“东方红一号”卫星和它的“星”伙伴

◆本刊综合

你知道吗？太空中的一些卫星是人造的。我国目前有数百颗人造卫星，最早与世人见面的是“东方红一号”卫星。

50年前，它由长征一号运载火箭送入太空，一曲嘹亮的《东方红》响彻寰宇、震动世界。我国由此成为世界上第5个自主研制并发射人造卫星的国家，叩开了通往浩瀚太空的大门。

之后，通信、气象、导航、高分、空间科学等各类卫星相继升空，陪伴“东方红一号”卫星。它们和“东方红一号”卫星组成中国卫星大家庭，在太空中各司其职，各显神通。

“东方红一号”卫星

“东方红，太阳升……”每年4月24日，“东方红一号”卫星都会自带背景音乐出现在北京上空。

作为我国第一颗人造地球卫星，“东方红一号”卫星有不少过人之处。用现在的时髦说法，“东方红一号”卫星整个系统的完成度非常高。

自身重，轨道高

“东方红一号”卫星一“出生”便站到了一个高起点上，它总重173千克，超过了苏联、美国、法国、日本四个国家发射的第一颗卫星的总质量之和。

我国用长征一号运载火箭成功将“东方红一号”卫星送入近地点439千米、远地点2384千米轨道上，比美国、苏联发射卫星的轨道都要高。时至今日，“东方红一号”卫星还在轨道上飞行，并可能继续飞行数百年。

“歌声”听得见

“东方红一号”卫星在太空中播放《东方红》，这“歌声”能被地面上的人们听见呢。在当时，卫星能做到这样可不容易。这是怎么实现的呢？

科研人员从火车站的钟声中受到启发，用电子线路模拟铝板琴奏出明快悦耳的《东方红》。在太空中，《东方红》乐曲的电磁波波段的信号由“东方红一号”卫星的短波发射器发送，再由大型地面站接收，通过广播电台转播的方式让全国人民收听。

卫星乐音短波遥测系统是实现卫星“歌声”听得见的主要结构。为了拿下这个课题，科研人员将其逐一分解，通过上百次试验反复验证、改进，最终用简单的元器件实现了这一“高科技”。

看得见

如果你爸爸告诉你他亲眼见过“东方红一号”卫星，应该不是在吹牛哦。

“东方红一号”卫星的外形为近似球体的72面体，尽管这种设计能使它在旋转时闪闪发光，但由于它的直径只有1米，本体亮度只相当于六等星，人们很难用肉眼看到它。

但是，聪明的中国人自有办法。原七机部第八设计院（现中国航天科技集团五院508所）的专家们想出了“借箭显星”的妙招，让长征一号运载火箭第三级跟“东方红一号”卫星一起入轨，只要能找到火箭，就能找到“东方红一号”卫星。

专家们做了一条聚酰亚胺绸“围裙”，用它把第三级火箭包起来，在表面镀上铝。火箭随“东方红一号”卫星入轨后，随着“东方红一号”卫星的旋转，“围裙”会撑开，直径达4米。经阳光照射发光，火箭的亮度接近可观察的二等星，火箭与“东方红一号”卫星相距不远，人们仔细寻找，也许能看到“东方红一号”卫星。

1970年4月25日20点29分，“东方红一号”卫星飞经北京上空，国人沸腾。在全国各地，人们激动地仰望天空，期盼能找到这颗中国星。

如今，许多天文爱好者仍对观测“东方红一号”卫星乐此不疲。在天气晴好的日子，他们还会拍摄这颗卫星经过祖国上空的照片。

另外，“东方红一号”卫星在跟踪手段、信号传输形式和星上温控系统等技术方面均超过了美国、苏联等国首颗卫星的水平。

看直播没它不行——通信卫星

没有通信卫星，我们看电视、视频通话、上网都是天方夜谭。

通信卫星好像空中信使，收集来自地面的各种“信件”，然后“投递”到另一个地方的用户手里，极大地改变了人们的生产和生活方式。

通信卫星的轨道一般采用地球静止轨道，位于地球赤道上空约3.6万千米处。从地面上看，通信卫星像挂在天上不动，这就使地面接收站的工作方便多了。由于位置高，不受地理条件限制，在重大自然灾害发生时，它们比其他通信方式更可靠，特殊情况下甚至是唯一的通信手段，重要性不言而喻。

“东方红一号”卫星是一颗试验通信卫星。尽管只能发射预设无线电信号，仅仅工作了短短28天，但它让中国旋律第一次响彻寰宇。此后的四代中国通信卫星都继承了“东方红”这个光荣的名字。

1984年4月，“东方红二号”试验卫星驻留地球静止轨道，国产卫星转播电视、广播和电话信号的时代就此开始。

1997年5月，“东方红三号”通信卫星成功发射，其通信容量有了长足进步。

研发于新世纪之初的“东方红四号”是我国第一代大型通信卫星平台。多颗“鑫诺”、“中星”通信卫星和我国出口多个国家和地区的通信卫星都脱胎于先进的“东方红四号”卫星平台。

