中国卫星：从横空出世到群星璀璨
1970年4月24日 ， 中国西北的大漠戈壁深处 ， 长征一号运载火箭托举着东方红一号卫星进入环绕地球运行的轨道 ， 从此中国进入了航天时代 。 弹指一挥间 ， 50年过去了 。 在这期间 ， 各类卫星的发展是中国航天成长的重要标志 。
东方红通信卫星血脉相承
东方红一号卫星工程的成功实施 ， 标志着中国的运载火箭具备了将有效载荷发射入轨的能力 。 而东方红一号卫星的主要任务是在太空用无线电波编码播发《东方红》乐曲 ， 通过在火箭末子级上增加能够反射太阳光的围裙 ， 使全国人民能够一睹环绕地球运行卫星的风采 。
从东方红一号卫星的功能来说 ， 可以认为是我国后来发展的通信广播卫星的最早雏形 ， 此后 ， 中国研制的地球同步轨道通信卫星平台都以“东方红”命名 。
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东方红一号卫星
从70年代后期开始 ， 中国就启动了通信卫星工程 ， 而东方红二号通信卫星是其重中之重 。 该卫星采用了我国从来没有研制过的双自旋稳定平台 ， 以保证通信卫星在地球上方36000公里的赤道上方定点成功后 ， 其用于收发无线电通信广播信号的天线能够对准地球 。
“东方红二号”携带了采用固体火箭技术的远地点发动机 ， 当运载火箭把该卫星送入近地点约200公里、远地点约36000公里的地球同步转移轨道后 ， 卫星能够自己完成轨道圆化 ， 进入准地球同步轨道 。 此后数天 ， 卫星需要在漂移的过程中多次进行轨道机动 ， 最终实现定点于赤道上空的指定位置 。 如此复杂的入轨过程 ， 对当时尚处起步阶段的中国航天来讲 ， 可以说是极具挑战性的 。
1984年4月8日“东方红二号”发射成功 ， 并经过复杂的变轨过程后定点于东经125度上空 ， 开启了中国的通信卫星时代 。
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东方红二号甲通信卫星
1997年5月12日 ， 东方红三号卫星的成功发射 ， 让我国真正拥有了可以满足经济和社会发展对通信卫星需求的平台 。 该卫星也是我国第一种采用三轴稳定控制方式的通信卫星平台 ， 重量超过2吨 ， 此后该系列不断发展 ， 还出现了采用电推进系统的先进改进型平台 ， 为我国卫星通信产业的发展作出了巨大贡献 。
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天链二号01星成功发射
在东方红三号系列的基础上 ， 我国又研制了重量超过5吨、寿命达15年的东方红四号卫星平台 。 在经历了首星“鑫诺二号”和“尼日利亚通信卫星一号”等早期的挫折后 ， 该卫星平台取得了多次连续成功 ， 性能和可靠性不断改进 ， 同时我国也通过该卫星系列实现了整星出口、在轨交付和长期正常运行的突破 ， 是中国成为航天大国的重要标志 。 该卫星平台不断改进 ， 东方红四号增强型平台各方面的技术水准达到了国际先进水平 。
我国新一代运载火箭长征五号的投入使用 ， 为发射更大型的东方红五号卫星平台创造了条件 。 2019年12月27日 ， 基于东方红五号卫星公用平台的首颗新技术试验验证卫星——实践二十号卫星在我国海南文昌航天发射场由长征五号遥三火箭成功发射升空并进入预定轨道 。
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厂房里的实践二十号卫星
东方红五号卫星平台的立项之路 ， 走了整整10年 。 作为我国下一代地球同步轨道大型卫星公用平台 ， 东五平台注定要成为中国卫星研制历史上的又一座里程碑 。 相比之前的东方红“家族” ， 东五平台卫星可谓更大、更高、更强 ， 指标领先国际 ， 具有“高承载、高功率、高散热、高控制精度”等特点 ， 主要满足未来近20年内通信、微波遥感和光学遥感等载荷对卫星平台的需求 ， 使其跻身国际一流卫星平台之列 。
北斗导航卫星稳步前行
人类航天技术的发展已经进入到实用化阶段 ， 除了通信卫星外 ， 导航卫星作为大国重器扮演着越来越重要的角色 ， 世界各航天大国无一例外地发展了本国的全球或区域卫星导航系统 。
东方红三号卫星平台为我国的导航卫星发展创造了一个很高的起点 。 北斗一号导航卫星采用了有源定位体制 ， 需要用户向卫星提出请求后 ， 通过卫星的应答实现用户的准确定位 ， 其缺点是能够服务的数量有限 ， 但好处是只需要两颗卫星就能够实现导航定位 。 它作为我国导航卫星的试验系统 ， 对于后续新一代北斗卫星的发展起到了很好的技术积累作用 。 2000年两颗北斗卫星升空 ， 当年即可提供导航服务 。 不同于其他国家的导航卫星 ， 北斗系统独有的短报文服务 ， 在汶川地震等抢险救灾中发挥了重要作用 。
