聚焦卫星（八十五）

谢丰奕

2015年商用通信卫星发射综述

商用同步通信卫星提供卫星通信、广播电视传输、宽带互联网接入等服务，是各国促进经济发展、确保国家安全和社会进步不可或缺的基础设施与战略资源，特别是在经济全球化和高度信息化时代已到来的当下。为因应通信、4K广播、DTH电视和宽带服务市场快速增长的需求，2015年全球共发射了27颗商用地球同步轨道通信卫星，是自2012年以来发射此类卫星最多的一年。值得关注的是，随着卫星技术的创新发展，研制和发射更多的高通量、Ka波段宽带和全电力推进系统通信卫星正成为卫星产业的发展趋势之一。

2015年全球发射27颗商业同步通信卫星

据统计，2015 年全球各卫星公司和机构共进行了22次发射，将27颗商用同步通信卫星送上太空。其中，上半年发射了7次和9颗卫星，下半年发射了15次和18颗卫星。与2014年发射了17次和22颗卫星以及2013年发射了16次和17颗卫星相比，2015年显然是全球商用同步通信卫星发射十分频繁的一年，尤其是下半年。

2015年发射的27颗商用同步通信卫星来自17个国家及地区。其中，中国卫星4颗：Apstar9（142°E）、Chinasat2 C （103.5°E ）、Chinasat1C（81.5°E） 和中国通信技术试验卫星一号；俄罗斯卫星3颗：Express AM7/AM8（40°E/14°W，）和Express AMU1（36°E）；美国卫星3颗：Direc TV15（102.8°W）、Sky M-1（78.8°W）和Intelsat34（55.5°W）；墨西哥卫星2颗：Mexsat1（发射失败）和Morelos3（113°W）；英国卫星2颗：Inmarsat 5F2/5F3（55°W/180°E）；法国卫星2颗：Eutelsat115 West B（114.9°W）和Eutelsat8 West B （8°W）；其余的11颗分别是加拿大Telstar12V（15°W）、阿根廷Arsat2（81°W） 、巴西StarOne C4（70°W）、挪威Thor7（0.8°W） 、沙特阿拉伯Arabsat 6B（26°E）、土耳其Tilrksat4B（50°E）、土库曼斯坦TurkmenAlem 52E（52°E）、印度GSAT 15（93.5°E） 、老挝Laosat1（28.5°E） 、澳大利亚Sky Muster（140°E）以及在香港的亚洲广播卫星公司ABS 3A（3°W）。

这些卫星中，除了发射失败的墨西哥卫星Mexsat1以及老挝Laosat1和澳大利亚Sky Muster预计在今年晚些时候服役，其余24颗卫星已于2016年2月10日之前投入商业服务。另外，这27颗卫星中，主要服务或部分容量服务于亚太及南亚、中亚、中东地区的卫星多达15颗。

关注商用同步通信卫星发展新趋势

2015年升空的多颗重型（大型）通信卫星引起业界关注。这几颗卫星包括美国Ka/Ku波段4K电视直播卫星Direc TV15，澳大利亚首颗K a波段宽带通信卫星Sky Muster，英国两颗Ka波段宽带移动通信卫星Inmarsat 5F2/5F3，以及墨西哥两颗L波段移动通信卫星Morelos3和Mexsat1

分析家指出，近年来卫星技术的进步以及市场对通信、广播电视、宽带互联网等卫星服务更多的需求，不断推动通信卫星制造业的创新发展。相关数据显示，2015年发射的27颗卫星中，继续呈现了高通量及大容量重型（大型）卫星多、Ka波段及Ka/Ku波段卫星增多等趋势。此外，继俄罗斯通信卫星之后，两颗美国波音公司研制的全电力推进系统通信卫星首次发射和投入商用，以及此类卫星增多的订单，标志着今后将有更多的卫星制造商和运营商投入电力推进系统通信卫星的研制和发射，这或将改变卫星产业的现有格局。

高通量及大容量重型卫星多

2015年发射的27颗卫星中，携带46～202个转发器的卫星多达了13颗，约占发射的卫星总数一半。其中，高通量宽带通信卫星Sky Muster携带202个Ka波段转发器，其中卫星容量高达135Gb/s，接近全球目前在轨最高容量的美国Ka波段宽带通信卫星ViaSat1的容量（140Gb/s），也超过欧洲首颗宽带通信卫星Eutelsat KaSat 9A的容量（90Gb/s）；Inmarsat 5F2/5F3卫星分别携带95个Ka波段转发器，Express AMU1卫星携带70Ka/Ku波段转发器，Express AM7卫星携带62Ku/ C/L波段转发器， Direc TV15卫星携带53Ka/Ku波段转发器。

发射重量超过5吨的重型（大型）卫星多达11颗，其中6吨级卫星8颗，包括Sky Muster（6440公斤）、Direc TV15（6200公斤）、Inmarsat 5F2/5F3（各6010公斤）等。而总功率超过10KW的卫星也多达11颗，包括1颗18KW卫星Direc TV15，3颗Inmarsat 5F2/5F3和Express AMU1，2颗14KW卫星Express AM7和Morelos3。

