東方紅二號(DFH-2),是中國研制的地球靜止軌道通信衛(wèi)星,。
1984年4月8日,,中國用長征三號火箭發(fā)射東方紅二號試驗通信衛(wèi)星。東方紅二號衛(wèi)星的主體為圓柱形,,高3.6米,,直徑2.1米,質(zhì)量為441千克,,衛(wèi)星上有2個C波段轉(zhuǎn)發(fā)器,,可在每天24小時內(nèi)進行全天候通信。
東方紅二號試驗通信衛(wèi)星于1984年4月16日成功定點于東經(jīng)125°赤道上空,,是中國第一顆地球靜止軌道通信衛(wèi)星,,進行包括電話、電視和廣播等各項通信試驗,,開始了使用中國自己的通信衛(wèi)星進行衛(wèi)星通信的歷史,。
1988年3月7日,中國發(fā)射成功東方紅二號甲實用通信廣播衛(wèi)星(DFH-2A),,衛(wèi)星定點在東經(jīng)87.5°,。星上配置了4個C波段通信轉(zhuǎn)發(fā)器,能進行4個頻道電視轉(zhuǎn)播,,電話傳輸能力3000路,,設計壽命4.5年。隨后發(fā)射的2顆衛(wèi)星在軌服務,推動中國衛(wèi)星通信和電視轉(zhuǎn)播跨入一個新階段,,大大改變了邊遠地區(qū)收視難,、通信難的狀況,在中國電視傳輸,、衛(wèi)星通信及對外廣播中發(fā)揮了巨大作用,。
1970年4月24日中國第一顆人造地球衛(wèi)星東方紅一號發(fā)射成功后,不久,,中國人民解放軍通信兵部提出了發(fā)射靜止通信衛(wèi)星,,發(fā)展中國衛(wèi)星通信事業(yè),擺脫通信落后狀態(tài)的建議,。為此,,中國空間技術(shù)研究院開展了可行性論證,。
在1970年6月召開的“706”會議和11月9日名開的“119”會議上提出了中國通信衛(wèi)星總體方案的初步設想,。與會各單位通過對國外衛(wèi)星通信發(fā)展狀況分析,對各種不同軌道的衛(wèi)星通信方案比較,,大家一致建議選用靜止軌道通信衛(wèi)星方案,。“一步走”的方案,,既不像美國那樣先進行中低軌道衛(wèi)星通信試驗,,也不像蘇聯(lián)那樣先發(fā)射大橢圓軌道衛(wèi)星實施衛(wèi)星通信,而是直接發(fā)射靜止試驗通信衛(wèi)星,,進行衛(wèi)星通信試驗,。
1972年初,美國總統(tǒng)尼克松訪華帶來的衛(wèi)星通訊地面站引起了中國科學家的極大興趣,。周恩來總理遺憾地說:“可惜的是,,天上如今還沒有我們中國的通信衛(wèi)星?!蹦菚r的中國迫切需要擁有自己的通信衛(wèi)星來提升自身的科技實力,。在美國、日本領導人訪問期間,,郵電部,、廣播事業(yè)局利用地球站通過國際通信衛(wèi)星進行了通信和電視轉(zhuǎn)播。衛(wèi)星通信的優(yōu)越性引起了他們極大興趣,,對在研的通信衛(wèi)星提出了使用要求,。經(jīng)過衛(wèi)星總體部分析論證和與解放軍的多次協(xié)調(diào),一致同意將原來軍用的衛(wèi)星變?yōu)檐娒窆灿玫男l(wèi)星,,并將原定的通信頻段改為與國際通信衛(wèi)星一致的頻段,。
1974年5月19日,周恩來總理批示了一封詳細闡述中國發(fā)展通信衛(wèi)星的重要意義的信:請計委、國防科委盡快將衛(wèi)星通信的制造,、協(xié)作和使用方針定下來,,然后再按計劃分工做出規(guī)劃,督促進行,。
