东方红二号：从“无”到“有”的跨越

文/ 张国航

▲ 东方红二号卫星由长征三号火箭发射升空

东方红二号通信卫星是中国的第一种通信卫星，主要用于国内通信，分试验型和实用型。

经历9年艰苦奋斗，东方红二号卫星于1984年4月8日发射成功，4月16日定点于东经125度赤道上空，5月15日完成在轨测试，性能良好，正式交付使用。至此，我国成为继美国、苏联、欧空局和日本之后世界上第五个掌握研制和发射静止轨道卫星的国家（组织）。

东方红二号卫星的研制发射，实现了中国通信卫星从“无”到“有”的跨越，开创了中国卫星为社会主义现代化建设事业服务的新篇章，为中国通信卫星做大做强、走向世界打下基础。

千呼万唤始出来

卫星通信较地面明线、海底电缆、光缆、中长短波、微波中继等通信有明显的优势，具有传播距离远（可达1万多公里），不受高山、沙漠和海洋限制，可实现大面积广播，通信容量大，信息传输质量好，不像短波那样受电离层变化影响，不易受地面战争破坏，成本较低等优点，因此发展卫星通信意义重大。当今世界，很多国家都在发展卫星通信，几乎各国也都在使用卫星通信。

在中国第一颗人造卫星“东方红一号”发射成功后不久，中国人民解放军通信兵部为了改变中国通信技术落后的面貌，就提出了利用通信卫星实现对包括边远省区在内的全国覆盖、完成电视传播、完成中央人民广播电台的对内对外广播节目传送、完成潜艇和远洋测量船通信以及国内边远省区的军事通信等任务。

1970年6月和11月，中国空间技术研究院分别召开了“706会议”和“119会议”，研究了东方红二号通信卫星总体方案的初步设想。通过分析国外卫星通信发展状况、分析不同轨道卫星通信方案，大家提出要避免重复国外的老路，充分吸取国外的经验，建议选用对地球表面相对静止的静止轨道通信卫星方案，直接研制技术难度大、实用价值高的地球静止轨道通信卫星，并以当时代表世界先进水平的地球静止轨道国际通信卫星-III方案作为主要参考。按照这种设计，我们要跨过中低轨道通信卫星阶段，直接发射静止轨道卫星，实现“一步走”。尽管我国把“东方红一号”打上了天，但这是一颗低轨道卫星；而静止轨道卫星要求我们建立相应的卫星、火箭、发射场、测控网、通信地面站五大系统，这对我们而言都存在极大困难。

1975年3月31日，原国防科委正式立项，卫星通信工程被命名为“331工程”。

完全依靠自己的力量

在上世纪70年代，我们要搞通信卫星这样的尖端技术，完成东方红二号试验通信卫星的研制发射，一没有经验，二没有资料，三没有外援，难度可想而知。

而且，不仅要完成这个型号，更重要的是要同步完成五大系统的建设。卫星要送到3.6万公里高度的赤道上空去，这是个从来没到过的高度，必须完成一系列技术攻关。

如卫星要充分减重，并需要具备很强的姿态控制和变轨能力等等。

当时的火箭运载能力只能打几百公里的高度，要发射静止轨道的通信卫星，也需要造新的能力更强的火箭。

要往赤道上空发卫星，纬度越低越好。当时的酒泉发射场纬度较高，不利于发射通信卫星，因此还要新建一个纬度较低的发射场——即现在的西昌卫星发射中心。

测控包括地面测控站、海上测控船等，都要根据“东方红二号”这个任务来做准备。

卫星上了天，要开展卫星通信，还需要地面也有相应的卫星通信站来进行信号的接收。

“331”工程一开始，就确定了要坚持自力更生的原则，在引进国外先进技术的同时，坚持把自己的研制工作搞到底。也是在这个时期，航天系统对型号研制流程管理和规律有了更加科学的认识，明晰了卫星研制方案设计、初样研制、正样研制等阶段，开始逐步探索建立指挥系统和设计师系统。

1975到1977年，是东方红二号试验通信卫星的方案设计阶段。卫星姿态确定为双自旋稳定。1976年7月15日召开的通信卫星第一期工程大总体会提出，在论证中既要考虑技术上的先进性，更要考虑可靠性，还要考虑经济性和合理性。这为今后包括通信卫星在内的各种应用卫星的发展进一步明确了原则和方向。

1977年年初，卫星控制系统的姿态测量部件、消旋组件以及通信系统的行波管放大器等各分系统的方案样机已经研制出来，并完成了电性能联试，从而结束了方案阶段，开始了初样研制。之后，卫星技术问题逐步得到解决，研制经费也得到较好保证，卫星研制呈现出扬鞭催马的好形势。

1979年8月，第七机械工业部党组任命刘川诗为“东方红二号”总指挥，孙家栋为总设计师。

孙家栋上任总设计师后，立即主持制定了卫星总体技术方案，进一步明确了“两个一步走”原则：卫星“一步”发射至同步静止轨道，卫星研制指标“一步”达到第三代国际通信卫星的技术水平，同时把卫星通信技术试验与实际应用结合起来一次完成。

这是一个跨越式发展的方案，与美苏都不同。这样做的技术难度虽然很大，但可以由试验、试用很快转入实用，将尽快缩小中国通信卫星在技术方面与国外发达国家的差距，较好地满足用户通信需求，并减少我国通信卫星网络建设的成本费用。

