阿联酋航天：从合作起步，迈向更远征途

文/张晨

9月16日，中国国家航天局副局长吴艳华率团访问阿联酋拉希德航天中心，与艾尔马里主任举行会谈，就中阿航天合作进行深入交流，并签署了关于“嫦娥七号”任务合作的谅解备忘录。届时，中方探测器将搭载阿方月球车登月，并提供探测、数据传输等服务。

海湾国家阿联酋以世界第一高楼哈里发塔、棕榈岛和帆船酒店等闻名于世，除此之外，阿联酋在中东地区还有着相当不错的航天实力，并且通过技术合作和转让等获得了卫星制造能力。阿联酋还拥有5颗大型静止轨道卫星。当然了，最著名的还属火星探测器——“希望号”。那么，阿联酋的航天工业是如何起步并发展到今天这样的水平的？这值得我们去思考和研究一番。

▲ DubaiSat-2

阿联酋航天的起点

阿联酋对航天最早的兴趣还要从美国的载人登月工程开始，当时谢赫·扎耶德·本·苏丹·阿勒纳哈扬酋长会见了美国宇航局负责阿波罗登月的团队。这次会面引发了阿联酋上下对航天的关注。

2006年成立的阿联酋先进科学技术研究所 (EIAST)负责合作研发了阿联酋的第一颗光学遥感卫星。自2014年阿联酋航天局（UAESA）成立以来，阿联酋的大多数大学都开展了空间科学和空间工程项目。此外，一些空间科学研究和工程中心也相继建立。2015年4月，EIAST与穆罕默德·本·拉希德空间中心合并，后者执行了阿联酋探火和载人航天项目。截至目前，阿联酋已与包括美国、欧盟、中国、俄罗斯在内多个国家签署了航天合作协议，他们将规划更为远大的航天任务。阿联酋航天局提供了52亿美元的巨额航天计划基金，以确保相关的航天计划落地。

2020年2月，阿联酋公布了自己的空间法，为未来的航天工程奠定了法理上的基础。

地球遥感卫星

DubaiSat-1地球遥感卫星是阿联酋的第一颗卫星，由2006年成立的阿拉伯联合酋长国先进科学技术研究所 (EIAST)和韩国Satrec Initiative合作研发。“DubaiSat-1”为阿联酋提供宝贵的信息来源，以支持该国的众多发展计划。

“DubaiSat-1”的主要有效载荷是迪拜中孔径相机（DMAC）。DMAC采用推扫成像，具有一个全色和四个多光谱成像通道。具备2.5米的黑白图像和5米的彩色图像分辨率。卫星使用SI-200平台建造，采用六边形平台，发射质量190千克。卫星初始供电能力为330瓦，设计寿命5年。

EIAST的工作人员规划和操作整个太空任务，包括空间和地面资源的资源配置和调度。控制站还负责通过迪拜的11.28米天线监视和指挥卫星。

2009年7月29日，“DubaiSat-1”由第聂伯号运载火箭在拜科努尔发射场发射升空，成功进入666千米×681千米的太阳同步轨道。

第二颗地球遥感卫星DubaiSat-2仍然选择和韩国合作研发。卫星使用SI-300平台，发射质量300千克。主载荷HiRAIS具有一个全色和四个多光谱成像通道，并且使用轻质碳纤维结构，具备1米的黑白图像和4米的彩色图像分辨率。2013年11月21日，在亚斯内发射场/东布罗夫斯基空军基地LC-370/13，第聂伯号运载火箭将DubaiSat-2送入了600千米太阳同步轨道。

DubaiSat-3，也被称为KhalifaSat，是第一颗完全由阿联酋建造的卫星。该卫星使用SI-300平台，由穆罕默德·本·拉希德航天中心研制。卫星配置有一台70千克的名为KHCS（KhalifaSat 相机系统）的相机，可以提供0.7米分辨率的全色图像和3米的彩色图像。2018年10月29日，KhalifaSat由日本H-2A 火箭在种子岛发射升空，进入597千米×616千米的太阳同步轨道。KhalifaSat卫星设计寿命5年，实际工作了3年11月26天后任务结束。