2019年12月，长征五号遥三火箭将“实践二十号”卫星送上太空，这是一颗基于“东方红五号”公用平台研制的试验卫星。“东方红”卫星家族的辉煌还在延续。

替人类仰望星空——科学试验卫星

仰望星空，你们是不是对神秘的太空充满好奇？那么，这些星际的秘密就交给科学试验卫星家族来揭开！

听听这个家族成员的名字吧！“悟空”“墨子号”“慧眼”“张衡一号”……好像离我们很遥远，但名头可都不小。这些卫星都运行在高度约500千米的太阳同步轨道上，技能非常“高大上”，专注研究发生在地球、行星际空间乃至整个宇宙空间的各类自然现象及其规律，一有研究成果，就会引发颠覆性创新，成为人类历史上的“大动作”。

我们来看看暗物质粒子探测卫星“悟空”吧。“悟空”比一般的卫星小巧，“三围”分别为1.5米、1.5米、1.2米，像银白色的方形蛋糕，是世界上迄今为止观测能段范围最宽、能量分辨率最优的空间探测器。它利用塑闪阵列探测器、硅阵列探测器和中子探测器探测高能伽马射线、电子和宇宙射线，并通过其能谱、空间分布来寻找暗物质粒子存在的证据。

“悟空”在轨示意图

阴晴风雨等闲看——风云气象卫星

装上先进的气象遥感设备，卫星就成了搬上太空的气象站。气象卫星“站得高，看得远”，不容易受到地面环境和天气的影响，可以全天候提供高质量的气象和气候监测数据。以1988年首颗“风云一号”卫星为起点，我国已经发展出了四个系列的风云气象卫星。

风云气象卫星示意图

“风云一号”和“风云三号”是两代极轨气象卫星，它们运行在太阳同步轨道上，可以巡视全球各地，进行抵近观测；“风云二号”和“风云四号”是两代地球静止轨道气象卫星，它们坚守在赤道上空的定位点，连续24小时注视着我国广袤的大地和海洋。

相得益彰的四代风云气象卫星源源不断地提供精准及时的气象数据，使得我国的天气预报水平稳居世界前列，从容应对台风、寒潮和旱涝等灾害性天气。

登高望远寻宝藏——地球资源卫星

借助多谱段的遥感设备，地球资源卫星既是森林、农田和城市建设的“普查员”，又拥有能够发现地质和矿藏秘密的“透视眼”，还是亚马孙雨林大火等重大灾害的“警戒哨”。从1999年开始，我国发展了三个系列的地球资源卫星，分别是中巴地球资源卫星、中国资源二号卫星和资源三号卫星。

中巴地球资源卫星由我国和巴西共同出资，以我国 “资源一号”卫星方案为基础联合研制的。1999年10月，中巴地球资源卫星01星（CBERS-01）成功发射，这是我国第一颗高速传输式对地遥感资源卫星。2019年12月发射的中巴地球资源卫星04A星，则是该系列卫星的第六颗。

中巴双方在地球资源卫星领域的紧密合作，结束了两国必须从他国获得卫星观测数据的历史，成为发展中国家开展国际航天技术合作的典范。

巡天组网指航程——北斗导航卫星

现在，当我们打开手机或者导航仪使用导航服务时，并不是仅仅接收GPS的卫星信号，而是北斗、GPS等卫星定位系统的融合信号。

北斗导航卫星示意图

卫星导航系统是一个国家重要的基础设施。在美国GPS、俄罗斯格洛纳斯、欧洲伽利略等导航系统纷纷以单一轨道卫星部署星座的背景下，中国北斗卫星导航系统独树一帜，采用三种轨道卫星——MEO卫星（地球中圆轨道卫星）、GEO卫星（地球静止轨道卫星）和IGSO卫星（倾斜地球同步轨道卫星）组成混合导航星座。这三种不同轨道的卫星分别在距离地面约2万千米、3.6万千米、3.6万千米的轨道上运行，既能覆盖全球，又能提供更高精度的定位和导航服务。

2000年，两颗“北斗一号”卫星投入运行，初步实现了覆盖本土的区域卫星导航。2009年，北斗三号系统建设启动。2012年底，我国建成北斗二号系统，向亚太地区用户提供定位、测速、授时等服务。

今后，无论走到世界哪个角落，人们都可以靠中国的卫星导航找到方向。

千里之外察秋毫——“高分”卫星

作为中国高分辨率对地观测系统的天基部分，“高分”卫星是一群身怀绝技的“千里眼”，能够拍摄或测绘最高分辨率小于1米的图像。

“高分”卫星家族的成员超过10位，它们的运行轨道有高有低，观测手段从可见光到微波一应俱全，共同织就了一张疏而不漏的太空观测网络。

“高分七号”卫星模拟图（图/中国空间技术研究院）

2013年发射的“高分一号”卫星是“高分”卫星家族的首发星，眼界开阔的它只需4天就能把地球看个遍；“高分二号”卫星是我国第一颗亚米级民用观测卫星，能够看清地面上的小汽车是两厢还是三厢；驻守地球静止轨道的“高分四号”卫星24小时凝视下方，能让大洋中的航母舰队无所遁形；“高分七号”卫星装备了高精度激光测高仪，能够生成亚米级3D地面物体图像……来自一颗颗“高分”卫星的高清图像既满足了国家安全、经济建设和社会管理的需要，又让人们充分感受到了现代卫星遥感技术的神奇魅力。

…………

星空浩瀚无比，探索永无止境！未来，太空中还将出现哪些神奇的中国卫星？让我们共同期待吧。