[科普中国]-美国通信卫星

简介

美国从20世纪世纪60年代初期就开始发展通信卫星事业了，那时“ 电星”(Telstar)、“辛康” (Syneom) 和“ 晨鸟” ( EarlyBird)等卫星处于技术世界领先水平。一些参与了早期通信及其他卫星领域开发的公司在其后30年中积累了丰富的经验，现在卫星已经是他们成熟的产品之一。1

阿丽亚娜火箭成功发射美国通信卫星一枚阿丽亚娜4型火箭于格林尼治时间4月16日晚23点01分从法属圭亚那库鲁航天发射中心顺利升空，并按计划将搭载的美国新天空卫星公司的NSS-7通信卫星送入预定轨道。

这是欧洲阿丽亚娜火箭今年第5次发射，也是这种火箭问世以来的第150次发射。执行发射任务的是一枚44L型火箭，即带有4个液体燃料助推器的阿丽亚娜4型火箭，其载荷为4753公斤，其中4700公斤为所发射卫星的重量。

NSS-7通信卫星是美国洛克希德-马丁公司为新天空卫星公司制造的，它将被定位于西经25度的大西洋上空，为美洲、欧洲及非洲地区提供通信服务，使用寿命为12年。

据阿丽亚娜空间公司透露，目前该公司还有37颗卫星及9个国际空间站自动转移飞船的发射订单。阿丽亚娜火箭的下次发射时间是5月3日，执行任务的仍是一枚4型火箭，它将搭载法国的SPOT-5地球观测卫星。2

俄罗斯发射一颗美国通信卫星2007年7月7日，俄罗斯利用“质子－M”火箭在哈萨克斯坦境内的拜科努尔航天发射场，成功发射了一颗重达美国通信卫星。这颗名为“DirecTV-10”的通信卫星重5.9吨，定位与西经102.8度的地球静止轨道。这颗卫星为美国最大的卫星电视服务商——直播电视有限公司所有，用于向美国本土和夏威夷等地用户提供高清数字电视信号转播服务。卫星由波音公司制造，预计使用寿命15年，其太阳能电池板打开后总长约48m。美国直播电视有限公司目前已在太空拥有9颗卫星。

俄有关机构称，用“质子－M”火箭发射如此重的卫星，在俄航天史上还是首次。3

美国专用移动通信卫星及广播卫星升空2009年上、下半年之交，俄罗斯“质子—M”火箭（Proton—M）和欧洲阿丽亚娜5ECA型火箭（Ariane 5ECA）接连执行发射任务，将美国卫星广播运营商SirusXM广播公司新一代专用广播卫星SirusFM5以及移动卫星业务运营商TerreStar网络公司首颗移动通信卫星TerreStar1送入各自的预定轨道。4

令业界关注的是，这两颗发射重量分别超过5.8吨和6.9吨的高功率重型通信卫星均由美国著名的卫星制造商劳拉空间系统公司设计及建造。其中，TerreStar1卫星是全球迄今发射的卫星中重量最大的商用同步通信卫星。

质子-M发射美国SirusFM5广播卫星格林尼治时间2009年6月30日19时10分，一枚俄罗斯Proton—M火箭从哈萨克斯坦拜科努尔航天发射场起飞，将搭载的美国SirusXM广播公司新一代专用广播卫星SirusFM5送上太空。火箭飞行大约9小时14分钟后，星箭分离，卫星进入远地点35786公里、近地点4207公里、倾角22.9°的地球同步转移轨道，表明这次商业发射获得成功。提供这次服务的，是俄美合资的发射服务公司（ILS）。

这次发射，是ILS公司2009年第3次发射，也是Proton火箭第346次发射以及2009年第5次发射。ILS公司称，SirusFM5卫星是该公司用Proton火箭发射的第4颗SirusFM系列广播卫星，此前自2000年以来， SirusFM1、FM2、FM3卫星也均由ILS公司发射。不过，SirusFM5卫星是SirusFM星座中首颗地球同步轨道广播卫星，而前3颗卫星在高倾斜椭圆轨道（HEIO）上运行。4

据劳拉公司介绍，SirusFM5卫星采用经太空考验、技术先进和可提供灵活及广泛应用的1300系列卫星平台，卫星总功率高达20KW（寿命终止时），发射重量5820公斤，在轨设计寿命15年。这颗高功率的广播卫星负载X波段上行链路和S波段下行链路有效载荷，并携带一台9米可展开式天线等先进的设备，可向汽车及其他小型移动装置进行高密度的信号传输。