1979年11月，初样的各项大型试验基本完成，卫星进入正样研制阶段。到1982年5月，东方红二号试验通信卫星完成了正检星力学环境试验、热真空试验、卫星自旋试验以及发射场合练，先后攻克了通信转发器和通信天线、姿态控制和测量、统一载波测控系统等方面的关键技术问题。1983年8月，东方红二号试验通信卫星0A、0B星完成出厂评审，9月同时出厂。

▲ 东方红二号通信卫星

“这确是值得大庆大贺的事！”

第一颗试验通信卫星定点成功后，国家有关部门开展了电视和广播节目的传送，进行了图片、文字传真和数据传输等多种应用。解放军通信兵部开通了北京至乌鲁木齐、拉萨、昆明三个方向的数字电话电路，大大提高了通信效果和信息传输的安全可靠性。中央电视台对新疆、西藏、云南等边远地区传送电视、广播节目，初步改变了我国边远地区通信落后的状态。聂荣臻在给张爱萍写的信中说：“这确是值得大庆大贺的事！”

4月17日18时，卫星通信试验正式开始。早已调试好的北京、南京、石家庄、昆明、乌鲁木齐通信站开展了通信、广播、彩色电视节目传输、报纸版型传真和时间标准频率播发等工作，结果表明卫星工作正常，传输品质良好。

▲ 1984年4月，张爱萍通过东方红二号通信卫星，与新疆维吾尔自治区党委第一书记王恩茂实现了北京和新疆间的第一次卫星通话

▲ 东方红二号甲通信卫星

4月17日19时，昆明、乌鲁木齐等地的市民们第一次看到了中央电视台正在直播的《新闻联播》，而在此之前，收看同样的一段节目，却要等上整整7天。

4月18日10时，张爱萍在北京通过卫星与远在3700公里外的新疆维吾尔自治区党委第一书记王恩茂即时通话，话音清晰，音质良好，仿若近在咫尺。

在当时，东方红二号卫星的成功也引发了国内外媒体的报道热潮，获得世界广泛关注，因为中国的通信卫星成功了！中国做到了！

这颗卫星最终运行了4年多才终止寿命。1986年2月，东方红二号卫星又在西昌卫星发射中心进行了第三次发射，这次是实用型卫星，其发射和定点均获成功。星上一台转发器行波管在上天后很快失效，但另一台转发器在轨工作长达4年半之久。

东方红二号卫星除了完成边远省区大城市的电视传播和15套广播节目发送，实现北京到乌鲁木齐、拉萨、昆明的军事通信外，还开展了新华社及地震局的数字通信、水利电力部的水文调度等卫星通信业务。

坎坷的求索

在研制东方红二号通信卫星时，研制人员已经认识到必须充分挖掘该卫星的潜能，提高它的总体性能，才能满足当时的通信需求。为此，研制东方红二号改进型卫星的设想在1980年提出，并从1984年4月起全面展开设计工作，5月被正式命名为“东方红二号甲”。

东二甲卫星的研制遵循三条原则。一是充分挖掘东方红二号卫星的潜力，提高卫星通信能力，延长卫星工作寿命。二是进一步提高整星可靠性，使卫星满足实用要求。三是尽量保持东方红二号卫星的技术状态，改动的部分要经过充分论证，辅以必要的试验。这3条原则后来成为卫星公用平台设计思想的基础。

与“东方红二号”相比，东二甲卫星的通信容量增大1倍，转发器的有效全向辐射功率提高近10倍，寿命增加一半。就总效益来说，1颗东二甲卫星相当于3颗东方红二号卫星。

1988年3月7日，东方红二号甲第一颗卫星成功定点于东经78.5度，用于传送中央电视台第一、二套节目和云南、贵州、新疆电视台节目以及30套广播节目。

1988年12月22日，东方红二号甲第二颗卫星成功定点于东经110.5度，用于通信和传送教育电视一台、二台的节目。

1990年2月4日，东方红二号甲第三颗卫星成功定点于东经98度。

1991年12月28日，东方红二号甲卫星第四次发射因运载火箭第三级提前关机，卫星只进入近地轨道。西安卫星测控中心决定用星上远地点发动机将轨道抬高，以免卫星多次进出地影使蓄电池入不敷出而造成整星断电。由于近地卫星过境时间很短，只能利用零星的时段在非正常情况下进行姿态测量、姿态机动和调整。一切准备就绪以后，指挥中心命令在海上航行的远望二号测量船发送点火遥控指令，使卫星进入了大椭圆轨道，脱离了断电的危险。而后，又在1992年5月下旬利用星上的肼系统将椭圆轨道的近地点高度从200公里提高到2000公里，使星上红外地球敏感器在整圈都可以正常输出信号、进而可以启动消旋控制。

除了第四颗星发射失利外，东二甲的第一、二、三颗卫星均在轨运行正常。这3颗卫星中，除了第一颗星有1台转发器因为行波管放大器失效而过早停止工作外，其他转发器的寿命均达到和超过设计寿命要求。它们共同承担了20世纪80年代末、90年代初中国国内卫星通信的主要业务，带来了巨大的经济效益和社会效益。