1975年3月31日,,毛澤東主席圈閱、并經(jīng)中央軍委批準的國家計委和國防科委上報的《關于發(fā)展我國通信衛(wèi)星問題的報告》,。至此,,中國發(fā)展通信衛(wèi)星這一工程終于落地,由于報告被簽署的日期是3月31日,,因此,,“331工程”也就成了中國通信衛(wèi)星工程的代號。
通信衛(wèi)星研制任務由中國空間技術(shù)研究院承擔,,孫家棟任衛(wèi)星總設計師,、戚發(fā)軔任衛(wèi)星副總設計師。
試驗通信衛(wèi)星的研制,,大體分為三個階段:1975年至1977年3月為方案設計階段:1977年4月至1979年10月為初樣研制階段:1979年11月至1984年4月為正樣衛(wèi)星研制和發(fā)射實施階段,。
在通信衛(wèi)星研制啟動的同時,研究確定用于發(fā)射衛(wèi)星的長征三號新型運載火箭研制也抓緊展開,,其分工是中國運載火箭技術(shù)研究院負責火箭的總體設計及第三級火箭的研制,,上海機電二局負責研制一、二級火箭及控制,、遙測,、外彈道測量系統(tǒng)的大部分儀器和地面檢測設備。長征三號運載火箭的總設計師為謝光選,、副總設計師為范士合,。
1983年9月9日,兩顆東方紅二號試驗通信衛(wèi)星(0A星,、0B星),、地面測試設備從北京出發(fā)運往發(fā)射場。
1984年1月29日,,第一枚長征三號運載火箭載著東方紅二號0A星騰空而起,,帶著人們的期望,沖向太空,??呻S后,火箭三級發(fā)動機二次啟動后,,推力消失,,未能將衛(wèi)星送入預定的地球同步轉(zhuǎn)移軌道,。
1984年4月8日19點20分,東方紅二號0B星在長征三號火箭托舉下發(fā)射升空,,衛(wèi)星被成功送入地球同步轉(zhuǎn)移軌道,,發(fā)射取得成功。
東方紅二號衛(wèi)星的主體為圓柱形,,高3.6米,,直徑2.1米,質(zhì)量為441千克,。衛(wèi)星上有2個C波段轉(zhuǎn)發(fā)器,,可在每天24小時內(nèi)進行全天候通信,包括電話,、電視和廣播等各項通信試驗,,開始了用中國自己的通信衛(wèi)星進行衛(wèi)星通信的歷史。
該衛(wèi)星采用地球同步軌道,,能覆蓋中國全境及周圍一些地區(qū),。衛(wèi)星采用自旋穩(wěn)定,其設計壽命為2年,。通過“東方紅”二號衛(wèi)星,,一舉實現(xiàn)了覆蓋中國全國的信號傳輸,,解決了軍用通信和遠洋船只的通信問題,,徹底改變了邊遠地區(qū)通信落后的狀況。
東方紅二號通信衛(wèi)星由中國空間技術(shù)研究院研制,,其設計壽命為3年,,是中國二十世紀末用于遠距電視傳輸?shù)男l(wèi)星。該衛(wèi)星采用地球同步軌道,,其中第一顆定點于東經(jīng)125°赤道上空,。
東方紅二號通信衛(wèi)星10個分系統(tǒng)組成:結(jié)構(gòu)、電源,、控制(含推進),、通信、遙測,、遙控,、跟蹤、天線,、遠地點發(fā)動機(AKM)以及溫控分系統(tǒng),。其中的通信、遙測,、遙控,、跟蹤及天線分系統(tǒng)又統(tǒng)稱為無線電分系統(tǒng),該系統(tǒng)的部分設備及功能采取了綜合利用的方式。
東方紅二號甲通信衛(wèi)星采用雙自旋穩(wěn)定,,其雙旋體為圓筒形的衛(wèi)星本體和外伸于本體頂端的天線系統(tǒng),,整星縱橫慣量比大于1.1。衛(wèi)星本體以50±10轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速繞縱軸旋轉(zhuǎn),,保持其在慣性空間的穩(wěn)定,。衛(wèi)星定點后,外伸天線以機械消旋方式與衛(wèi)星本體相同轉(zhuǎn)速反方向旋轉(zhuǎn),,使定向天線始終指向地面,,保持其波束覆蓋中國本上95%以上的面積,在該覆蓋區(qū)內(nèi),,衛(wèi)星的等效全向輻射功率(EIRP)大315dBW,。
