人造衛星
新中國70年的航天發展
人造地球衛星按用途可分為試驗衛星、科學衛星和應用衛星3種。從1970年4月24日我國第1顆人造地球衛星東方紅一號升空到現在，我國一直在研製、發射和應用這3種人造地球衛星，創造了很大的社會效益、經濟效益和科技成就。
試驗衛星當先鋒
太空飛行器技術非常複雜，且常採用許多新概念、新技術、新材料和新型設備等，所以在剛開始研製新型衛星時必須反覆試驗。一般是先發射技術試驗衛星，再發射業務衛星。
2012年發射的實踐九號A、B衛星是我國民用新技術試驗衛星系列的首批衛星，主要用於進行衛星長壽命、高可靠、高精度、高性能、國產核心元器件和衛星編隊及星間測量與鏈路等試驗。同年發射的「新技術驗證衛星」和「蜂鳥」試驗載荷主要用於對新型太空飛行器件、設備、材料、方法和微小衛星平台等進行在軌驗證試驗。2015年，我國發射了通信技術試驗衛星一號和吉林一號技術驗證星等。
2016年6月25日，長征七號火箭發射了6種試驗載荷。其中，多用途飛船縮比返回艙用於獲取新型返回艙飛行氣動力和氣動熱數據，驗證可重複使用設計等關鍵技術；遨龍一號空間碎片主動清理飛行器裝載了1台機械臂，用於模擬在太空抓取廢棄衛星和其他大塊碎片，驗證碎片清除關鍵技術；2個「天鴿」飛行器的主要作用是驗證空間組網通信技術，在軌開展信息中繼技術試驗；在軌加註實驗裝置主要是驗證我國的太空加註燃料技術，延長太空飛行器壽命。
2016年11月3日，我國發射了實踐十七號新技術驗證衛星，驗證了30餘項新技術，包括東方紅五號衛星平台關鍵技術、新型電源、新型測量、新型測控、新型電推和新型熱控等技術，其中包括世界上第一套完成在軌飛行驗證的磁聚焦霍爾電推進系統。
2016年11月10日，我國「脈衝星試驗衛星」升空，它是世界首顆嘗試、驗證脈衝星導航技術體制可行性的衛星，為深空探測器導航奠定基礎。
測試中的「脈衝星試驗衛星」
2018年2月2日發射的張衡一號是我國首顆電磁監測試驗衛星，通過監測全球空間電磁場、電離層變化，來探索、研究與地震前兆相關的空間環境信息，用於開展我國及周邊區域的地震前兆跟蹤和空間電磁環境監測數據應用服務，為未來建立地震電磁監測衛星業務化系統進行技術準備。
科學衛星正崛起
科學衛星用於科學探測和研究。它可以不受大氣層的限制和影響，通過衛星上的各類遙感器了解高層大氣、地球輻射帶和極光等空間環境，觀察太陽和其他天體。從「十二五」起，我國開始實施空間科學戰略性先導科技專項，使科學衛星有了較大的發展。
探測衛星
2003年12月30日、2004年7月25日，我國成功實施了「地球空間雙星探測計劃」，先後發射了探測一號和探測二號衛星。它們分別對地球近赤道區和極區2個地球空間環境變化最為重要的區域進行寬能譜粒子、高精度磁場及其波動的探測。這2顆小衛星構成具有明顯創新特色的星座式獨立探測體系，對地球空間暴發生機制和發展規律進行了立體探測。
天文衛星
2015年12月17日，我國發射了第一顆天文衛星—「悟空」暗物質粒子探測衛星。該衛星是目前觀測能段範圍最寬、能量解析度最優的空間探測器，超過國際上所有同類探測器，而且成本較低。
2017年6月15日，我國發射「慧眼」硬X射線調製望遠鏡。它可實現寬波段X射線（1～250keV）巡天，探測大批超大質量黑洞和其他高能天體；定點觀測黑洞和中子星、活動星系等高能天體。「慧眼」曾在2017年10月觀測到中子星及其產生的引力波。
「慧眼」硬X 射線調製望遠鏡飛行示意圖
實驗衛星
2016年4月6日,我國首顆微重力科學實驗衛星—實踐十號升空。它是單次搭載空間實驗項目最多的衛星，開展六大領域19項實驗，專門用於微重力科學和空間生命科學實驗研究。
