精华区文章阅读

发信人: dxmxqe (离解放还有29天), 信区: Aero
标  题: 2002年民用卫星发展综述
发信站: 哈工大紫丁香 (Sun Jun 22 17:37:40 2003)

石卫平

　　2002年，世界民用卫星领域取得了较大发展。遥感卫星领域收获最大，美国和欧洲发
射了多颗先进的对地观测卫星，欧洲和印度分别发射了各自的新一代气象卫星；通信卫星
领域遭受了严重损失，欧洲2颗重要的通信卫星发射失败；导航卫星领域竞争更加激烈，美
国和欧洲大力发展各自的导航卫星系统，GPS系统与伽利略系统都有较大进展；微小卫星技
术稳步发展，美国轨道快车计划进入工程研制阶段，各国又有多个小卫星计划面世。

    一、遥感卫星

　　在遥感卫星领域，欧洲取得了巨大收获，先后发射了“环境卫星”1和斯波特5两颗先
进对地观测卫星，并发射了首颗第二代气象卫星“地球静止气象卫星”1；美国和印度也取
得较大进展，分别发射了“水”卫星和“气象卫星”。

　　1欧洲发射多用途遥感卫星“环境卫星”1

　　2002年3月1日，欧洲的“环境卫星”1由阿里安5火箭从库鲁航天中心发射入轨。
　　“环境卫星”1是欧空局迄今生产的最先进的地球环境观测卫星。星上携带10台地球和
大气观测仪器，技术先进，用途广泛。卫星发射重量为8111kg，高10.5m，太阳阵展开翼展
长23m，是迄今世界上最大的环境卫星。卫星运行在768km高的太阳同步轨道，以每6000s绕
地球运转一周的速度对整个地球的环境进行观测，并向地面及时传回数据。

　　“环境卫星”1的研制时间为10年，耗资22亿美元，欧洲有14个国家参与了该计划。卫
星由以阿斯特里姆公司为首的50多家欧洲企业联合制造。

　　2法国发射斯波特5卫星

　　2002年5月4日，法国从法属圭亚那库鲁航天中心用阿里安4火箭发射了斯波特5遥感卫
星。斯波特5卫星重3030kg，设计寿命5年。与前4颗斯波特卫星相比，斯波特5卫星有较大
改进，并携带有新的仪器设备。其中包括：1高分辨率立体成像仪，这台新增加的最重要的
仪器设备能同时获取两幅图像，因此可用于制作更为精确的地形图和高程图；2两台高分辨
率几何成像仪，可拍摄2.5m分辨率的全色图像和10米分辨率的彩色图像；3“植被”2相机
，几乎每天可实现全球覆盖，图像的分辨率为1km。其他新增加的设备和能力还有：新的星
跟踪设备，可提供更精确的星定位图像；新的星上处理能力，可同时处理5幅图像。

　　3欧洲成功发射第二代气象卫星

　　2002年8月29日，欧洲首颗第二代气象卫星“地球静止气象卫星”1由阿里安5运载火箭
从法属圭亚那的库鲁航天中心发射升空。

　　“地球静止气象卫星”1的发射成功标志着欧洲天基气象观测开始了一个新时代。“地
球静止气象卫星”1由阿尔卡特空间公司制造，由欧洲气象卫星组织负责运营。卫星起飞重
量为2030kg，外形为鼓形，采用自旋稳定方式，自旋速度为每分钟100转。与欧洲气象卫星
组织以前的气象卫星系统相比，“地球静止气象卫星”1具有更高的图像分辨率和更快的图
像更新速度，在搜索和救援能力及卫星寿命方面也有所提高，设计寿命长达7年。该卫星采
用12个不同频谱的通道对地球进行观测，相比以前只用3个频谱通道的气象卫星有了明显的
改进。

　　4印度成功发射了首颗专用气象卫星

　　2002年9月12日，印度第一颗专用气象卫星“气象卫星”由印度新一代“极轨卫星运载
器”C4发射升空。卫星重1060kg，以椭圆形轨道绕地球飞行，远地点36000km，近地点250
km。卫星上装有高分辨率雷达辐射器，能够提供清晰的图像，进行全天候气象观测。星上
还配备了数据中转异频雷达收发机，既可以从无人看管的地面气象观测平台上自动收集气
象资料，还可以将资料中转到位于新德里的数据利用中心。

