[科普中国]-闪电号通信卫星

概况

苏联的通信卫星研制工作始于20世纪60年代，首先发展的就是低地球轨道的“天箭座”（Strela）卫星和大椭圆轨道的“闪电”（Molniya）卫星。1

闪电号通信卫星系列属于苏联轨道通信卫星系统和国际卫星系统。闪电号卫星主要用于向苏联全国转播电视广播节目，进行电话、电报、传真通信和实现国际通信及电视广播节目交换，也可用于军事通信。1

苏联从20世纪60年代初开始发展Molniya卫星系统，发展了三代，共发射175颗卫星，其中3颗发射失败。第一代有Molniya-1和Molniya-1T两个型号，1964年8月22日首颗Molniya-1卫星成功发射，1976年1月22日第一颗Molniya-1T卫星发射。截至2004年2月18日，第一代Molniya卫星共成功发射97颗。第二代Molniya-2卫星于1971年11月24日首发，至1979年1月18日共成功发射20颗。第三代有Molniya-3和Molniya-3K两个型号，Molniya-3卫星于1974-2003年共成功发射54颗，其改进型Molniya-3K卫星首发于2001年7月20日，随后又在2005年6月21日进行了一次发射，但因火箭故障星箭俱毁。此后，Molniya卫星逐渐被新一代的“子午线”（Meridian）卫星取代。1

目前共有2颗Molniya卫星在轨，分别是2003年4月2日发射的Molniya-1T-98卫星和2003年6月19日发射的Molniya-3-55卫星。1

主要性能参数闪电号通信卫星采用密封增压结构，可为内部电子设备提供恒温恒压环境，卫星装有6个太阳翼，典型高度4.4m，最大跨度8.2m。

该卫星系列的典型轨道近地点高度为400km，远地点高度40000km，轨道倾角63.4°，周期为12小时。这种轨道的远地点在北半球上空，卫星运行1圈大约有2/3的时间处于北半球，且相对地球站的运动速度较慢，便于跟踪，对高纬度地区卫星通信极为有利。由于闪电号卫星最先采用了该轨道，因此这种12小时周期的大椭圆轨道也被称为闪电轨道。1

闪电号通信卫星上装有两副抛物面定向通信天线，其中一副作备份。仪器舱内装有通信转发器，与通信天线组成通信专用系统，完成通信转发任务。姿态控制分系统保证太阳电池翼始终朝向太阳，并使其中一副通信天线始终对准地球。每次通信可由卫星上程序-时间逻辑装置自动控制，或由地面发出遥控指令控制。

闪电号卫星传输彩色电视采用SECAM-II B制式，图像信号为调频方式，伴音采用行消隐期间的脉宽调制方式，或由在图像信号频谱之上的7.5MHz的调频副载波传送。传输电话采用调频-频分多址制。2

第一代闪电号Molniya-1卫星发射质量1600kg，功率460W，三轴稳定，设计寿命2年，用于C和Ku频段的军事及政府通信。

Molniya-1T卫星发射质量1600kg，功率930W，设计寿命2年，卫星装有1路40W功率的X频段转发器，主要用于军事通信业务。1

第二代闪电号Molniya-2卫星采用库尔-2（KAUR-2）平台，发射质量1700kg，功率960W，设计寿命1年。1加压的三轴稳定姿态控制，具有六个非铰接的太阳能电池阵列，在阳光指向模式下运行。天线安装在两个伸缩臂上并且是可动的，每个天线具有光学跟踪系统，该系统提供信息以将两个天线中的一个指向地球。而天线系统由具有21.5°的辐射图的两个喇叭天线组成。3

Molniya-2卫星主要通过Orbita-2地面站进行政府通信，有效载荷有两个由MNIIRS开发的中继器组成，工作在C频段（上行频率位6GHz，下行频率为4GHz），主要用于民用通信。

部分卫星，从Molniya-1-3开始，会携带一个额外的由两个黑白电视摄像机组成的称为Berkut的地球观测有效载荷，后来也变为彩色电视摄像机，这种有效载荷用于气象学，也用于编制预警系统。3

第三代闪电号Molniya-3卫星采用KAUR-2平台，发射质量1740kg，功率1000W，设计寿命3年，主要用于国内及国际民用通信及电视分发业务。卫星装有功率为40W和80W的3路C频段转发器，带宽50MHz，配有30W功率的TWTA，上行频率5.975~6.225GHz，下行频率3.650~3.900GHz，圆极化。4颗Molniya-3卫星组网运行，可支持底面直径12m的抛物面接收天线。1

Molniya-3K卫星发射质量1740kg，功率1470W，设计寿命5年，为俄罗斯军方及政府部门提供C和Ku频段通信及多媒体业务。

闪电号卫星绝大多数运行在偏心率很大的椭圆轨上，便于地球站跟踪 。 1颗卫星能保证苏联和北半球许多国家在一天内通信8～10小时。3颗分布适当的卫星可实现昼夜通信 。1974年7月改装的1颗闪电Ⅰ号卫星被送入地球静止卫星轨道，成为苏联第一颗静止轨道试验通信卫星，也是闪电号卫星系列中唯一的静止卫星。1