通过这3颗卫星的研制，可以看出阿联酋采用了经典的技术转让路线：购买——合作——技术获得。当时韩国的遥感卫星技术也是较为先进的，阿联酋选择和韩国合作第一颗卫星并且培训技术人员，在第二颗卫星研发中让本国工程师参与研制，并且自主研发了第三颗卫星，符合阿联酋的经济发达但缺乏技术的基本国情。现在阿联酋具备了基本的卫星总体研发能力，而在国家投入研制遥感卫星之外，阿联酋的大学也在和美国大学合作研发小型卫星，旨在培养阿联酋的大学科研能力，以支持未来的大型卫星任务和自主深空任务。

▲ MeznSat

▲ MYSat-2

▲MYSat-1

▲ Nayif-1

培养后备力量

MeznSat是一个3U立方星，它携带一个短波红外(SWIR)微型光谱仪作为其主要有效载荷，旨在通过观测来推导大气中的温室气体浓度。MeznSat是哈利法科技大学(KUST)与美国拉斯海马大学(AURAK)合作项目的成果，2020年9月28日，该卫星由联盟2.1b-弗雷盖特M火箭发射升空。

MYSAT 1是一项1U 立方星教育任务，由哈利法大学 Yahsat 空间实验室和阿联酋马斯达尔科技学院开发。其目标旨在测试与太空中的立方星通信，并建立遥测链路，并且使用相机作为有效载荷拍摄阿联酋地区的照片并将照片发送回地面站。

此外，由马斯达尔研究所实验室开发和制造的新型锂离子电池在太空中进行测试。2018年该卫星是搭载在天鹅座 CRS-10货运任务上的，并在货运飞船离开国际空间站后从航天器外部部署器部署。

DhabiSat／MYSAT-2是 一 项2U 立方星教学任务，由哈利法大学的学生在 Al Yah 卫星公司 (Yahsat) 和诺·格公司的支持下开发。主要任务是让学生能够设计、实施和测试用于姿态确定和控制系统 (ADCS) 的软件模块。这项工作是在Yahsat空间实验室进行的，该实验室是哈利法大学空间技术与创新中心 (KUSTIC) 的一部分。

该卫星在天鹅座 CRS-15货运任务中发射的，并于2021年6月29日在货运飞船离开国际空间站后从外部部署器部署。

Nayif-1是阿联酋的第一个1U立方星任务，由位于迪拜的阿联酋先进科学技术研究所 (EIAST) 与美国沙迦大学(AUS)合作开发。

Nayif-1旨在发展阿联酋工程专业学生在空间技术方面的能力，由来自AUS不同工程学科（包括计算机工程、电气工程和机械工程）的7名学生组成的任务小组已被分配到该项目。学生将接受密集的系统设计和测试培训，并将作为他们的高级工程设计项目参与该计划，还参与了立方星的设计、组装、集成和测试。

Nayif-1原定于2015 年底搭载猎鹰9 火箭发射，后来改为使用印度的PSLV-XL火 箭 在2017年2月15日发射。Nayic-1使用的地面站在澳大利亚建造，由阿联酋工程专业的学生操作。

阿联酋的军事航天

除了在民用领域，阿联酋在军用航天领域也不吝投入。虽然DubaiSat使得阿联酋人具备了基本的光学遥感卫星能力，但它的分辨率仍然不够，于是阿联酋选择和欧洲老牌航天企业合作研发军用遥感卫星系统，即“猎鹰眼”遥感卫星系统。

“猎鹰眼”由空客作为主承包商，泰雷兹·阿莱尼亚（TAS）作为合作主承包商制造。该项目包括2颗相同的卫星“猎鹰眼” 1和“猎鹰眼” 2，“猎鹰眼” 计划依赖于法国“昴星团-HR”高分辨率遥感卫星的技术，使用AstroSat-1000平台，设计寿命5年。TAS提供的光学侦察载荷HIRI可以在达到分辨率0.7米的同时拥有20千米的幅宽。该卫星系统交付后，由阿联酋工程师控制和操作。“猎鹰眼”可以支持阿联酋军队的运作，同时也可以提供商业图像。这两颗卫星由欧空局织女星运载火箭发射。