Ka波段及Ka/Ku波段卫星增多

随着Ka波段卫星宽带通信在世界各地的蓬勃发展，近几年来全球发射的Ka波段宽带通信卫星和携带Ka波段有效载荷的多波段通信卫星不断增多。据统计，自2011年至2015年，全球发射的携带Ka波段有效载荷的商用同步通信卫星分别为7颗、5颗、9颗、10颗和10颗（2015年）。与前几年相比，2015年不仅空气地发射了Sky Muster、Inmarsat 5F2/5F3和中国通信技术试验卫星一号共4颗全Ka波段通信卫星，而且还发射了6颗携带Ka波段有效载荷的多波段卫星。这6颗卫星都是Ka/Ku双波段通信卫星，包括Direc TV15（28Ka/25Ku转发器）、Thor7 （25Ka/11Ku）、Express AMU1（18Ka/52Ku）、Türksat 4B（12Ka/18Ku）、Telstar 12V（50Ku/Ka）和Arabsat 6B（27Ku/Ka）。这些卫星投入运行后，将为Ka波段宽带通信和广播电视在全球各地的进一步发展提供更多的优质卫星资源。

Ka波段卫星宽带通信目前主要应用于固定/移动宽带互联网接入、区域间通信、直播电视和SNG业务。美国现拥有Spaceway1/2和Direc TV 10/11/12/14/15多颗Ka波段电视直播卫星。而全球已投入商用的K a波段宽带通信卫星包括美国ViaSat1、Spaceway3和EchoStar17，法国Eutelsat Ka-Sat 9A，英国Hylas1/2以及阿联酋Yahsat等。在卫星移动通信领域，由英国Inmarsat公司运营、由3颗Ka波段宽带移动通信卫星Inmarsat 5F1/5F2/5F3构建的世界上首个Ka波段全球宽带移动卫星网络Global Xpress已于2015年12月底开始全球商业服务。

选择全电力及电力/化学混合推进系统

配置电力推进系统的通信卫星不使用或只使用部分化学燃料，从而可大大减轻发射重量（化学燃料约占卫星重量的一半），增加有效载荷的容量，降低卫星发射成本和缩短建造周期。不过，采用等离子体全电力推进系统新技术的通信卫星升空后从地球同步转移轨道提升和部署到最终的地球同步轨道一般需6～8个月，而传统的化学推进系统卫星通常只需一周左右时间。例如，由俄罗斯ISS Reshetnev公司建造的Express AM6卫星是一颗全电力推进系统卫星，发射于2014年10月21日，直到2015年7月初才在53°E轨位投入商用。由美国波音卫星系统公司建造的ABS 3A/Eutelsat115 WestB卫星发射于2015年3月2日，分别于当年8月底和11月才在3°W/114.9°W轨位开始商业服务。

目前俄罗斯及欧美主要的卫星制造商都具有研制全电力推进系统卫星的能力，并获得此类通信卫星的订单。例如，2015年2月，欧洲空客集团旗下的ADS公司（原名Astrium）和波音公司分别获得全球排名第二的卫星运营商SES公司两颗全电力推进系统卫星SES 14/15的订单，香港ABS公司也于同年6月向波音公司订购该公司第3颗全电力推进系统卫星ABS8（116°E）。这3颗卫星都预计在2017年发射。而波音公司建造的ABS 2A和Eutelsat 117 West A全电力推进系统卫星预计2016年3月发射升空。此外，由ADS公司建造的两颗全电力推进系统卫星Eutelsat 172B（1712°E） 和SES12（95°E）预计2017年发射。

为缩短全电力推进系统通信卫星抵达地球同步轨道的时间，欧美卫星制造商已推出电力/化学混合推进系统，为各地卫星运营商等客户提供了新的选择，让他们权衡利弊，选择采用全电力推进系统还是电力/化学混合推进系统。在这种混合系统中，化学推进系统用于卫星初始轨道提升和一些在轨调动，而离子电推进系统用于卫星在轨操纵控制。由波音和A D S公司建造的两颗电力/化学推进系统卫星SES9（108.2°E）和SES10（167°W）将分别在2016年2月底和10月底发射。

通信卫星商业发射市场再现新格局

2015年全球商用同步通信卫星的22次发射分别由俄罗斯“质子-M”火箭（Protom-M）、欧洲阿丽亚娜五型火箭（Ariane 5ECA）、中国“长征三号乙”火箭（LM-3B）、美国“猎鹰九号”火箭（Falcon9）和阿特拉斯五型火箭（Atlas5）、日本H2A火箭承担。其中，Proton-M火箭发射7次（7颗通信卫星），Ariane 5ECA火箭发射6次（10颗通信卫星），LM-3B火箭发射5次（5颗卫星），Falcon9火箭发射2次（3颗卫星），和Atlas5和H2A火箭各发射1次（各1颗卫星）。

