華為Mate 60 Pro手機(jī),是全球首款支持衛(wèi)星通話的大眾智能手機(jī)。持有者在沒(méi)有地面信號(hào)的情況下,也可以撥打、接聽(tīng)衛(wèi)星電話,而支持此功能的“幕后功臣”就是我國(guó)自主研制的天通一號(hào)移動(dòng)通信衛(wèi)星。宇航員在中國(guó)空間站開講的“天宮課堂”第四課,太空授課圖像清晰、話音穩(wěn)定,其背后也有同為通信衛(wèi)星的天鏈二號(hào)數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星的功勞。
目前,我國(guó)已研制和發(fā)射了多種通信衛(wèi)星,并整星出口多顆通信衛(wèi)星。我們就來(lái)說(shuō)說(shuō)號(hào)稱“順風(fēng)耳”的通信衛(wèi)星在我國(guó)的發(fā)展進(jìn)程。
通信衛(wèi)星是世界上應(yīng)用最早、最廣的人造地球衛(wèi)星之一,如今已成為現(xiàn)代通信的重要工具。作為太空中的“國(guó)際信使”,它“投遞”的覆蓋面特別大,一顆地球靜止軌道通信衛(wèi)星就可以負(fù)責(zé)1/3地球表面的通信,因此也被稱為“順風(fēng)耳”。
通信衛(wèi)星是設(shè)在太空的微波中繼站,主要通過(guò)轉(zhuǎn)發(fā)無(wú)線電信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)各種通信,具有通信距離遠(yuǎn)、容量大、質(zhì)量好、可靠性高和靈活機(jī)動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)。由于不受地理?xiàng)l件的限制,通信衛(wèi)星對(duì)地面設(shè)施依賴程度較低。在發(fā)生重大災(zāi)害、戰(zhàn)爭(zhēng)的情況下,比其他通信工具更安全可靠,有時(shí)甚至是唯一的應(yīng)急通信工具。
按照業(yè)務(wù)種類的不同,通信衛(wèi)星一般可分為固定通信衛(wèi)星、移動(dòng)通信衛(wèi)星、電視廣播衛(wèi)星等。我國(guó)最早發(fā)展的通信衛(wèi)星是固定通信衛(wèi)星,其特點(diǎn)是為固定用戶之間提供通信服務(wù)。相應(yīng)地,移動(dòng)通信衛(wèi)星可為移動(dòng)用戶之間提供通信服務(wù),如車輛、飛機(jī)、船舶,甚至個(gè)人的通信,且具有不受地理障礙約束和用戶運(yùn)動(dòng)限制等優(yōu)勢(shì)。至今,我國(guó)已先后研制、發(fā)射和應(yīng)用了三代固定通信衛(wèi)星、兩代數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星,還有移動(dòng)通信衛(wèi)星、高通量通信衛(wèi)星等。它們?cè)谛l(wèi)星通信領(lǐng)域“各顯神通”,取得了很高的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
通信衛(wèi)星一般由衛(wèi)星平臺(tái)和有效載荷組成,其中有效載荷包括轉(zhuǎn)發(fā)器和天線。衛(wèi)星平臺(tái)的容量越大、壽命越長(zhǎng),裝載的轉(zhuǎn)發(fā)器越多,性能就越高。為此,我國(guó)先后研制、使用了三代地球靜止軌道通信衛(wèi)星平臺(tái)。
1984年4月8日,中國(guó)第一顆地球靜止軌道衛(wèi)星東方紅二號(hào)順利升空,使我國(guó)成為世界上第五個(gè)獨(dú)立發(fā)射地球靜止軌道衛(wèi)星的國(guó)家。隨后,我國(guó)又發(fā)射了多顆東方紅二號(hào)系列固定通信衛(wèi)星,大大改善了當(dāng)時(shí)邊遠(yuǎn)地區(qū)看電視難、通信難的狀況。