在完成在轨测试后，SirusFM5卫星将在96°W轨位上服役，加入SirusFM星座，为美国及加拿大听众提供卫星广播服务。SirusFM广播公司表示，借助于SirusFM5卫星，将可以增补现有星座容量的不足，确保公司用户持续获得卫星音频广播的特别体验。另悉，由劳拉公司建造完成的SirusFM4卫星，现作为备份星存放在地面库房中。总部设在纽约的SirusXM广播公司是2008年7月由Sirus卫星广播公司和XM卫星广播控股公司合并后组建的美国唯一的一家大型卫星广播公司，也是美国唯一的卫星音频娱乐广播服务运营商。

目前， 该公司通过SirusFM1、FM2、FM3、XM3、FM4五颗高功率通信卫星，为北美地区订户提供300多个数字广播频道，包括100%免费的商业音乐频道，主要的体育、新闻、谈话、喜剧、儿童、娱乐、交通、气象和数据频道等。2010年，SirusXM广播公司还将发射另一颗高功率广播卫星XM5。据悉，ILS公司下一次发射将安排在8月初，届时，将由Proton火箭为香港亚洲卫星有限公司发射其新一代通信卫星Asiasat5。4

阿丽亚娜5ECA火箭成功发射美国移动通信卫星格林尼治时间2009年7月1日17时52分，一枚欧洲Ariane 5ECA型大推力火箭从法属圭亚那库鲁航天中心起飞，将搭载的美国移动通信运营商TerreStar网络公司首颗移动通信卫星TerreStar1送上太空。火箭飞行约26分钟后，星箭分离，卫星进入远地点35941公里、近地点249.9公里、倾角6.01°的地球同步转移轨道，表明Ariane 5ECA火箭这次商业发射获得成功。

这次发射，是Arianespace公司2009年的第3次发射以及Ariane系列火箭自1979年问世以来的第189次发射，也是Ariane 5型火箭的第45次发射和连续第31次成功发射。据阿丽亚娜空间公司称，TerreStar1卫星是劳拉空间系统公司（SS/Loral）建造的第34颗由该公司发射的卫星，而TerreStar网络公司因此也成为该公司第29位新客户。

据称，总部设在美国弗吉尼亚州Reston市的TerreStar网络公司多年来一直在计划、创建一个横跨美国和加拿大，可靠、安全及适应性强的卫星地面一体化新型移动宽带网络，该移动网络将致力于在紧急状态下为政府机构、公共安全部门、农村社区和商业用户解决应急通信及事务持续性的需求，而TerreStar1卫星是这个移动通信网络的核心组成部分之一。据介绍，TerreStar1卫星采用劳拉公司高功率的1300型卫星平台，在轨设计寿命超过15年。令业界关注的是，该卫星系统采用了多项先进技术及先进设备。

其一，卫星发射重量达6910公斤，超过2008年4月发射的美国首颗S波段移动通信卫星ICOGI的发射重量（6634公斤），从而成为全球迄今发射的重量最大的以及功率最大的商用同步通信卫星。

其二， 卫星携带高功率的S波段（2GHz）有效载荷，并配置一台直径18米的可展开式S波段天线。这台天线的口径大大超过ICOGIP星及今年4月发射的欧洲首颗S波段移动通信卫星EutelsatW2A所配置的S波段天线（其口径均为12米），未来在轨展开后将如同一把巨伞，可承担把语音、数据及视频传输到大小如同智能手机的便携式移动装置的任务。

其三，卫星采用双向的基于地面的成形波束技术（GBBF）。这种技术是由劳拉公司与休斯网络系统公司共同研发，它使卫星经由地面网关处理，可以根据用户需求形成数目不同的各自独立的S 波段发送点波束和接收点波束，提供用户实际需要的卫星容量及带宽，从而能有效地分配频率及功率， 进行灵活的动态管理。据称， ICOGI卫星已采用GBBF技术， 而TerreStar1卫星利用这种技术可构建产生500多个点波束， 其覆盖区域为美国大陆、加拿大、阿拉斯加、夏威夷、波多黎各及维尔京群岛。4

其四，用户终端采用大小如同智能手机的卫星/地面双模手机等便携式移动装置。由于TerreStar1卫星采用巨型天线及高功率S波段馈电天线阵和先进的CBBF技术，使用户终端装置实现了外观上的灵巧，其尺寸类似于市场上的常规手机，而且也看不到以前如砖块一样大的卫星手机上外观笨重的天线。在TerreStar1卫星成功发射的当天，TerreStar网络公司为媒体展示了首款可用于TerreStar天地一体化移动网络的双模手机。据介绍，这种全新的卫星/陆地一体化手机，平时可在TerreStar地面网络使用，一旦地面网络因为某种原因未能接通，手机就可以转换接通TerreStar卫星网络，直接进行卫星通信，从而确保北美地区用户无论在何时何地，都能轻松方便地获得移动通信服务的无缝连接。