2016年8月16日，我國發射墨子號量子科學實驗衛星，是國際上首次在空間大尺度下實現星地自由空間量子糾纏分發、量子隱形傳態等實驗。
墨子號量子科學實驗衛星
目前，我國正在研製5顆新的科學衛星，計劃2021年前後發射。這5個項目分別是「太陽風-磁層相互作用全景成像」衛星計劃、「磁層-電離層-熱層耦合」小衛星星座探測計劃、「全球水循環觀測」衛星、「愛因斯坦探針計劃」和「先進天基太陽天文台」。
應用衛星閃金光
通信衛星
（1）固定通信衛星
第一代固定通信衛星採用東方紅二號小容量衛星平台，它於1984年4月8日首次成功發射並運行，後來又發射了多顆，大大改變了當時我國邊遠地區收視難、通信難的狀況。第二代固定通信衛星採用東方紅三號中容量衛星平台，它於1997年5月12日成功發射並運行，此後陸續用於「中星」、鑫諾三號、天鏈一號等通信衛星甚至「北斗」導航衛星和嫦娥一號、二號繞月探測器等。我國還研製了更先進的東方紅三號A、B衛星平台。第三代固定通信衛星採用東方紅四號大容量衛星平台，具有輸出功率大、承載能力強和服務壽命長等特點，達到國際同類通信衛星的先進水平。我國現已用東方紅四號衛星平台打造、發射了多顆通信衛星。目前，我國正在研製東方紅四號E（增強型）、東方紅四號SP（全電推）等新型衛星平台。
（2）數據中繼衛星
數據中繼衛星被稱為「衛星的衛星」，主要用於轉發低軌太空飛行器與地面之間的實時數據。2008年4月25日，我國成功發射並運行了第一顆數據中繼衛星天鏈一號的01星，此後又發射了3顆第一代數據中繼衛星天鏈一號,使我國測控覆蓋率接近100%，並能提供百兆以上的高數據傳輸速率。2019年3月31日，我國又發射了首顆第2代數據中繼衛星天鏈二號，具有更高傳輸速率，服務多目標。
（3）移動通信衛星
2016年8月6日，我國首顆移動通信衛星—天通一號01星升空。該衛星能夠達到國際第三代移動通信衛星水平，能夠滿足用戶多樣化通信需求，可以為車輛、飛機、船舶和個人等移動用戶提供話音、數據等通信服務，並可以實現用戶終端的小型化、手機化。它標誌著我國正式加入地球同步軌道移動通信衛星俱樂部。
（4）高通量衛星
2017年4月12日，我國首顆高通量通信衛星—實踐十三號/中星十六號衛星升空。該衛星採用了Ka頻段、雷射通信和電推進等新技術。這是我國首顆高通量通信衛星，通信總容量達20Gbit/s。該衛星一舉突破了我國高軌衛星領域電推進、Ka頻段多波束寬頻通信系統、雷射通信等多項關鍵技術。
（5）電視直播衛星
2017年6月19日，我國首顆自製電視直播衛星中星九號A升空。它採用東方紅四號衛星平台，裝有24台Ku頻段轉發器，5副天線。主要用於廣播和電視直播業務服務，覆蓋中國大陸本土、海南島、港、澳、台和南海等地區，增加了南海區域波束天線，填補了電視直播衛星在南海區域覆蓋的空白。
（6）未來通信衛星
今後，我國還將研製寬頻多媒體衛星、東方紅五號超大型衛星平台等，還將建造「鴻雁」全球移動寬頻衛星網際網路系統。2018年12月29日，「鴻雁」星座首顆試驗星成功發射，標誌著「鴻雁」星座的建設全面啟動。此前的2018年12月22日，「虹雲」工程的首顆衛星也成功發射並進入預定軌道。
遙感衛星
（1）陸地衛星
返回式衛星。這是中國最早的應用衛星，先後有24顆入軌、23顆回收。用這些返回式衛星不僅進行了遙感、微重力實驗和新技術試驗，還為掌握載人飛船返回技術提供了重要借鑑。
