東方紅

1970年4月24日21時35分在甘肅酒泉東風靶場一舉成功，由此開創了中國航天史的新紀 元，使中國成為繼蘇、美、法、日之後世界上第五個獨立研製併發射人造地球衛星的國家。衛星採用自旋穩定方式。電子樂音發生器是全星的核心部分，它通過20MHz短波發射系統反覆向地面播送“東方紅”樂曲的前八小節。

“東方紅一號”(Dong Fang Hong I/Red East 30464)衛星是中國的第一顆人造衛星，由以錢學森、潘厚仁為中心的中國空間技術研究院研製，當時共做了五顆樣星，結果第一顆衛星就發射成功。該院制定了“三星規劃”：即東方紅一號、返回式衛星和同步軌道通信衛星，而孫家棟則是當時“東方紅一號”衛星的技術負責人。1967年，黨鴻辛等人選擇了一種以銅為基礎的天線干膜，成功解決在100℃至零下100℃下超短波天線信號傳遞困難問題。“東方紅一號”衛星因工程師在其上安裝一台模擬演奏《東方紅》樂曲的音樂儀器，並讓地球上從電波中接收到這段音樂而命名。

1956年，中國把開發火箭技術納入國家十二年科學發展規劃。1957年著名科學家錢學森等積極倡議開展人造衛星的研究工作。1958年毛澤東同志發出“我們也要搞人造衛星”的號召。根據這一戰略考慮，中國科學院把研製發射人造衛星列為1958年第一次重點任務，揭開了中國向太空進軍的序幕。廣大科技工作者奮發圖強，埋頭苦幹，克服困難，完全依靠自己的力量，踏上了征服太空之路。當時受到“大躍進”影響，曾提出過研製高能推進劑運載火箭、發射重型衛星和要在1959年國慶節將中國的第一顆衛星送入太空的設想。但這種設想脫離了中國的經濟實力、科技水平和工業基礎，因而缺乏實現的可能。1959年1月21日，中國科學院黨組傳達鄧小平同志指示：衛星明後年不放，與國力不相稱。據此，調整任務部署，提出“以探空火箭練兵、空間物理探測打基礎、不斷探索衛星發展方向，籌建空間環境模擬試驗室，研究地面跟蹤接收設備”的具體方針。通過貫徹這一方針，中國在火箭技術、航天器技術、有效載荷技術、姿態控制技術、軌道設計和發射技術的研究和試驗，以及人才的培養和訓練等都取得了很大的進展。

中國第一顆衛星

1957年秋，前蘇聯發射世界上第一顆人造地球衛星成功，緊接著在1958年初春，美國也發射了自己的第一顆人造地球衛星：這引起了全世界人民的關注。正是在這個時候，我國著名地球物理學家趙九章，向政府提出了研製中國人造地球衛星的建議。當時的毛澤東主席對這個建議很重視，並在中共八由屆二中全會上說：“我們也要搞人造衛星。”

中國衛星研製工作開始於上世紀世紀50年代末期，是在基礎工業比較薄弱、科技水平相對落後、國家財力有限的條件下發展起來的。為了使中國人造衛星早日上天，中國科學院組織我國著名科學制訂了一個分三步走的發展規劃：第一步，實現衛星上天；第二步，研製回收型衛星；第三步，發射同步通信衛星。

當時不但國家工業基礎薄弱，世界各國還對我進行技術封鎖，加上當時我國又處於自然災害和人為災害頻發的動蕩時期，因此，科學研製工作在異常艱難和曲折中進行。但是中國是個社會主義國家，其最大的優越性就是能夠做到大力協同。只要國家出面，把全國各部門的優勢集中起來，我國的通信衛星就有條件、有基礎、有能力搞上去。

1970年4月24日，“東方紅”一號衛星從中國西北酒泉衛星發射中心發射升空。衛星為近似球形的72面體，質量173千克，直徑約1米、採用自旋姿態穩定方式，轉速為120轉/分，外殼表面由按溫度控制要求經過處理的鋁合金為材料，球狀的主體上共有四條2米多長的鞭狀超短波天線，底部有連接運載火箭用的分離環。衛星升空后的飛行軌道為近地點439公里、遠地點2384公里、軌道平面和地球赤道平面為傾角68.5度的近地橢圓軌道，運行地球一圈周期為114分鐘，“東方紅一號”衛星除了裝有試驗儀器外，同時還以20.009兆赫的頻率發射《東方紅》音樂。“東方紅”一號衛星肩負的主要任務是進行衛星技術試驗、探測電離層和大氣層密度。設計工作壽命20天(實際工作壽命28天)，期間把遙測參數和各種太空探測資料傳回地面，至同年5月14日停止發射信號。