衛(wèi)星上有4路一次變頻式轉(zhuǎn)發(fā)器,工作于C波段(6/4GHz),,可轉(zhuǎn)發(fā)4路彩色電視或大約2400路雙向電話,。衛(wèi)星壽命期內(nèi)應確保累積有三路轉(zhuǎn)發(fā)器正常工作。
衛(wèi)星上有兩臺同時工作于C波段的應答機,,用于測距,、測速和測角,并用作謠測發(fā)射機和謠控接收機,。
衛(wèi)星上遙測有編碼遙測和調(diào)頻模擬遙測兩種方式,,前者用于傳輸星上姿態(tài)參數(shù)各種工程參數(shù)以及高空物理參數(shù),后者用于傳輸7個姿態(tài)脈沖,、一個時延脈沖及一個幀脈沖,;遙控也采用了編碼調(diào)制方式,雙套熱備份,,與應答機交叉連接,,兩套副載波頻率,能可靠地工作,。
衛(wèi)星上的硅太陽電池陣和三級鎳鎘電池分別在光照和星蝕期給衛(wèi)星主供電母線提供功率,。
衛(wèi)星采取了被動溫控為主、主動(電加熱)溫控為輔的方案,,在整星不密封的情況下,,保證星內(nèi)儀器工作在正常的溫度范圍之內(nèi)(絕大多數(shù)儀器的工作溫度范圍為-20~40C,個別儀器允許范圍大些),。
衛(wèi)星上的遠地點發(fā)動機(AKM),,是采用端羥基聚丁烯復合推進劑的固體發(fā)動機,能為衛(wèi)星提供1889米/秒的速度增量,,使衛(wèi)星軌道變?yōu)槌嗟榔矫娴?、圓形同步高度的軌道,。
東方紅二號、東方紅二號甲通信衛(wèi)星基本參數(shù)
-東方紅二號試驗通信衛(wèi)星(DFH-2)東方紅二號甲實用通信衛(wèi)星(DFH-2A)
衛(wèi)星形體 圓柱體
星體高 3.6米 3.75米
星體直徑 2.1米
質(zhì)量 441千克 1044千克
穩(wěn)定方式 雙自旋穩(wěn)定
通信天線 全球覆蓋通信天線
傳輸信息 轉(zhuǎn)發(fā)廣播,、電話,、電報、數(shù)傳,、轉(zhuǎn)發(fā)電視,、廣播、電話,、電報,、數(shù)傳、
傳真等信號 傳真等信號
設計壽命 2年(實際壽命4年)4.5年
轉(zhuǎn)發(fā)器數(shù)量 2 4
電視轉(zhuǎn)播頻道 2(設計) 4
電話傳輸能力 1000路 3000路
地面站天線直徑 設計10米,、實際3米 3米
定點位置 東經(jīng)125°赤道上空 3顆分別定點:東經(jīng)87.5°,、
110.5°和98°
軌道高度 3.6萬千米 3.6萬千米
保持偏差 經(jīng)度和緯度小于正負1度 偏心率0
軌道傾角 0度 0度
運行周期 24小時 23小時56分04秒(理論值)
東方紅二號通信衛(wèi)星的有效載荷分兩部分:通信轉(zhuǎn)發(fā)器和通信天線。
東方紅二號衛(wèi)星上有兩套通信轉(zhuǎn)發(fā)器,,通信天線為圓極化全球波束定向天線,,上行頻率為6225~6425兆赫,下行頻率為4000~4200兆赫,,每天可二十四小時全天候通信,,可轉(zhuǎn)發(fā)電視、廣播,、電話,、電報、數(shù)傳,、傳真等各種模擬和數(shù)字通信信息,。
