2013年世界通信卫星回顾
2014-12-25陆征刘豪北京空间科技信息研究所
陆征 刘豪(北京空间科技信息研究所)
根据2013年世界通信卫星发射统计,世界各国共进行28次发射,共计发射45颗通信卫星,其中有1次发射失败,成功发射44颗。世界通信卫星发射次数占航天器总发射次数的34.1%,通信卫星发射数量占航天器总发射数量的21%。2013年,世界通信卫星的计划发射次数和发射数量均超过2012年。
1 商业通信卫星运营商抓紧布局在轨卫星资源
2013年,全球大型商业通信卫星运营商和中、小型区域运营商加快卫星发射组网和更新换代的脚步。固定、移动和广播三大业务领域都有新的卫星发射入轨。各大运营商在巩固已有用户的基础上,积极开拓宽带通信、海事和航空等市场。
欧洲卫星公司(SES)的SES-6、SES-8和天体-2E(Astra-2E)3颗通信卫星升空,大大扩展了该公司在轨卫星容量。SES-6卫星和天体-2E卫星均由阿斯特留姆公司研制,采用欧洲星-3000(Eurostar-3000)平台。SES-6卫星发射质量6000kg,设计寿命15年,载有38台C频段和36台Ku频段转发器,替代位于319.5°(E)的新天卫星-806(NSS-806),覆盖北美、拉丁美洲、加勒比海、欧洲和大西洋地区。天体-2E卫星发射质量6020kg,设计寿命15年,卫星总功率13kW,载有60台Ku频段和3台Ka频段转发器,定位于28.2°(E),为欧洲中东和非洲地区提供高性能的直播到户电视和Ka频段宽带服务,其Ka频段载荷将使SES ASTRA公司开发覆盖欧洲等高需求地区的下一代宽带服务。SES-8卫星由轨道科学公司研制,采用星-2.4(Star-2.4)平台,质量3170kg,设计寿命15年,载有33台Ku频段转发器,将在95°(E)轨位与新天卫星-6共位运行,为亚太地区提供更多容量。其高性能波束将为南亚和印度发展迅猛的市场提供支持,还将为直播到户、甚小孔径终端(VSAT)和政府应用提供扩充容量。
欧洲通信卫星公司(EUTELSAT)的两颗新卫星—欧洲通信卫星-3D、25B(Eutelsat-3D、25B)升空。欧洲通信卫星-3D原名为欧洲通信卫星-W3D,由泰雷兹-阿莱尼亚空间公司研制,采用空间客车-4000C3(Spacebus-4000C3)平台,卫星总功率12kW(寿命末期),发射质量5470kg,设计寿命15年,载有53台Ku频段和3台Ka频段转发器,定位于3°(E),为欧洲、北非、中东和中亚地区提供服务,Ku频段还为撒哈拉沙漠以南非洲提供服务。欧洲通信卫星-25B由劳拉公司研制,质量6310kg,寿命15年,采用劳拉公司的LS-1300平台,载有32台Ku频段和14台Ka频段转发器,定位于25.5°(E),为中东、北非和中亚提供服务。
加拿大电信卫星公司(Telesat)的阿尼克-G1(Anik-G1)通信卫星升空。该卫星由劳拉公司研制,采用LS-1300平台,发射质量4905kg,设计寿命15年,载有28台Ku频段、24台C频段和3台X频段转发器,定位于107.3°(W),为加拿大、南美和太平洋提供视频、宽带和移动电话服务。该卫星与阿尼克-F1协同运行,使南美C频段和Ku频段通信容量加倍,通过扩展Ku频段提供直播到户服务,并为美洲和太平洋重要地区提供军用X频段覆盖。
国际通信卫星公司(INTELSAT)的国际通信卫星-27(Intelsat-27)升空后火箭出现故障,未能将卫星送入轨道。该卫星由波音公司研制,采用波音卫星系统-702MP(BSS-702MP)平台,发射质量6215kg,设计寿命15年,载有20台C频段、20台Ku频段转发器和超高频有效载荷。
中国卫通集团有限公司的中星-11卫星升空。该卫星采用东方红-4平台,有效载荷功率约8.5kW,发射质量超过5200kg,设计寿命15年,载有26台C频段和19台Ku频段转发器,满足亚洲、非洲、澳大利亚用户直播到户、数据传输、数字宽带多媒体和流媒体需求,同时覆盖中国东海、印度洋和阿拉伯海区域。
俄罗斯卫星通信公司(RSCC)的快讯-AM5(Express-AM5)通信卫星升空。该卫星由俄罗斯信息卫星系统-列舍特涅夫公司研制,采用快讯-2000平台,发射质量3.6t,设计寿命15年,载有40台Ku频段、30台C频段、12台Ka频段和2台L频段转发器,定位于140°(E),覆盖俄罗斯远东地区、南洋和澳大利亚,主要为俄罗斯国内用户提供数字电视和广播服务,为俄罗斯总统和政府提供专门的移动通信服务,还可以提供包括电视电话会议、数据传输和上网在内的多项服务。