分析家称，尽管Proton-M火箭和Ariane5型火箭多年来一直是国际商业发射市场的两种主流运载火箭，承担世界上大多数商用同步通信卫星的发射服务，但随着自2013年12月发射价格最具竞争力的美国Falcon9火箭正式进入国际商业发射市场以来不断获得商业通信卫星订单，以及欧美以乌克兰危机为借口自2014年以来对俄罗斯实施经济制裁，致使Proton-M火箭2014年未能获得国际卫星发射订单，2015年也只获得多项发射订单，加上此前一直只发射政府机构和军方卫星的日本H2A火箭于2015年11月成功发射加拿大通信卫星Telstar12V而进入国际商业发射市场，显而易见，2016年以后国际商业发射市场将呈现新格局。

Proton-M 火箭

“质子”火箭是前苏联研制的运载火箭，首发于1965年7月。截至2015年底， 火箭已发射408次。Proton-M火箭是俄罗斯现役的重型运载火箭，其地球同步转移轨道（GTO）运力为6～7吨。该型火箭多年来一直是世界上发射商用同步通信卫星次数最多的运载火箭，也是发射重型商业通信卫星的最佳选择之一。比如，2011/2012年Proton-M火箭成功发射重达6740公斤的美国宽带通信卫星ViaSat 1和重达6683公斤的电视直播卫星EchaStar16，2013/2015年又成功发射了3颗6吨级的英国宽带移动通信卫星Inmarsat 5F1/5F2/5F3。由于2015年5月发射墨西哥卫星Mexsat1失败，2015年Proton-M火箭仅发射7次，将I-5F2/5F3和Express AM7/AM8/AMU1等6颗通信卫星送入预定轨道。基于欧美的经济制裁造成订单减少，2016年该型火箭商业发射将减少，或仅为5～6次，发射的卫星包括法国Eutelsat9B（1月29日已成功发射）、美国Intelsat31和EchoStar21、亚洲九号（AsiaSat9）等。

作为使用已届50年的老牌运载火箭，Proton火箭原设计存在某些缺陷，又基于近些年俄航天业工程管理和质量控制不达标，造成自2010年底以来Proton-M火箭多次发射失败，导致不少订单的通信卫星推迟发射，并影响了俄航天产业的声誉。为振兴航天业，俄已经完成其航天业体制改革和重组，现已成立俄航天国家集团公司，并完成其新一安加拉（Angara）系列运载火箭的研制，其中Angara1轻型火箭和Angara A5.1L重型火箭已于2014年完成首飞测试。俄计划其安加拉火箭在2020年投入使用，以取代Proton-M等老牌火箭。据称，Angara A5/A7火箭GTO运力达5.4/7.6吨。

Ariane5型火箭

欧洲Ariane 5型火箭GTO运力达10吨，是目前世界上运载能力最大的火箭，常用于同时发射两颗大中型同步轨道通信卫星或发射一颗重型卫星。截至2015年底，该型火箭自1996年首发以来发射了83次。2015年Ariane 5ECA火箭发射6次，将Direc TV15、Thor7、StarOne C4、Sky Muster等10颗卫星送入预定轨道。2016年Ariane 5型火箭计划发射8次，发射的商用同步通信卫星或将超过15颗，包括美国Intelsat 29e（1月27日已成功发射）和EchaStar18、巴西StarOne D1、日本JCSAT15 、印尼Telkom 3S等。为了与新入市的美国Falcon9火箭竞争，欧洲空间局正在研制新一代Ariane6型火箭。该型新火箭可提供3～6.5吨的GTO运力和使用的灵活型，而发射成本比A-5型火箭削减40～50%（约7000万欧元），可用于发射大中型及小型卫星，并计划从2021年开始商业发射。

Falcon 9火箭

由美国空间探索技术公司（SpaceX）研制的Falcon 9火箭是一种新型火箭，其GTO运力达4850公斤，而发射价格仅5650～7710万美元。该型火箭一进入国际商业发射市场就得到众多卫星运营商等客户的青睐，获得的卫星订单不断增加。自2013年12月首次实施商业发射以来，Falcon 9火箭至2015年底共发射6次，将SES8、Thaicom 6、AsiaSat8/6、ABS 3A等7颗卫星送入预定轨道。2016年该型火箭或将发射9次及10颗卫星，发射的卫星包括SES9/10、ABS 2A. Thaicom8 、日本JCSAT16、以色列Amos6等。

LM-3B火箭

LM-3B火箭是中国长征系列运载火箭中在役重型火箭，其GTO运力可达5.5吨。自1996年12月首次发射以来，至2015年底LM-3B火箭已发射34次，2015年下半年LM-3B火箭密集实施8次发射，其中5次发射将亚太九号（Apstar9）、老挝一号（LaoSat1）、中星2C/1C等5颗通信卫星送入预定轨道。2016年LM-3B火箭预计发射白俄罗斯Belintersat1、尼日利亚NigComSat2等通信卫星。其中Belintersat1卫星已于1月15日发射成功。B&P;