　　5美国发射“水”卫星

　　2002年5月4日，美国航宇局用德尔它2火箭从范登堡空军基地成功地将“水”卫星发射
入轨。在未来6年中，卫星上的6台科学仪器将对地球海洋、大气层、陆地、冰雪覆盖区域
以及植被等展开综合观测，搜集全球降雨、水蒸发、云层形成、洋流等水循环活动数据。
利用这些数据，科学家们可以更深入地研究地球水循环和生态系统的变化规律，从而加深
对地球生态系统与环境变化之间相互作用关系的理解。该卫星还可以对地球大气层温度和
湿度、海洋表面温度、土壤湿度等变化进行更精确的测量，供天气预报使用。

　　“水”卫星是一颗多功能对地观测卫星，原名EOS－PM1(下午星)，是对应EOS－AM1(上
午星)而言的。于1999年12月18日发射的EOS－AM1后改名为“土”卫星。两颗卫星分别对地
球水圈和土圈进行观测。“水”卫星项目耗资约9.5亿美元。除美国外，日本和巴西也参加
了该项目。卫星上的“先进微波扫描探测仪”和“湿度探测器”就是分别由日本和巴西提
供的。

    二、通信卫星

　　在通信卫星领域，欧洲遭受了严重挫折。欧洲最大的通信卫星阿斯特拉1K、法国的新
一代通信卫星“吼猿”都因火箭故障而发射失败。其他国家则有一定收获。美国在一年中
发射了“跟踪与数据中继卫星”I、J，澳大利亚发射了自行研制的首颗以通信功能为主的
多用途卫星，俄罗斯计划与日本、德国合作开发新一代通信卫星，印度也将“印度卫星”
4通信卫星系统正式列入研制计划。

　　1欧洲阿斯特拉1K卫星发射失败

　　2002年11月26日，欧洲的阿斯特拉1K卫星由于俄罗斯质子K火箭故障被发射到一个无效
的轨道中，最终在12月10日离轨。

　　阿斯特拉1K的发射失败是非常可惜的。该卫星是迄今世界上制造的最大的商用通信卫
星，不仅容量大、功能多，而且寿命长、可靠性高，采用了等离子推进、超轻型反射镜和
六排太阳能电池阵等多项创新技术。卫星采用阿尔卡特的“空间客车”4000平台，高6.6m
，跨度37m，重5250kg，设计寿命16年，寿命末期功率13kw，装有10个不同的天线反射镜。
星上装备了52个Ku波段和2个Ka波段的转发器。卫星研制历经5年时间，价值2.17亿美元。

　　2法国的新一代通信卫星“吼猿”发射失败

　　2002年12月11日，法国耗资3.85亿欧元、历时7年研制的“吼猿”通信卫星因阿里安5
火箭故障而发射失败，损失巨大。

　　“吼猿”(stentor)这一名称源于“新技术轨道试验通信卫星”的法文缩写。它是法国
于1995年启动的一项国家技术实验计划，由法国国家空间研究中心、国防部武器装备总署
、法国电信公司研究中心、阿尔卡特空间公司和阿斯特里姆公司共同实施，用于在空间轨
道上验证可能用于下一代通信卫星的新技术，包括多媒体信息传输、数字电视传播、远程
医疗服务、从飞机上进入互联网等，目的是使法国航天工业在竞争激烈的世界商业卫星市
场上占有领先地位，同时也为军事卫星的研制提供技术参考。

　　“吼猿”卫星上85％的设备都采用了新技术，其中包括在强磁场中加速电离气体的等
离子推进方式、高性能的砷化镓太阳能电池和锂离子蓄电池、用毛细管泵送的流体回路和
展开式散热器以及控制卫星温度的技术等。此外在地面跟踪与控制方面也采用了一些新技
术。

    三、导航卫星

　　在导航卫星领域，美国与欧洲展开了竞争。欧洲克服美国阻挠，正式启动伽利略计划
，强调欧洲的独立性；美国应对欧洲的挑战，加快对GPS系统的改进和更新。美国空军授予
波音公司价值1.56亿美元的合同，对头3颗GPS－2F卫星进行信号改进，同时第三代GPS卫星
计划取得进展。

　　1欧洲正式启动伽利略计划，将改变全球导航定位卫星领域美、俄争霸的格局

　　2002年3月26日，欧盟15国交通部长会议一致决定正式启动伽利略导航卫星系统计划。

　　伽利略系统由30颗卫星组成，其中27颗工作星，3颗备份星。卫星分布在3个中地球轨
道上，轨道高度为23200km，轨道倾角56度。每个轨道上部署9颗工作星和1颗备份星。