東方紅二號衛(wèi)星上的全向天線沒有采用裝于星體頂部的環(huán)狀振子天線,,而采用裝于定向天線頂部的雙圓盤天線,,以達到減輕重量和改善方向性圖的目的:不利用轉(zhuǎn)發(fā)器傳送測距信號,而利用專用應答機傳送:應答機還采用鎖相接收技術(shù)實現(xiàn)精確測軌,,以滿足地面單站定軌要求,;姿態(tài)測量不采用雙套編碼遙測互為備份,而采用編碼與模擬遙測互為備份,;消旋天線驅(qū)動系統(tǒng)不采用步進電機,,而采用先進的無刷電機等。
1984年4月8日,,東方紅二號衛(wèi)星進入地球準同步軌道向預定位置漂移時,,出現(xiàn)衛(wèi)星上的蓄電池溫度超過設計指標的上限值,并不斷上升的情況,。經(jīng)分析衛(wèi)星發(fā)熱是由于衛(wèi)星太陽能電池陣功率過剩引起的,,于是果斷地做出了應急故障處置決定,,減小充電電流,使蓄電池停止升溫,。經(jīng)地面發(fā)出了調(diào)整衛(wèi)星姿態(tài)的指令,,將太陽入射角由垂直照射增加到151度,使衛(wèi)星幾乎平躺在軌道上,。指令發(fā)出后,,衛(wèi)星溫度停止上升恢復到正常工作狀態(tài)。
1984年4月16日18時27分57秒,,東方紅二號通信衛(wèi)星經(jīng)過一路漂泊,,終于成功定點于東經(jīng)125°的赤道上空。中國航天首次征服了距離地球三萬六千公里的軌道,,它標志著中國成為世界上第三個掌握火箭氫氧發(fā)動機技術(shù),、第五個能夠獨立研制發(fā)射靜止軌道通信衛(wèi)星的國家。
1984年4月18日上午10點,,時任國防部部長的張愛萍在北京指揮所通過東方紅二號0B星,,撥通了新疆維吾爾自治區(qū)書記王恩茂的電話,通話聲清晰穩(wěn)定,,衛(wèi)星通信成功,。同日,中共中央,、國務院、中央軍委向全體從事東方紅二號衛(wèi)星研制和試驗的人員發(fā)出了賀電,。4月30日,,在人民大會堂隆重舉行了慶祝中國試驗通信衛(wèi)星發(fā)射成功大會,黨和國家領導人出席了大會,。
1984年5月14日,,東方紅二號通信衛(wèi)星正式交付使用,進入了長期運行管理階段,。同時,,北京、南京,、烏魯木齊,、昆明、拉薩等地的地球站及核潛艇衛(wèi)星通信站先后投入使用,,初步形成了衛(wèi)星通信網(wǎng)絡,。
1984年4月8日中國首次成功發(fā)射試驗通信衛(wèi)星東方紅二號,成為世界上第五個掌握衛(wèi)星通信能力的國家,。由“長征”3號運載火箭發(fā)射,。共研制和發(fā)射3顆東方紅二號衛(wèi)星,,從1970年開始研制到第三顆星發(fā)射,經(jīng)歷了近16年,。
東方紅二號通信衛(wèi)星主要有兩個型號DFH-2,、DFH-2A:
東方紅二號(代號:DFH-2,內(nèi)部代號:STW-1,,即試驗通信衛(wèi)星一號),,是中國研制發(fā)射的第一代試驗通信衛(wèi)星。東方紅二號首發(fā)試驗通信衛(wèi)星上配置2個C波段轉(zhuǎn)發(fā)器,,可在每天24小時內(nèi)進行全天候通信,,包括電話、電視和廣播等各項通信試驗,,開始了使用用中國自己的通信衛(wèi)星進行衛(wèi)星通信的歷史,。
東方紅二號甲(代號:DFH-2A)是在東方紅二號(STW-1)基礎上改進研制的實用型通信衛(wèi)星,東方紅二號甲采用了新的設計方案,,性能不斷增強,,壽命不斷延長,衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器由2個增加到4個,,使電視轉(zhuǎn)播能力由2個頻道增加到4個,,電話傳輸能力由1000路增加到3000路,設計壽命由3年增加到4年半,。由于技術(shù)上有了適當?shù)母倪M,,其傳輸質(zhì)量超過了當時中國租用的“國際通信衛(wèi)星”。