从北斗二号卫星开始 ， 我国采用了与美国的GPS、俄罗斯的格洛纳斯以及欧洲的伽利略系统相同的被动定位体制 ， 通过地面用户接收4颗以上导航卫星播发的卫星位置和时间信息 ， 就能解算出自己的位置和时间 ， 理论上能够支持无限多用户 。 而北斗二号系统继续采用成熟的东方红三号卫星平台 ， 具有地球静止轨道和倾斜地球同步轨道两种轨道类型 ， 导航信号能够覆盖整个亚太地区 ， 同时保留了具有自身鲜明特色的短报文服务 。
在北斗二号的基础上 ， 北斗三号系统采用了相同的定位原理 ， 向全球系统迈进 。 通过与长征三号甲系列运载火箭配套的远征上面级结合 ， 卫星自身不再承担轨道圆化的任务 ， 从而使卫星能够做得更小 。 这一代卫星增加了高度约两万公里的24颗卫星以覆盖全球用户 ， 同时保留了地球静止轨道、倾斜地球同步轨道等轨位上的卫星 ， 可以确保亚太地区有更多的导航卫星覆盖 。 该系统采用了氢原子钟、星间通信链路等先进技术 ， 已经能够与世界上主要的先进导航卫星系统并驾齐驱 ， 并继续保留和拓展短报文等突出的自身特色功能 。
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对地观测卫星大显身手
在整个航天产业中 ， 对地观测卫星始终是重中之重 ， 并且在国民经济中扮演着不可或缺的重要角色 。
我国从上世纪70年代开始研制的返回式卫星 ， 将对地遥感成像作为其重要的任务使命 ， 为我国卫星遥感成像技术积累了宝贵的经验 。
【中国卫星：从横空出世到群星璀璨】气象卫星是一类特殊的对地观测卫星 。 1988年 ， 长征四号甲运载火箭将我国第一颗气象卫星“风云一号”发射入轨 。 这不但是我国第一颗气象卫星 ， 也是我国第一颗传输型对地观测卫星 ， 其获取的观测数据不再像返回式卫星那样必须通过胶卷回收才能得到 ， 而是通过卫星的数传系统直接发回地面 。 这不但提高了数据获取的效率和时效性 ， 也为后来发展其他类型的遥感卫星提供了很好的技术储备 。
此后 ， 我国发展的“资源”系列对地遥感卫星 ， 为各领域提供了大量的卫星图像 。 中巴资源卫星的遥感数据影像甚至能够为亚马逊河流域的渔民提供服务 。
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资源卫星农田监测
经过几十年的发展 ， 我国的遥感卫星系列已经从单色走向全色 ， 并向多光谱、高光谱发展 。 除了光学遥感卫星 ， 同时也有了合成孔径雷达遥感卫星 。 除了低地球轨道的遥感卫星 ， 也有了位于地球静止轨道的高轨成像卫星 。
“高分工程”作为国家的重大工程 ， 正在形成完整的国家空间基础设施 ， 为国民经济和社会发展贡献更大的力量 。 而作为对地观测卫星的重要组成部分 ， 商业遥感卫星逐渐发展起来 ， 很多中小企业也加入这一行业中 。 而遥感数据的处理、分发 ， 也形成了庞大的下游产业 ， 从各方面满足用户的需求 。
科学探测卫星方兴未艾
除了上述直接服务于国民经济的“通、导、遥”卫星之外 ， 2003年和2004年发射的“双星计划”卫星（我国与欧洲合作） ， 是我国首次研制的专门用于空间科学研究的卫星 。 而以东方红三号卫星平台为基础研制的“嫦娥一号”和“嫦娥二号” ， 则使我国正式加入了月球探测的俱乐部 。 “嫦娥三号”和“嫦娥四号”分别实现了我国首次月面软着陆和世界首次月球背面软着陆 。
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嫦娥四号着陆器
21世纪以来 ， 我国在科学探测与技术测试卫星领域得以蓬勃发展 ， 包括墨子号量子科学试验卫星、悟空号暗物质粒子探测卫星、慧眼号硬X射线调制望远镜等 ， 都取得了相当多的学术成果 。 未来 ， 我国还将发射更多空间环境监测、太阳探测和空间天文学研究的卫星 ， 它们与前面提到的通信卫星、导航卫星和遥感卫星一起 ， 将成为中国从航天大国到航天强国迈进的重要里程碑 。
除了上述卫星之外 ， 我国载人航天领域研制的神舟载人飞船、天舟货运飞船、天宫一号/二号空间实验室和即将拉开帷幕的空间站 ， 都大量继承了我国在卫星领域研发的各项技术 ， 这些航天器可以看作是一些特殊类型的卫星 。 从1999年神舟一号飞船的试验性发射 ， 到现在已经走过了二十多年的历程 ， 取得了举世瞩目的成就 。 中国的空间站也将成为国家级的空间实验室 ， 不但在空间科学研究方面大显身手 ， 同时也将作为一张醒目的“国家名片” ， 在国际合作方面发挥重要的作用 。
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