在完成在轨测试后，TerreStar1卫星未来将在111°W轨位上运行，预计在2009年底投入商业服务。分析家指出，届时随着这种全新的移动通信模式的推广及发展，北美地区将迎来天地一体化移动通信的新时代。

TerreStar网络公司是北美地区移动卫星业务（MSS）运营商之一， 计划创建及运营北美地区的移动通信覆盖，利用包括手机的小型、轻质、薄型及便宜的手持终端装置分发移动业务。该公司构建的新一代移动通信网络包括TerreStar1、TerreStar2卫星及一个辅助地面组件（ATC），其中TerreStar2卫星目前正由劳拉空间系统公司建造，预计在2010年发射。

据悉，欧洲阿丽亚娜空间公司下一次发射将在今年8月进行，其任务是由一枚Ariane 5型火箭同时发射日本新一代通信卫星JCSAT12及澳大利亚新一代通信卫星OptusD3。4

出口管制使美国通信卫星产业受到重创1962年，美国利用“电星”(Telstar)卫星第1次把电视信号从欧洲中继到北美洲；1963年，美国发射了第1颗地球同步轨道通信卫星——同步通信一2(Syncom一2)；1965年4月6日，美国为国际通信卫星(INTELSAT)组织发射了世界上第1颗商用通信卫星“晨鸟”(EarlyBird，即Intelsat--1)。

据统计，美国已经制造并成功发射的通信卫星有400多颗，其中1/3卖给了其他国家。1997年，美国卫星制造公司获得了25份通信卫星订单，1998年下降到17份，1999年为12份，2002年更是低至4份，以后直至2008年，数量在10～13份之间徘徊。这些公司原来占据世界通信卫星市场份额的90%，目前只占50%，下降了40%。美国通信卫星的出口收入从1998年的10.5亿美元下降到2003年的2.15亿美元。以最早开发通信卫星技术的休斯公司(已与波音公司合并)为例，1998年获得了11份订单，而在2007年订单数为零，因此损失了4.5亿美元。与美国绑在一起参加禁运的加拿大，其卫星制造公司也失去了4个项目。

为什么在通信卫星的市场上，美国公司有引以为傲的技术优势，但是订单反而减少了呢?问题的根源在于美国的技术禁运政策。在20世纪80年代，中国开放火箭发射外国卫星的业务，由于发射费用低，吸引了一些国家到中国发射卫星。里根政府曾批准转移3颗卫星到中国发射，老布什政府时代批准过9颗卫星(包括用中国的火箭发射)。但是，在1998年两家美国公司(休斯和劳拉)受到指控之后，情况发生了改变。在指控中称，休斯和劳拉公司非法为中国提供了制造商业火箭的情报，甚至还提供了制造军用火箭的情报。于是，美国联邦陪审团开始进行调查，称卫星出口可能导致机密资料外泄，并扬言中国可能已经窃取了这种机密情报。一个月后，美国共和党提交了法案，建议把商用卫星定为武器产品，国会授权监督出口。1999年，当时执政的克林顿总统明知实施该法案会对美国通信卫星产业造成严重影响，但还是签署了国会通过的法案，把通信卫星及其相关元器件技术列为与国家安全有关的武器产品技术，对相关国家，特别是中国实行禁运。

美国限制出口的管制政策，使美国公司的市场份额缩小，也刺激了其他国家加速发展自己的通信卫星技术，与美国竞争，从而进一步导致美国公司的订单进一步减少。“去美国化”已经成为其他国家卫星制造商选择的大趋势。2002年，总部设在法国的阿尔卡特公司开始不使用美国的元器件制造通信卫星，彻底摆脱了美国的出口限制，并很快从中国得到了1.45亿美元的订单。到2002年，美国的通信卫星订单开始出现负增长，并一直持续至今。目前，美国公司要与欧洲、俄罗斯、中国、日本、印度、以色列的公司竞争世界通信卫星市场上每年10～30份的订单。

2008年是美国的选举年，美国国内关于放松出口管制政策的呼声日渐高涨。奥巴马在总统竞选时发表的政策声明指出：错误的管制条例已经影响到美国航空航天产业的竞争力，使国家遭受了巨大经济损失。如果当选总统，他将改变这种状况。美国国家科学院下属的国家研究委员会2009年1月的报告中称，当务之急是放松出口政策，现行的政策阻碍了美国通信卫星业的发展，使企业退化，降低了经济竞争力，造成了自我破坏。

美国严格限制出口航天技术产品，主要是针对中国，它一直想方设法孤立中国的航天项目。由于无法获得签证，中国科学家经常无法出席在美国召开的重要航天技术国际会议。但事实证明，禁止在中国发射的通信卫星上使用美国的技术，并不是一项利己的规定。现在，由美国引发的国际金融危机促使其反思过去的一些政策，奥巴马政府可能有一些改变，但能改变多少，只能拭目以待。5