1986年2月1日,,在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心由長征三號火箭發(fā)射了東方紅二號實用通信廣播衛(wèi)星首星成功,,中國衛(wèi)星通信由試驗階段進入實用階段。
1988年3月7日,、12月22日和1990年2月4日,,中國又相繼發(fā)射了3顆東方紅二號甲實用通信衛(wèi)星,分別定點于東經(jīng)87.5度,、110.5°度和98°度,。該三顆衛(wèi)星的發(fā)射成功開創(chuàng)了中國衛(wèi)星通信的實用化階段。
東方紅二號通信衛(wèi)星,,作為中國首顆地球靜止軌道通信衛(wèi)星在多方面取得技術(shù)創(chuàng)新。
東方紅二號首發(fā)衛(wèi)星是試驗通信衛(wèi)星,,衛(wèi)星可轉(zhuǎn)發(fā)廣播,、電話、電報,、數(shù)傳,、傳真等各種模擬和數(shù)字通信信息,。衛(wèi)星選擇雙自旋穩(wěn)定方式,選用全球覆蓋通信天線,,轉(zhuǎn)發(fā)器采用中頻轉(zhuǎn)發(fā)式,,以實現(xiàn)高增益放大,采用微波同一載波體制和綜合利用無線電系統(tǒng)方案,,以減少整星設備功耗,、重量、體積和載波頻率,,采用備份設計,,以提高可靠性和保證運行壽命。該星設計壽命2年,,實際工作壽命大大超過了設計要求,。
中國空間技術(shù)研究團隊,后續(xù)利用東方紅二號甲通信衛(wèi)星平臺,,先后研制了多顆“風云”系列靜止軌道氣象衛(wèi)星,。截至1992年,風云二號氣象衛(wèi)星仍然沿用該平臺,,為中國的大氣環(huán)境和自然災害監(jiān)測,、氣候預報做出了巨大貢獻。
1985年,,《試驗通信衛(wèi)星及微波測控系統(tǒng)》獲國家級科技進步特等獎,。
紀念郵票
1986年2月1日,為了紀念中國航天事業(yè)30周年,,中國郵政發(fā)行一套6枚《航天》特種郵票,,第六枚郵票圖案為“玉宇明燈——同步通信衛(wèi)星”,畫面為東方紅二號衛(wèi)星,。
東方紅二號通信衛(wèi)星的發(fā)射成功,,開始了用中國自己的通信衛(wèi)星進行衛(wèi)星通信的歷史。
東方紅二號試驗通信衛(wèi)星的發(fā)射成功,,投入試用,,使中國成為世界上第五個能夠獨立研制、發(fā)射靜止通信衛(wèi)星的國家,,第三個掌握先進低溫火箭技術(shù)的國家,。同時,表明中國在航天技術(shù)以及電子和材料科技發(fā)展方面有了新的突破,。
東方紅二號甲三顆實用通信衛(wèi)星的發(fā)射成功和穩(wěn)定運行,,推動中國衛(wèi)星通信和電視轉(zhuǎn)播跨入一個新階段,大大改變了邊遠地區(qū)收視難,、通信難的狀況,,在我國電視傳輸,、衛(wèi)星通信及對外廣播中發(fā)揮了巨大作用。在一段時間里使中國的衛(wèi)星通信轉(zhuǎn)發(fā)器的國產(chǎn)化程度達到了三分之二,,占領了中國國內(nèi)衛(wèi)星通信的半壁江山,,從而使中國衛(wèi)星通信事業(yè)進入了一個全新的階段。東方紅二號實用通信衛(wèi)星的成功發(fā)射和可靠穩(wěn)定運行,,為改革開放中的中國經(jīng)濟建設和國防事業(yè)做出了巨大的貢獻,。(中國政府網(wǎng)、網(wǎng)易新聞,、中國衛(wèi)星應用大會,、《中國航天》評)