資源衛星。這是當代最先進的勘測手段，具有大範圍、快速、定期和綜合觀測等優點，從而發現了許多以前因人跡未到或手段落後而沒有找到的自然資源。中巴已合作研製並發射成功了4顆資源一號衛星，最高解析度為2.36m。我國獨自研製了3顆資源二號和2顆資源三號衛星
高分衛星。「高分」系列衛星覆蓋了從全色/多光譜到高光譜，從光學到雷達，從太陽同步軌道到地球同步軌道等多種類型，構成了一個具有高空間解析度、高時間解析度和高光譜解析度能力的對地觀測系統。
高分五號高光譜綜合觀測衛星
商用衛星。2015年10月7日發射的吉林一號組星是我國首批開發的商用遙感衛星。此後，吉林長光衛星技術有限公司、長沙天儀空間科技研究院有限公司等民營公司又研製、發射了多顆商業遙感小衛星。中國航天科技集團有限公司先後發射了兩批（每批2顆）0.5m解析度商用遙感衛星高景一號，實現了非常高的觀測效能。
環境衛星。2008年9月6日，我國環境與災害監測預報小衛星星座的首批衛星——環境一號A、B衛星升空，它們可獲高時間解析度、中等空間解析度觀測數據,對我國大部分地區實現每天一次重複觀測。2012年11月19日，環境一號C衛星升空。該衛星是我國首顆民用雷達衛星，與環境一號A、B組成「2＋1」星座。
（2）氣象衛星
我國是世界第三個同時擁有極軌氣象衛星（風雲一號、三號）和靜止氣象衛星（風雲二號、四號）的國家。目前，我國已成功發射17顆「風雲」氣象衛星，其中8顆在軌穩定運行。
我國自主研製的首顆全球大氣二氧化碳觀測科學實驗衛星（簡稱「碳衛星」）於2016年12月22日發射，為我國政府開展氣候變化談判和環境外交提供重要支撐。
到2025年，我國還計劃發射12顆大氣觀測衛星，包括3顆風雲三號衛星，3顆風雲四號衛星，2顆降水測量雷達衛星以及晨昏軌道衛星、靜止軌道微波探測衛星、高精度溫室氣體綜合探測衛星、大氣環境監測衛星各1顆。
（3）海洋衛星
我國現已發射了3顆海洋一號水色衛星、2顆海洋二號海洋動力環境衛星和1顆「中法海洋衛星」。其中，「中法海洋衛星」是由中國和法國聯合研製的首顆用于海洋動力環境監測的衛星。該衛星裝有全球首台新型體制的微波散射計和全球首台新型體制的雷達波譜儀，可實現海風和海浪同步觀測。
「中法海洋衛星」進行質量特性測試
導航衛星
我國衛星導航系統的建設分三個階段實施：1994－2000年為第一階段，我國先後發射了2顆北斗一號導航衛星（後來又發射2顆備份星），建成了世界首個有源區域衛星導航系統，我國成為世界第3個擁有衛星導航系統的國家；2004－2012年底為第二階段，我國陸續發射了16顆北斗二號導航衛星，建成了由14顆衛星組成的、採用無源與有源衛星導航方式相結合的區域衛星導航系統；2009－2020年為第三階段，我國將先後發射30顆北斗三號導航衛星，建成採用無源與有源導航方式相結合的全球衛星導航系統。
從2017年11月5日發射首批北斗三號衛星起，我國正式開始建造「北斗」全球衛星導航系統。與北斗二號相比，除了服務區域由區域覆蓋擴大到全球覆蓋外，北斗三號在精度和可靠性上都有很大的提高。2018年12月27日，北斗三號完成基本系統建設，向全球提供服務。
「北斗」發展藍圖是構建國家綜合定位、導航與授時（PNT）體系建設，以「北斗」系統為核心，建成天地一體（包括太空、地面、水下、室內）、覆蓋無縫、安全可信、高效便捷的國家綜合定位、導航與授時體系，顯著提升國家時空信息服務能力，滿足國家安全和國民經濟需求，為全球用戶提供更為優質的服務。
來源：《國際太空》2019年第9期
作者：龐之浩 賀勛
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