2019年07月11日，织 女 星 火箭从法属圭亚那库鲁航天中心ELV工位发射升空，奔赴611千米太阳同步轨道。第一级P80关机，第二级齐法罗-23按计划点火，但后来曲线悄然偏离了预定轨迹，火箭和载荷一起坠落在佛罗里达以东的大西洋上。

“猎鹰眼”-1卫星的损失创下了高达4.1121亿美元的保险赔付，居世界航天保险赔偿金额之首。那家倒霉的保险公司经此一役，彻底退出了航天保险业务。

第二颗“猎鹰眼”卫星紧急修改为使用联盟STA-弗雷盖特M火箭在库鲁的ELA发射升空，原定计划发射时间在2020年3月。然而俄罗斯产的弗里盖特 M上面级在发射场出现了严重泄露，不得不更换一个上面级。随后库鲁发射场因为严重的疫情而停摆，进一步推迟了卫星发射的日期，在几经恶劣天气后，2020年12月1日，这颗卫星最终被送入了598千米的太阳同步轨道。

值得注意的是，阿联酋工程师在检查“猎鹰眼”-1时发现卫星姿轨控分系统上有一个后门直通美国。该后门可以记录卫星的摆动从而推定成像目标，相当于不改动HIRI的情况下监控卫星的成像。阿联酋强烈谴责该行为并且要求空客拆除该DLC，然后这颗卫星就发射失败了。

▲ “猎鹰眼”-1卫星在厂房

▲联盟STA-弗里盖特 M发射“猎鹰眼”-2卫星

走向静止轨道

如果还有人记得阿里安5 ECA+ VA241火箭那次离谱的部分失败的话，应该不会忘记那两颗倒霉的通信卫星——SES-14和Al Yah-3。前者是属于卢森堡的SES卫星通信公司的全电星平台，而后者则是属于阿拉伯联合酋长国的Yahsat卫星通信公司。

Yahsat公司为阿联酋国际控股的投资公司Mubadala的子公司。该公司成立于 2008年1 月，其目标是为中东、非洲、欧洲和西南亚地区开发、运营和使用多用途通信卫星系统。当年7月，Yahsat选择了欧洲宇航防务集团和泰雷兹·阿莱尼亚开发自己的第一颗通信卫星，也是阿联酋第一颗通信卫星——Yahsat-1A，也被称为Al Yah-1通信卫星。

Al Yah-1通信卫星基于泰雷兹·阿莱尼亚的Eurostar-3000平台建造，AI Yah-1和2两颗卫星的价值达到了惊人的16.6亿美元。这颗5965千克重的通信卫星在2011年4月22日由阿里安5 ECA火箭发射升空。

Al Yah-1通信卫星配置有14个C波 段 转 发 器（8路25MHz，6路54MHz）和25个Ku波段转发器。另外21个加密的安全Ka波段转发器承担政府和军队的通信任务。卫星设计寿命15年，定点于52.5°E。

Yahsat-1B/Al Yah-2通信卫星在一年后的2012年4月24日由质子M-微风M火箭发射升空，Al Yah-2卫星同样由欧洲宇航防务集团和泰雷兹·阿莱尼亚宇航公司研发，基于Eurostar-3000平台建造，发射质量为6100千克。配置有25个Ka波段转发器和27个Ku波段BSS转发器，另外还有29个加密的安全Ka波段转发器。卫星设计寿命15年，定点于52.5°E，载荷功率9.7千瓦。

这两颗通信卫星对阿联酋的发展提供了重大帮助，为广播服务、卫星互联网中继、企业数据网络和电信运营服务提供了创新解决方案，也满足了中东、非洲、欧洲和西南亚的政府和商业客户的卫星通信需求。