俄罗斯快讯-AM5通信卫星
西班牙卫星公司的亚马逊-3(Amazonas-3)通信卫星升空。亚马逊-3卫星由劳拉公司研制,采用LS-1300平台,发射质量约6265kg,总功率14kW(寿命末期),设计寿命15年,载有19台C频段和33台Ku频段转发器以及9个Ka频段点波束。该卫星主要用于接替2001年发射的亚马逊-1,为美洲、欧洲和北非地区提供电信及宽带连接服务,同时也可满足2014年巴西世界杯足球赛电视转播的需求。
墨西哥卫星公司的墨西哥卫星-8(Satmex-8)升空。该卫星由劳拉公司研制,采用LS-1300平台,发射质量5474kg,设计寿命15年,载有24台C频段和40台Ku频段转发器,定位于116.8°(W),用于替代1998年发射的墨西哥卫星-5,以提升目前在美洲的专业视频、视频分发、宽带、话音、数据传输、远程医疗和远程教育等服务能力。
以色列空间通信公司(Spacecom)的阿莫斯-4(Amos-4)卫星升空。该卫星由以色列航空航天工业公司研制,是目前以色列最大、最复杂的通信卫星。它采用阿莫斯-HP平台,发射质量4250kg,设计寿命12年,定位于65°(E),可为全球80%的地区提供直播到户、多媒体、宽带互联网和移动通信服务,将公司的覆盖区扩展到俄罗斯、亚洲,使用Ku和Ka频段转发器提升对中东和欧洲的服务。
墨西哥卫星-8在轨飞行示意图
以色列阿莫斯-4的天线和太阳电池翼
移动业务运营商国际移动卫星公司(INMARSAT)的两颗通信卫星——国际移动卫星-5F1(Inmarsat-5F1)和阿尔法卫星-国际移动卫星-XL(Alphasat-IXL)升空。国际移动卫星-5F1由波音公司研制,采用波音卫星系统-702HP平台,发射质量6100kg,设计寿命15年,定位于60.3°(E),有89个Ka频段波束,支持宽带全球区域网(B-GAN)连接、视频点播、视频会议等应用。阿尔法卫星-国际移动卫星-XL卫星由阿斯特留姆公司和泰雷兹-阿莱尼亚公司联合研制,采用“阿尔法平台”(Alphabus,目前世界最大的通信卫星平台),这也是该平台的首次应用。卫星发射质量6649kg,设计寿命15年,定位于25°(E),载有新一代的L频段地球静止轨道移动通信中继系统和4个欧洲航天局的技术试验载荷。
美国广播业务运营商天狼星XM卫星广播公司的天狼星-FM6(Sirius-FM6)卫星升空。该卫星由劳拉公司研制,发射质量6t,功率20kW,设计寿命15年,定位于115.2°(W),为美洲大陆提供汽车数字音频广播、家庭或个人终端广播等。该卫星是天狼星XM卫星广播公司质量最大、功率最高的卫星,容量几乎是其在轨卫星的2倍。
三大主要低轨商业通信卫星运营商之一—全球星公司(GLOBALSTAR)的全球星-78、87、93、94、95、96(Globalstar-78、87、93、94、95、96)通信卫星由一枚火箭送入太空。这是第二代“全球星”的第4次发射。该卫星由泰雷兹-阿莱尼亚公司研制,采用改进Proteus卫星平台,也称“扩展寿命平台”(ELiTeBUS),每颗卫星质量均为700kg,设计寿命15年,载有16台C到S频段和16台L到C频段转发器,主要为美洲、欧洲、俄罗斯和亚洲部分地区、澳大利亚和新西兰提供通信覆盖。同样由泰雷兹-阿莱尼亚公司为O3b公司研制的O3b-1~4通信卫星也是首次入轨。O3b公司计划建造的通信卫星系统由12颗卫星组成,完成组网后将为亚洲、非洲、南美洲、澳大利亚和中东的数十亿用户提供高速、低成本的网络和通信服务。这次发射是该公司O3b星座的首次发射。
2 军用通信卫星以美、俄为主,向其他国家扩展
从2013年发射情况来看,美国和俄罗斯仍然是主角:美国稳步推进新一代军用通信卫星的更新换代,俄罗斯加紧军用通信能力的恢复和建设。从世界整体态势来看,具备军用卫星通信能力的国家越来越多,印度拥有了首颗海军专用通信卫星。
阿尔法卫星-国际移动卫星-XL在轨飞行示意图