在《東方紅》樂曲響徹浩瀚宇宙的同時，所有炎黃子孫都深深感受到自豪與光榮，中國也開始向技術更新、技術更全面、應用內容更廣泛的新型衛星方面開始全面進軍。

中國第一代通訊衛星

1972年2月21日，美國總統尼克松首次訪華和隨後日本首相訪華時帶來的衛星通訊地面站，引起了中國科學家對衛星通訊的興趣。當時周恩來總理與尼克松的會談實況經過美國的通訊衛星同步轉播到美國的千家萬戶，確實引起了周總理的極大興趣，在他的努力下，兩位外國首腦的衛星地面站都留在了中國，以供中國通訊科學家研究之用。但是周總理最後不無遺憾地說了一句：“可惜的是，天上現在還沒有我們中國的通信衛星！”

可中國的科技專家，由於國家工業基礎薄弱，世界各國還進行技術封鎖，加上當時我國又處於自然災害和人為災害頻發的動蕩時期，因此，科學研製工作在異常艱難和曲折中進行，根本沒有機會見到如此先進發達的衛星通信設備。有幾個科學家不甘於中國衛星通訊嚴重落後於世界的現狀，集體建議《關於建設我國衛星通信的建議》被採納。1974年9月30日，國家計委、國防科委聯合起草了《關於發展我國通信衛星問題的報告》的討論稿。國務院有關部、委和軍隊有關部門又對此報告作了三次討論和修改。1975年3月31日，中央軍委召開第八次常委會。會上，委員們對國家計委和國防科委上報的《關於發展我國通信衛星問題的報告》進行了熱烈的討論通過，並決定馬上請示中央。由於中央軍委批准這個報告的日期是1975年3月31日，故將中國發射通信衛星這一工程，稱為“331工程”。

1984年4月8日，我國成功發射了第一顆靜止軌道試驗通信衛星──在西昌衛星發射中心由長征三號火箭發射“東方紅”二號，使中國成為世界上第五個自行發射地球靜止軌道通信衛星的國家。“東方紅”二號衛星由中國空間技術研究院研製，主體為圓柱形，高3.6米，直徑2.1米，質量為441千克。星上有2個C波段轉發器，可在每天24小時內進行全天候通信，包括電話、電視和廣播等各項通信試驗，開始了用我國自己的通信衛星進行衛星通信的歷史。該衛星採用地球同步軌道，能覆蓋中國全境及周圍一些地區。衛星採用自旋穩定，其設計壽命為4.5年。通過“東方紅”二號，一舉實現了覆蓋全國的信號傳輸，解決了軍用通信和遠洋船隻的通信問題，徹底改變了邊遠地區通信落後的狀況。

1986年2月1日，在西昌衛星發射中心由長征三號火箭發射了東方紅二號實用通信廣播衛星，和試驗衛星相比，該衛星提高了波束的等效輻射功率，使通信地球站的信號強度明顯提高，接收的電視圖像質量大為改善，傳輸質量得到改善，達到兩個頻道電視轉播和1000路電話傳輸能力，衛星設計壽命3年。

1988年3月7日發射的“東方紅”二號A衛星是“東方紅”二號衛星的改型星，這是我國首次研製成功的實用通信廣播衛星，該星有4個C波段轉發器，可以傳輸4路彩色電視信號和3000路的電話傳輸能力。通過“東方紅”二號A衛星，全國有幾億人通過數千個地面接收站收看電視節目，大大改善了我國的通信和廣播電視傳輸條件。“東方紅”二號A衛星採用拋物面通信天線，置於星體上部，採取機械消旋裝置，以保持通信衛星天線始終定向地球，表面貼有近2萬片太陽能電池片以提供衛星工作的電源。

1988年12月22日,1990年2月4日又成功發射了兩顆“東方紅”二號甲通信衛星，但是第四顆星由於運載火箭第三級故障而未能進入預定軌道。至此，全部五顆“東方紅二號”通訊衛星發射完畢，解決了中國通訊衛星“有”與“無”的問題。但是這代通訊衛星由於是中國的實驗性質的通訊衛星，因此，在轉發器數量、轉發能力、使用工作壽命等方面，與國外差距較大。同時期國外的通訊衛星，已經達到了轉發器24個，使用壽命都超過了10年。