研制東方紅三號(hào),是我國(guó)通信衛(wèi)星發(fā)展的第二步。1997年5月12日,東方紅三號(hào)衛(wèi)星升空并于5月20日定點(diǎn),使中國(guó)通信衛(wèi)星水平一下有了跨越式的發(fā)展,主要用于電話、數(shù)據(jù)傳輸、傳真、電視等業(yè)務(wù)。這顆固定通信衛(wèi)星采用東方紅三號(hào)中容量衛(wèi)星平臺(tái),裝了24臺(tái)C頻段轉(zhuǎn)發(fā)器,設(shè)計(jì)壽命為8年,采用了許多當(dāng)時(shí)具有世界領(lǐng)先水平的新技術(shù)。
此后,東方紅三號(hào)衛(wèi)星平臺(tái)陸續(xù)用于鑫諾三號(hào)、天鏈一號(hào)等通信衛(wèi)星,甚至用于北斗導(dǎo)航衛(wèi)星及嫦娥一號(hào)、二號(hào)繞月探測(cè)器等多種航天器。在此基礎(chǔ)上,我國(guó)還研制了性能更高的東方紅三號(hào)A、B衛(wèi)星平臺(tái),填補(bǔ)了東方紅三號(hào)中容量衛(wèi)星平臺(tái)與后來(lái)發(fā)展的東方紅四號(hào)大容量衛(wèi)星平臺(tái)之間的空白。
我國(guó)研制的第三代大型靜止軌道衛(wèi)星平臺(tái)——東方紅四號(hào)衛(wèi)星平臺(tái),具有輸出功率大、承載能力強(qiáng)和服務(wù)壽命長(zhǎng)等特點(diǎn),可用于建造大容量固定通信衛(wèi)星、移動(dòng)通信衛(wèi)星、數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星等,并具有確保信息傳輸安全可靠的有效技術(shù)手段。
東方紅四號(hào)衛(wèi)星平臺(tái)設(shè)計(jì)壽命為15年,我國(guó)現(xiàn)已利用它建造了幾十顆通信衛(wèi)星,同時(shí)還研制了性能更高的東方紅四號(hào)增強(qiáng)型衛(wèi)星平臺(tái)。
在2008年汶川大地震中,震區(qū)的地面通信系統(tǒng)均受到不同程度損毀,難以滿足通信的基本需求。當(dāng)時(shí),受災(zāi)群眾和救援隊(duì)伍只能依靠租用的國(guó)外移動(dòng)衛(wèi)星電話進(jìn)行聯(lián)系。所以,在地震后,我國(guó)航天專家紛紛呼吁國(guó)家立項(xiàng)研制國(guó)產(chǎn)衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng),首要任務(wù)就是確保在遭受嚴(yán)重自然災(zāi)害時(shí)實(shí)現(xiàn)應(yīng)急通信。為此,從2011年起,我國(guó)便開始研制天通一號(hào)移動(dòng)通信衛(wèi)星。
地球靜止軌道移動(dòng)通信衛(wèi)星的特點(diǎn)是星載收發(fā)天線尺寸很大、衛(wèi)星發(fā)射功率較高,并采用雨衰(降雨引起的信號(hào)衰減簡(jiǎn)稱為“雨衰”)小和信號(hào)傳輸損耗小的L波段或S波段傳輸信號(hào),目的是減小地面用戶終端的尺寸,以便于攜帶和保證通信質(zhì)量。概括來(lái)說(shuō),移動(dòng)通信衛(wèi)星可對(duì)海洋、山區(qū)、草原、森林、戈壁、沙漠實(shí)現(xiàn)無(wú)縫覆蓋,覆蓋對(duì)象涉及車輛、飛機(jī)、船舶和個(gè)人等各類移動(dòng)用戶,其最主要的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在通信終端的小型化和手機(jī)化。
(節(jié)選自《北京日?qǐng)?bào)》2023年9月27日,有刪改;標(biāo)題有改動(dòng),原標(biāo)題為《手機(jī)“衛(wèi)星通話”時(shí)代快來(lái)了嗎》)