可靠，有時甚至是唯一應(yīng)急通信手段。

按業(yè)務(wù)種類分，通信衛(wèi)星可分為固定通信衛(wèi)星、移動通信衛(wèi)星、電視廣播衛(wèi)星和跟蹤與數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星等。我國已先后研制、發(fā)射和應(yīng)用了三代固定通信衛(wèi)星、兩代數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星、2顆移動通信衛(wèi)星、2顆高通量衛(wèi)星、2顆電視直播衛(wèi)星等通信衛(wèi)星。

（1）固定通信衛(wèi)星

第一代固定通信衛(wèi)星采用東方紅-2小容量衛(wèi)星平臺，以自旋穩(wěn)定方式，裝有2-4臺轉(zhuǎn)發(fā)器，壽命4年，于1984年首次成功發(fā)射并運行，后來又發(fā)射多顆，大大改變當(dāng)時我國邊遠(yuǎn)地區(qū)收視難、通信難的狀況。

第二代固定通信衛(wèi)星采用東方紅-3中容量衛(wèi)星平臺，可裝24臺C頻段轉(zhuǎn)發(fā)器，工作壽命達(dá)8年，運用了當(dāng)時許多新技術(shù)，是目前我國經(jīng)過多次飛行考驗的中容量地球靜止軌道衛(wèi)星平臺。它于1997年首次成功發(fā)射并運行，此后陸續(xù)用于中星、鑫諾-3、天鏈-1等通信衛(wèi)星甚至北斗導(dǎo)航衛(wèi)星和嫦娥-1、2繞月探測器等。另外，我國還研制了技術(shù)更先進(jìn)的東方紅-3A、3B平臺。

第三代固定通信衛(wèi)星采用東方紅-4大容量衛(wèi)星平臺，2007年投入使用，具有輸出功率大、承載能力強和服務(wù)壽命長等特點，設(shè)計壽命15年。2015年，裝載46臺轉(zhuǎn)發(fā)器的亞太-9升空，這是目前采用東方紅-4平臺的通信衛(wèi)星中裝載轉(zhuǎn)發(fā)器數(shù)量最多的一個。另外，我國還研制了更先進(jìn)的研制東方紅-4E（增強型）、東方紅-4SP（全電推）等新型衛(wèi)星平臺。

（2）數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星

數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星被稱為“衛(wèi)星的衛(wèi)星”，主要用于轉(zhuǎn)發(fā)低軌航天器與地面之間的實時數(shù)據(jù)。

2008年，我國發(fā)射并運行了第一顆數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星天鏈-1的01星，它采用東方紅-3衛(wèi)星平臺。此后又發(fā)射了4顆第一代數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星天鏈-1，使我國測控覆蓋率接近100%，并能提供百兆以上的高數(shù)據(jù)傳輸速率。

2019年，我國發(fā)射了首顆第二代數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星天鏈-2。它采用東方紅-4衛(wèi)星平臺，平臺能力更強，壽命更長，而且數(shù)據(jù)傳輸速率增加了一倍以上，配有多副新型天線，服務(wù)多目標(biāo)，覆蓋范圍廣。2021年，我國又發(fā)射了第2顆天鏈-2。

（3）移動通信衛(wèi)星

2016年8月6日，我國首顆移動通信衛(wèi)星——天通-1的01星升空。該衛(wèi)星采用東方紅-4衛(wèi)星平臺和傳輸損耗小、雨衰小的S頻段，技術(shù)指標(biāo)與能力水平達(dá)到國際第三代移動通信衛(wèi)星水平，可以為車輛、飛機、船舶和個人等移動用戶提供語音、數(shù)據(jù)等通信服務(wù)，并可以實現(xiàn)用戶終端的小型化、手機化，標(biāo)志著我國正式進(jìn)入了地球同步軌道移動通信衛(wèi)星俱樂部。2021年1月，我國又成功發(fā)射了天通-1的02星。據(jù)統(tǒng)計，全國地面移動通信覆蓋率不足國土陸地面積的10%，天通-1可有效解決這一難題，并對海上石油勘探開采、森林防護(hù)等通信能力提升有重要幫助，使乘坐飛機旅行時的上網(wǎng)交流也成為可能。

（4）高通量衛(wèi)星

2017年4月12日，我國首顆高通量通信衛(wèi)星——實踐-13升空。該衛(wèi)星采用了Ka頻段、激光通信和電推進(jìn)等新技術(shù)，通信總?cè)萘砍^20Gbit/s，超過了之前我國研制的所有通信衛(wèi)星容量的總和，實現(xiàn)了真正意義上的衛(wèi)星寬帶通信應(yīng)用。它也是第一次在我國高軌衛(wèi)星上搭載激光通信系統(tǒng)，速率最高可達(dá)2.4Gbit/s。而且，它還首次將技術(shù)試驗和示范應(yīng)用相結(jié)合，衛(wèi)星在完成在軌技術(shù)試驗驗證后，被命名為中星-16衛(wèi)星。2020年7月9日，更大通量的亞太-6D發(fā)射升空，它采用東方紅-4E平臺，通信總?cè)萘窟_(dá)到50Gbit/s。

（5）電視直播衛(wèi)星

2017年6月19日，我國首顆自制電視直播衛(wèi)星中星-9A升空，用于廣播和電視直播業(yè)務(wù)服務(wù)，填補了電視直播衛(wèi)星在南海區(qū)域覆蓋的空白。2021年，我國又發(fā)射了采用東方紅-4E衛(wèi)星平臺的中星-9B。相比于中星-9A，中星-9B覆蓋范圍更大，覆蓋區(qū)域能力更強，支持4K、8K高清視頻節(jié)目傳輸，具備為北京2022年冬奧會等大型活動提供高質(zhì)量直播傳輸服務(wù)的能力。