中國衛星通訊的中堅

進入80年代，世界各國在太空領域的角逐日益白熱化。自1986年2月中國第一顆實用通信廣播衛星發射成功以來，我國共成功發射了5顆通信衛星，共14個轉發器。到90年代初期，這5顆衛星的壽命全部到期，為了保證國內的通信和電視傳輸，只得租用和購買外國的衛星應急。

同時，國外衛星通信事業發展迅速，最先進的通信衛星的容量在80年代中期已達到24個轉發器，工作壽命長達8年以上，而我國的東方紅二號甲衛星上只有4個轉發器。截止到1988年全世界已發射近900顆通信衛星，其中200多顆是民用地球靜止軌道衛星，而屬於中國的，僅有5顆……在經歷了圍繞著廣播通信衛星的發展方向和前途命運和近4年的“買星還是造星”之爭后，1986年3月31日，國務院正式批准了航天部關於研製東方紅三號衛星的方案。

經過中國航天人8年的拼搏奮戰，人們期盼已久的大容量、長壽命東方紅三號通信衛星終於在1994年9月15日踏上了去西昌衛星發射中心的征程，並於11月30日順利升空。衛星經過多次成功的變軌飛行後進入36000公里的地球同步軌道后，由於泄漏造成燃料耗盡，未能成功定點。

衛星專家和設計師們用了整整兩年時間對故障進行了認真的分析和模擬模擬試驗，確定了故障發生的原因和部位，採取了各項措施，進行了徹底的改進，更換了不可靠的部件和器件，進行了全星熱試車考核。為進一步提高衛星的可靠性，還根據其他型號所反饋的質量信息，舉一反三開展全面的質量複查，杜絕一切隱患，確保衛星質量。第二顆星於1996年11月出廠，在西昌衛星發射中心完成了多次技術區、發射區的各種檢測，於1997年5月12日發射升空，並於5月20日定點成功。

該星比東方紅二號甲衛星有了新的技術躍進，採用三軸穩定方式，裝有24個C頻段轉發器，衛星設計工作壽命8年以上。東方紅三號通信廣播衛星已納入中國衛星通信業務系統，主要用於電話、數據傳輸、電視傳輸等。該星的發射成功和投入使用，極大地緩解了國內通信衛星市場轉發器短缺的矛盾，僅公眾通信一項，每年就可以節省數千萬美元。“東方紅”三號衛星是我國新研製的一種中容量廣播通信衛星，採用全三軸姿態穩定技術、雙組元統一推進技術、碳纖維複合材料結構等先進技術，是中國當時發射的通信衛星中，性能最先進、技術最複雜、難度最大的衛星，達到了國際同類衛星的先進水平。“東方紅”三號衛星衛星改善了我國的國際通信以及西部邊遠山區的通信狀況。目前“東方紅”三號的服務艙部分已設計成公用平台，加上不同的有效載荷即可組成各類功能的衛星。

東方紅三號衛星在軌運行期間，設計人員一直對其精心“呵護”，日夜監視著衛星的電源切換，收集數據，隨時排除異常狀況，使衛星經受住了太陽風暴、流星雨、黑子大爆發等惡劣空間環境的嚴峻考驗，保證了衛星的正常運行；同時積累了大量的衛星運行經驗，為後續星的改進設計、提高衛星的可靠性打下了堅實基礎。2000年先後發射的中星22號、鑫諾三號、嫦娥一號、北斗導航衛星等都採用了東方紅三號衛星平台，至今均保持著良好的工作狀態，證明“東三”衛星平台已經成熟，適用於各種用途的通信衛星，具有廣闊的應用前景。該衛星項目還獲得了國際科技進步一等獎。

東方紅三號衛星是我國自行研製的新一代通信衛星，衛星設計瞄準了當時80年代的國際先進水平，但在歷時十年的研製中，世界航天技術又有了迅猛的發展，這顆原來稱為“大容量”的通信衛星已變成了“中容量”衛星。但是因為該星採用了許多世界先進技術，因此，東方紅三號通信衛星的研製和發射成功，標誌著我國通信衛星技術跨上了一個新台階。衛星上所採用的許多先進技術和主要成果為今後研製更先進、更大容量的通信廣播衛星奠定了技術基礎。

東方紅三號衛星的研製、發射和定點成功，對於緩解我國目前衛星通信的緊張狀況，促進我國衛星通信事業的發展，提高我國在國際航天領域的威望，鞏固我國在國際航天發射市場的地位都有十分重要的意義。