2014年9月，Yahsat公 司 和轨道·ATK公司签订了基于静地星-3平台研发Al Yah-3全Ka波段通信卫星的合同。Al Yah-3通信卫星重3795千克，基于静地星-3平台建造。其配备58路Ka波段波束，并提供宽带互联网服务。在运营的前十年可覆盖非洲60%的人口和巴西95%以上、总计6亿的人口，并将通信范围扩展到另外17个国家。Al Yah-3通信卫星使用日本石川岛播磨重工制造的BT-4肼-四氧化二氮双组元推进器升轨，XR-5霍尔推进器保位，卫星载荷功率7.5千瓦。

卫星最初计划于2016年第四季度发射升空，随后推迟至2017年3月，最终在2018年1月和SES-14通信卫星一起搭乘阿里安5 火箭升空。

在火箭一级关机分离、火箭二级点火后几秒时，火箭遥测信号丢失。两颗卫星卫星进入了近地点232千米、远地点42163千米、倾角20.64°的轨道。2018年2月7日至2月13日，Al Yah-3卫星通过4次化学推力器点火，进入一条近地点20829千米、远地点47284千米的椭圆高轨道。22日，XR-5推进器接手转移，至2018年5月9日，Al Yah 3卫星终于成功定点，但Yahsat公司并没有公布此次部分失败对寿命的影响。

▲ Al Yah-1通信卫星的Ka波段东波束覆盖范围

▲Al Yah-1通信卫星

▲AI Yah-2卫星

▲ 在轨道·ATK厂房中建设的Al Yah-3通信卫星

不过Yahsat公司并不是第一家阿联酋的商业通信卫星公司。第一名当属1997年成立的Thuraya公司，该公司提供区域卫星移动服务(MSS) 。Thuraya公司当前运营两颗静止轨道卫星，并为161个国家/地区提供L波段语音和数据服务。该公司在2018年成为Yahsat的子公司。

5108千克的Thuraya 1移动通信卫星配备有一个口径达到12.25米的网状环桁天线，卫星基于BSS-702平台建造。2000年10月21日，该卫星由天顶3SL运载火箭发射升空，为25万名客户提供移动通信服务。由于太阳能帆板故障，Thuraya 1卫星在2007年停止服务。

后续的Thuraya 2和Thuraya-3通信卫星和Thuraya 1配置相同，使用BSS-702平台，发射质量提升至5177千克，并且修改了有问题的太阳能帆板。2003年06月10日和2008年01月15日，这两颗卫星分别由海射天顶运载火箭发射升空。

2020年8月，Yahsat公司斥资5亿美元，和空客公司合作研发下一代移动通信卫星Thuraya 4-NGS，Thuraya 4-NGS基于Eurostar-NEO平台建造，配置有12米口径天线，将在2024年使用猎鹰9号火箭发射以替代2003年发射的Thuraya 2，并且考虑建设同样的Thuraya 5-NGS以替代2030年到寿的Thuraya 3移动通信卫星。

Yahsat 公司董事会主席兼首席执行官表示：“Thuraya 4-NGS卫星是我们正在进行的使命中的一个重要里程碑，即提供先进且价格合理的卫星解决方案，其性能、可靠性和安全性水平处于当今技术的领先水平。”Yahsat公司表示，新项目是改造Thuraya并推出其下一代系统的一个重要里程碑。它包括对Thuraya的空间和地面设施进行全面改造，并启用一套新的服务、产品和解决方案。预计Thuraya 4-NGS卫星每年可以产生4700万美元的收入。

从1997年阿联酋人建立自己的商业通信卫星公司并拥有第一颗通信卫星Thuraya 1，到2009年拥有第一颗光学卫星，再到2018年自己研制KhalifaSat，阿联酋人通过技术转让和项目参与逐步建立起自己的总体研发能力和卫星运营能力，证明了自己具有基本的航天项目参与能力。

2014年阿联酋建立了自己的航天局，而到目前，阿联酋已与包括美国、欧盟、中国、俄罗斯内多个国家签署了航天合作协议，将规划更为远大的航天任务。虽然有些任务并非一帆风顺，但阿联酋航天未遭受过重大挫折。他们的野心不止于地球轨道卫星，还积极参与载人航天，并逐步推进多项深空任务。

▲ Thuraya 1移动通信卫星

▲ Thuraya 4-NGS移动通信卫星