巴西首颗卫星的曲折上天路

文/李嵩

巴西国土面积广袤，位居南半球国家之首，矿产、土地、森林和水力资源十分丰富，尤其是覆盖巴西国土面积40%的亚马逊雨林，更是让巴西的自然环境得天独厚。但也正是由于有大面积交通断绝、人迹罕至的原始雨林存在，巴西对自然资源的勘探与保护始终处于有心无力的境况之中，屡禁不绝的盗采盗伐使“地球之肺”遭到了严重的破坏。为了加强对自然资源的监测与保护，巴西政府谋划了很多的方法，尤其是对航天技术边利用边开发的基本国策，使巴西走出了一条有别于其他国家的航天技术发展之路。这一点在巴西发射国产首颗应用卫星项目上，体现得尤为明显。

起步：技术合作

巴西是最早开始进行航天技术规划与研究的南半球国家之一。1961年，巴西就成立了由总统直接领导的国家航天活动委员会，专司负责制定航天发展规划，目标是利用航天活动发展国民经济与文化。最初负责巴西航天计划具体实施的是两个部门——国家空间研究所和航空部下属的航空航天技术中心。

▲ 巴西国家空间研究所大门

▲ 巴西国家空间研究院的卫星地面接收天线

随着20 世纪60 年代中后期巴西经济的飞速发展，巴西航天部门开始利用来自欧美的技术援助与有限的预算来开展本国的航天活动。在位于东北部的海港城市纳塔尔，巴西建成了国内第一个火箭发射场。在60 年代中期，以美国宇航局为首的欧美研究机构在这里兴建了雷达遥测设备，并累计发射了数百枚探空火箭用来对赤道地区的高空大气情况进行测量与研究。后来法国又在这里兴建了大型跟踪遥测设施，作为库鲁发射场的遥测站点使用。通过这样的技术合作方式，巴西积累了探空火箭的研制与使用经验，并发展出了本国的Sonda 系列探空火箭。从60 年代末到80 年代初，巴西相继研发了4 个系列的Sonda探空火箭，最大射高从75 千米提高到了1000 千米，巴西由此逐渐掌握了小型全固体火箭的研制经验。这样的做法也同样被应用到了卫星应用领域。

尴尬：有星无箭

巴西在1968 年制定了本国的卫星遥感应用计划，利用从欧美国家购买的遥感数据结合本国的实地勘探与测量数据开始了卫星遥感相关领域的研究，并在欧美国家的技术支持下于1973 年在库亚巴市建立了国内首个地面卫星数据跟踪与接收站，接收美国遥感卫星与欧洲气象卫星的数据，还建立了专门的卫星数据处理中心以及遍布各主要城市的数据分发中心，并很快形成了产业化应用体系。使用这些信息的用户不仅限于本国的政府与研究部门，巴西的银行也可以直接使用直观的遥感数据来核查贷款是否确实用在核准的国土开发项目上。

作为南美的地区性大国，经由巴西接收处理的遥感与气象信息也被销售到周边国家，用于地质灾害与气象预报等方面。良好的卫星应用产业化发展趋势给了巴西政府在航天技术领域继续投入的信心。巴西政府一方面加大力度派遣更多的专业技术人员到欧美国家学习实践，另一方面开始尝试用国产产品代替昂贵的欧美卫星地面设备。经过10 年的技术与实践积累，加上持续向好的经济形势，巴西政府在1978 年推出了一份雄心勃勃的国产遥感卫星应用计划，要在80年代建立全面摆脱西方技术束缚的国产卫星遥感应用系统，其中的重头戏是用国产运载火箭发射国产卫星。

▲ 巴西在20 世纪80 年代开发的Sonda IV 运载火箭

▲ 巴西第三枚VLS 火箭在发射前进行最后检测时发生爆炸，导致发射平台倒塌

▲ 测试中的VLS 火箭

按照计划，巴西建立遍布全国的近千个无人资源监测站点，这些监测站由太阳能供电，将对全国的森林、矿产、水力进行监测，并通过天线把采集到的数据实时发给低轨道上的数据采集卫星，数据采集卫星接收到这些数据后再转发到地面站，完成“地-天-地”的数据采集-集中-转发-处理过程。在两颗数据采集卫星之后，还要分别发射1 颗对地观测卫星和1颗气象卫星，搭建覆盖大半个拉丁美洲的完整的天地遥感系统。这套计划完全是从需求牵引出发，以产业化发展为目标。有别于其他航天国家从试验卫星开始逐步拓展应用领域的发展路线，巴西政府一开始便鼓励国内民用企业参与到项目开发与应用中来。但是这一美好愿景被巴西极高的外债负债率以及高通胀打击得体无完肤，巴西在80 年代出现了严重的经济衰退，在航天技术领域的投入基本归零，尤其是负责本国卫星发射的VLS 火箭项目，更是遭到了几乎毁灭性的打击，只有由欧美国家援助的国产卫星研制项目还能够缓慢地推进。

1987 年，在法国的帮助下，巴西国家空间研究所的卫星总装测试大楼竣工。第二年，巴西自行研制的第一代数据采集卫星SCD-1 在这里设计定型。卫星全重115 千克，采用小卫星常用的自旋稳定，主要设备就是一架旋转反射镜，用来在倾斜的近地圆形轨道上收集和转发地面数据。由于本国运载火箭的研制进度已经严重滞后，无法满足SCD-1 卫星的发射需求,所以新上台的民选政府开始寻求从国际发射市场上来获得发射资源。

▲ 落榜的苏联“宇宙-C”火箭

无奈：借箭发射

为了赢得这颗卫星的发射合同，美国和苏联在1990 年开始了激烈的竞争。美国参加竞标的是轨道科学公司的“飞马座”火箭。这是一款少见的空射型火箭，采用三级固体构型，由B-52 轰炸机运载到空中实施发射，所以“飞马座”上装有一副在其他火箭上看不到的单三角翼。“飞马座”只能在美国本土发射，近地轨道运载能力400 千克，之前仅有两次发射记录，但美国政府提出了帮助巴西送航天员上天的优惠条件。苏联参加竞标的是“宇宙-C”火箭，技术源自于成熟可靠的洲际弹道导弹，近地轨道载荷为800 千克。急需外汇的苏联政府不但承诺可以在巴西自己的发射场自主发射，并且还可以转让一直让巴西航天部门眼馋的运载火箭技术，尤其是液体燃料火箭发动机技术，不可谓不贴心。特别是发射价格，还要比美国人低得多。

经过反复权衡，地缘政治因素最终压过了经济因素，巴西政府选择与美国轨道科学公司签署“飞马座”火箭的发射合同，美国人则答应加入自己的一部分载荷来分摊发射费用。1993 年2 月9 日，一 架B-52 轰 炸机在美国佛罗里达州的军用机场起飞，在13.3 千米的高空投放了“飞马座”火箭。之后一级火箭点火开始爬升，最终将巴西SCD-1 卫星顺利送入预定轨道。经过坎坷的发展之路，巴西的首颗卫星终于成为地球轨道上众多人造地球卫星中的一员。而使用探空火箭技术改进而来的VLS 火箭在经历了屡败屡战之后，至今依然没有完成一次成功的发射。作为南美最强国家的巴西，只能目送以色列、伊朗、朝鲜、韩国等国家相继迈过用本国火箭成功发射本国卫星的技术门槛，而自己仍在门外徘徊。

▲ 巴西SCD-1 卫星