中國衛星通訊的未來

為加快我國自主研製通信衛星的市場競爭力，1998年新的國防科工委成立，即加緊開展新一代大型靜止軌道衛星公用平台論證工作，在九五期間重點開展了大型地球靜止軌道衛星公用平台（“東方紅四號”平台）的技術開發工作，並取得了突破性進展。用了一年的時間，於2001年1月完成了預發展階段任務，通過了國防科工委組織的專家評審，2001年10月國家正式批准“東方紅四號”平台立項，2002年1月通過了轉初樣設計評審，正式轉入初樣研製階段。2002年5月與鑫諾衛星公司簽署了“鑫諾二號”（SINOSAT-2）衛星採購訂貨合同。“鑫諾二號”衛星的主要服務對象是我國大陸、港澳台地區的通信廣播用戶。該衛星使用我國正在研製的新一代大型靜止軌道衛星公用平台，即東方紅四號衛星平台，裝載22路Ku頻段大功率轉發器，設計壽命15年，使用長征三號乙（CZ-3B）運載火箭由西昌衛星發射中心發射，整星指標和能力達到國際先進水平。

研製中的東方紅四號衛星平台採用公用平台設計理念，堅持通用性、繼承性、擴展性和先進性的原則，平台的性能與國際上同類衛星先進平台水平相當，設計壽命15年，適用於大容量通信廣播衛星、大型直播衛星、移動通信、遠程教育和醫療等公益衛星以及中繼衛星等地球靜止軌道衛星通信任務。它的研發成功將為我國通信廣播衛星達到20世紀九十年代末國際通信廣播衛星水平，實現跨越式發展奠定了基礎。在突破了衛星總體設計優化、大型中心承力筒、大容量貯箱、衛星電源及控制技術、衛星可靠性、星上綜合數據管理、大功率衛星熱控、大型靜止軌道衛星公用平台高壓氣瓶研製等12項關鍵技術后，東方紅四號衛星公用平台於2001年10月正式轉入工程研製階段。與1997年5月發射的東方紅三號通信衛星相比，東方紅四號衛星平台能力大幅度提高，整星功率從1.7千瓦增加到10.5千瓦，為有效載荷提供的重量由220公斤增加到600公斤，衛星設計壽命由8年增加到15年，衛星起飛重量由2320公斤提高到5100公斤，衛星用推進劑充填量由1335公斤提高到3100公斤。研製中的東方紅四號通訊衛星計劃裝載54個轉發器，分別是38個C頻段轉發器和16個KU頻段轉發器，主要執行通信廣播、電視直播等任務。

鑫諾二號衛星是東方紅四號大平台的首發星，星上配置了22路Ku轉發器，載荷重量430Kg，整星重量5100Kg，整星功率7.6KW。將向中國大陸和港澳台地區提供廣播電視直播業務。對滿足國民經濟發展和提升國際競爭力具有重要意義。

2006年10月29日東四平台在西昌衛星發射中心由“長征”三號乙運載火箭成功發射升空，但是入軌後由於定點過程中出現技術故障致使太陽帆板二次展開機構沒有預定展開，通信天線展開未能完成，無法提供通信廣播傳輸服務，因而這次發射失敗。

在東方紅四號衛星平台基礎上，中國與奈及利亞簽署了“奈及利亞通信衛星一號”衛星整星出口項目。“尼星一號”項目是中國長城工業總公司在2004年通過國際公開競標獲得的第一個商業衛星在軌交付項目，也是中國研製的東方紅四號衛星平台首次出口。“尼星一號”於2007年5月14日由長三乙運載火箭在西昌衛星發射中心發射升空，7月6日向奈及利亞宇航局進行在軌交付，衛星向非洲地區提供電視轉播和通信業務服務。但可惜的是，該星在北京時間2007年11月11日，因太陽翼故障，電能耗盡，衛星失效。這也就是說，由中國研製的東方紅四號衛星平台，在兩次發射后都以失敗告終。但是，中國衛星的研究發展絕不會停止，經過改進后的東方紅四號將會儘快再次發射。

正如中國長城工業總公司有關負責人所說的那樣：“商業通信衛星項目系統龐大、技術複雜，是國際公認的高風險、高技術、高投資項目。持續發展的中國航天一定能夠克服暫時困難，向國際客戶提供穩定可靠的通信衛星。”

2005年11月2日中國長城工業總公司還與委內瑞拉科技部在委內瑞拉首都加拉加斯的總統府內簽署了“委內瑞拉衛星”一號通信衛星(簡稱“委星一號”)項目合同。這顆“委星一號”與上述的“尼星一號”等10個在研和待立項出口型號，這標誌著我國民用航天正全面進入國際市場。