　　伽利略系统按不同用户层次分为免费服务和有偿服务两种级别。免费服务包括提供L1
频率基本公共服务，与现有的GPS民用“基本公共服务”信号相似，预计定位精度为10m；
有偿服务包括提供附加的L2或L3信号，可为民航等用户提供高可靠性、完好性和高精度的
信号服务。

　　伽利略计划目前工作进展顺利，各项关键技术正在研发之中。第一颗试验卫星将于20
04年下半年发射。在2005～2006年间，将发射4颗应用卫星，进行在轨鉴定。之后将发射星
座中的其他卫星。

　　2美国加快实施第三代GPS计划

　　2002年，美国决定加快第三代GPS项目的实施。美国空军计划在其2004年预算申请中为
第三代导航卫星提供资金，并建议提前两年采购和部署，即在2009年开始发射卫星，而不
是原计划的2011年。该项目合同金额150亿美元，内容包括用30年时间开发、建造第三代G
PS星座和地面控制系统。

　　与以往的GPS系列卫星相比，第三代系统将有巨大改进。1抗干扰能力显著提高，提高
100～150倍。2导航定位精度提高，目标是实现20～50cm的精度。3卫星寿命显著增加，将
超过30年。4地面站的保密性能及星间链路的安全性增强。5轨道面从6个变为3个，卫星轨
道不重合，有利于信号传送，并减少备份星数量，三轨道平面的结构只需要2颗备份星。

    四、小卫星

　　在小卫星领域，美国“轨道快车”计划进入在轨演示服务阶段，加拿大研制成功第一
颗微型卫星，在世界空间大会上有多个小卫星计划出台。

　　1“轨道快车”计划进入在轨演示验证阶段

　　2002年3月8日，美国国防高级研究计划局宣布，选择波音公司来完成“轨道快车”先
进技术验证计划的第二阶段工作，并签署了价值1.13亿美元的合同，波音公司也承诺投入
1340万美元的配套资金。

　　在为期42个月的第二阶段期间，波音公司将确定最终设计方案，研制与制造一颗样机
服务卫星、一颗自主式空间运输自动运行卫星(ASTRO)和一颗替代卫星（NextSat），并进
行一次验证自主式自动在轨卫星服务技术可行性及飞行任务效用的在轨验证。

　　目前，“轨道快车”的设计工作集中在机器人手臂、燃料转送机构和封装等特定分系
统上，硬件的生产也有望于2003年开始，发射工作计划在2006年进行。

　　2加拿大的第一颗微型卫星研制成功

　　2002年8月1日，加拿大航天局、Dynacon实业有限公司、多伦多大学以及英国哥伦比亚
大学联合研制的加拿大的第一颗微型卫星MOST面世。

　　MOST卫星的外形尺寸为65cm×65cm×30cm，总质量只有60kg，装有加拿大的第一个太
空望远镜，卫星的成本为1000万加元。卫星用于星体亮度变化的超精确测量，探测太阳系
外行星的大气层，测量星体的年龄并由此界定宇宙的年龄。卫星计划于2003年4月发射。

　　3世界空间大会上提出多个小卫星项目

　　世界空间大会期间，各国提出了许多小卫星项目。包括：

　　猎鹰3：美国空军研究院猎鹰2微小卫星的改进型。猎鹰2用于电离层研究，计划2003年
发射入低地轨道。猎鹰3采用微脉冲等离子体推进器进行姿态控制。

　　Index卫星：日本宇宙科学研究所研制，重60kg，用于极光研究。定于2004年第三季度
由H－2A火箭搭载发射至680km的太阳同步轨道。

　　M－2卫星：由瑞典空间物理研究所研制的等离子体科学纳米卫星，是“木宁”卫星的
改进型。

　　“蒸汽”卫星：奥汀卫星的后继者，用于高层大气层的研究，它将利用瑞典航天公司
为欧空局研制的Smart－1技术验证月球探测器平台的部件，暂定在2006/2007年发射。

　　忒勒马科斯（Telemachus）卫星：欧空局/美国航宇局的尤里西斯任务的后继者，用于
研究太阳两极和日光层，由约翰·霍普金斯大学应用物理实验室和美国海军研究实验室研
制，属于美国航宇局的“日地联系计划”，定于2012年发射。□

中国航天2003年第5期
http://203.212.1.211/docs/ht0305/ht0305htxtjs01.htm

--

※ 来源:．哈工大紫丁香 bbs.hit.edu.cn [FROM: 202.118.226.28]

Aero 版 (精华区)