美国宽带型、窄带型和防护型三大军用通信卫星系列均有新的卫星升空。在“宽带全球卫星通信”(WGS)系列中,美国成功发射了宽带全球卫星通信-5、6两颗卫星。该卫星由波音公司研制,采用波音卫星系统-702平台,卫星质量5987kg,设计寿命为14年。作为“宽带全球卫星通信”系列的第二阶段卫星,它们比第一阶段卫星增加了射频旁路载荷,提升了空基平台的数据回传支持能力。卫星采用X频段500MHz和Ka频段1GHz带宽,可形成19个独立的覆盖区域,包括单独发送/接收相控阵形成的8个可操控X频段波束,可独立操控天线提供的10个Ka频段波束和1个X频段收发分置全球波束。它将增强宽带服务,为传输战场地图、中继无人机视频、发送话音和数据等。目前,宽带全球卫星通信-7~10卫星正在生产中。
在“移动用户目标系统”(MUOS)和“先进极高频”(AEHF)两大系列中,美国成功发射了移动用户目标系统-2和先进极高频-3两颗卫星。这两颗卫星均由洛马公司研制,采用A2100M卫星平台。移动用户目标系统-2卫星发射质量6800kg,设计寿命15年。其容量是目前“特高频后继星”(UFO)卫星系统的16倍,用于向海上舰队和信号难以到达地区的地面机动部队提供通信。该星座最终由4颗卫星、1颗备份星以及4个地面站组成,每颗卫星提供1/3的地球通信覆盖,可向机动部队提供手机式通信,传输速度是原有系统的10倍以上。先进极高频-3发射质量6577kg,设计寿命14年。“先进极高频”系列共6颗卫星,将增强并逐渐替代“军事星”(Milstar)卫星,后续3颗卫星将在2017-2019年发射。“先进极高频”卫星比现役的军事星-2的容量大10倍,数据传输率高5倍。“先进极高频”系统是美国、加拿大、荷兰和英国的联合项目,可提供8Mbit/s的数据率,实现可靠的数据集中型媒体的通信。这些较高的数率可以实现战术军用通信的传输,如实时视频、战场地图和目标数据。
俄罗斯通过两次“一箭三星”方式成功发射了6颗低轨存储转发型战术通信卫星,编号分别为宇宙-2482、2483和2484,以及宇宙-2488、2489和2490。这些卫星由信息卫星系统-列舍特涅夫公司研制,发射质量225kg,设计寿命5年。此外,俄罗斯还成功发射了虹-1M(Raduga-1M)卫星。本次发射是虹-1M系列军用通信卫星的第3次发射,上次是在2010年1月28日发射的,该卫星也是由信息卫星系统-列舍特涅夫公司研制,卫星质量2420kg,设计寿命10年。“虹”通信卫星主要面向俄罗斯政府和军方用来进行战略通信。
印度发射了首颗海军专用通信卫星—地球静止卫星-7(GSAT-7)。该卫星由印度空间研究组织研制,载有UHF、S、C和Ku频段通信载荷,卫星质量2650kg,设计寿命7年,采用I-2K卫星平台,功率3000W,定位于74°(E),主要覆盖印度大陆和周边海域。
3 民用通信卫星需求成为小众市场,发展中国家活跃
从2013年民用通信卫星的发射情况来看,需求并不旺盛。美国成功发射了首颗第三代跟踪与数据中继卫星-K(TDRS-K)。该卫星由波音公司研制,质量3454kg,设计寿命15年,采用波音卫星系统-601HP卫星平台,定位于152.1°(W),可提供跟踪、遥测、指令和高带宽数据返回服务。(详情请看本刊2013年第5期)
美国跟踪数据中继卫星-K的折叠反射器
俄罗斯用“一箭三星”成功发射3颗信使-M(Gonets-M)通信卫星。该卫星由信息卫星系统-列舍特涅夫公司研制,质量280kg,设计寿命5年,运行在低地球轨道,轨道高度为1400~1414km,倾角82.6°。它主要用于信息传递,如远程医疗,除报文通信业务外,还用于采集导航定位数据、移动目标跟踪数据,以及环境、工业与科学检测数据。
俄罗斯信使-M卫星
玻利维亚成功拥有了该国首颗通信卫星,并以玻利维亚民族英雄图帕克·卡塔里(Tupak Katari)的名字命名。该卫星由中国空间技术研究院研制,采用东方红-4平台,卫星质量5.2t,设计寿命15年,定位于87.2°(W),载有26台Ku频段、2台C频段和2台Ka频段转发器,覆盖玻利维亚全国及南美地区,用于广播通信、远程教育、远程医疗等。玻利维亚总统莫拉莱斯在现场观看了发射全过程。
阿塞拜疆也发射了其首颗通信卫星—阿塞拜疆空间-1。该卫星由美国轨道科学公司研制,采用星-2.4E平台,载有24台C频段和12台Ku频段转发器,有效载荷功率5kW,发射质量3275kg,设计寿命15年,定位于46°(E),为阿塞拜疆、西亚、欧洲及中东提供通信和广播服务。作为阿塞拜疆的首颗通信卫星,阿塞拜疆空间-1的主要用户是阿塞拜疆政府机构,并作为马来西亚东亚卫星系统公司的非洲卫星-1a为非洲提供服务。