“帕拉帕-D”通信衛(wèi)星在我國(guó)發(fā)射

劉進(jìn)軍

老當(dāng)益壯的衛(wèi)星公司

法國(guó)泰雷茲阿萊尼亞宇航公司是個(gè)老資格的衛(wèi)星制造公司。1879年,法國(guó)湯姆遜集團(tuán)成立,公司經(jīng)營(yíng)范圍涉及電子通信、航空航天、國(guó)防軍事。湯姆遜集團(tuán)旗下的泰雷茲公司是研制航空航天器為主的公司。2007年4月,法國(guó)泰雷茲并購(gòu)阿爾卡特?朗訊公司的宇航公司的宇航事業(yè)部分,組建法國(guó)泰雷茲阿萊尼亞宇航公司,總部在法國(guó)戛納,員工7000。

法國(guó)泰雷茲阿萊尼亞宇航公司的航天器享譽(yù)世界,是世界上主要航天器制造商。它在人造衛(wèi)星、宇宙飛船、空間探測(cè)器、空間站、太空望遠(yuǎn)鏡、空天飛機(jī)等尖端領(lǐng)域都領(lǐng)導(dǎo)世界潮流。著名的“歐洲之星”通信衛(wèi)星、英法德等國(guó)的軍事通信衛(wèi)星、“伽利略”導(dǎo)航衛(wèi)星、“羅塞塔”慧星探測(cè)器、“火星快車”號(hào)火星探測(cè)器、“金星快車”號(hào)金星探測(cè)器,“國(guó)際”空間站的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)艙、不久前發(fā)射的“赫歇爾-普朗克”太空望遠(yuǎn)鏡都是法國(guó)泰雷茲阿萊尼亞宇航公司的名片。中國(guó)的“中星-6B”、“中星-9”號(hào)也是法國(guó)泰雷茲阿萊尼亞宇航公司的妙手之作。

法國(guó)泰雷茲阿萊尼亞宇航公司的衛(wèi)星平臺(tái)有6個(gè)系列:“Spacebus -100”、“Spacebus -300”、“Spacebus-2000”、“Spacebus-3000”、“Spacebus-4000”和“Ekspress-4000”。先進(jìn)的“Spacebus”型衛(wèi)星平臺(tái)被各衛(wèi)星公司和衛(wèi)星制造公司采用較多。

“Spacebus-4000B3”衛(wèi)星平臺(tái)

“Spacebus-4000”系列起源于3000系列,是3000系列的升級(jí)版,應(yīng)用于通信衛(wèi)星的Ku、C、Ka、X、S、L頻段?！癝pacebus-4000”系列供電系統(tǒng)增加了50伏特到100伏特;裝備了新型的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它也是第一種設(shè)計(jì)了靜止軌道衛(wèi)星跟蹤系統(tǒng)和軌道控制系統(tǒng)的平臺(tái)?！癝pacebus-4000”系列衛(wèi)星平臺(tái)有“Spacebus-4000B”和“Spacebus-4000C”兩種,共7種型號(hào)。

“Spacebus-4000B1”和“Spacebus-4000B2”衛(wèi)星平臺(tái),高2～2.2米,應(yīng)用于小型通信衛(wèi)星,如土耳其衛(wèi)星電視公司(Turksat)的“Turksat-3A”衛(wèi)星、挪威電信公司的“Thor-6”衛(wèi)星、埃及Nilesat衛(wèi)星公司的“Nilesat-201”。

“Spacebus-4000B3”衛(wèi)星平臺(tái)高3.7米,重3噸,太陽(yáng)能帆板功率8.5千瓦。法國(guó)的兩顆通信衛(wèi)星,毛里求斯的泛非衛(wèi)星公司(RascomStar)的“RascomStar-QAF”衛(wèi)星等采用“Spacebus-4000B3”衛(wèi)星平臺(tái)。“帕拉帕-D”衛(wèi)星是第5顆采用“Spacebus-4000B3”平臺(tái)的衛(wèi)星。

“Spacebus-4000C1”衛(wèi)星平臺(tái)有4米高,重3噸,太陽(yáng)能帆板能夠產(chǎn)生8.5千瓦的電力。韓國(guó)的“Koreasat- 5”號(hào)采用“Spacebus-4000C1”平臺(tái)。2006年8月22日,“Koreasat- 5”在赤道附近的海上發(fā)射平臺(tái)“奧德賽”號(hào)發(fā)射了。

“Spacebus-4000 C2”衛(wèi)星平臺(tái)高4.5米,重3噸,太陽(yáng)能帆板產(chǎn)生功率10.5千瓦?！爸行?6B”和“中星-9”號(hào)就是采用“Spacebus-4000B3”衛(wèi)星平臺(tái)。

“Spacebus-4000C3”衛(wèi)星平臺(tái)高5.1米,太陽(yáng)能帆板產(chǎn)生13千瓦功率。到目前為止,已經(jīng)有7顆衛(wèi)星裝載了“Spacebus-4000C3”衛(wèi)星平臺(tái)。美國(guó)通信公司(SES Americom)的一顆通信衛(wèi)星、俄羅斯“Gazprom ”衛(wèi)星公司的2顆“雅馬爾”通信衛(wèi)星、美國(guó)海事衛(wèi)星公司的后繼通信衛(wèi)星、歐洲“EuropaSat”公司在建的“Eutelsat-W3B”衛(wèi)星、“歐洲之星”也裝載“Spacebus-4000C3”衛(wèi)星平臺(tái)?！皻W洲之星”支持全歐洲范圍內(nèi)S頻段頻譜分配的全兼容,為歐洲提供移動(dòng)寬帶和雙路通信服務(wù)。2011年將發(fā)射的“歐洲之星”衛(wèi)星攜帶一個(gè)工作在2GHz的有效載荷,利用直徑12米的大型S頻段天線產(chǎn)生9個(gè)S頻段用戶點(diǎn)波束。

“Spacebus-4000C4”衛(wèi)星平臺(tái)高5.5米,重5.9噸,太陽(yáng)能帆板產(chǎn)生功率為16千瓦。2008 年12月10日,加拿大發(fā)射的“天藍(lán)色-2”通信衛(wèi)星;2009 年11月,歐洲“EuropaSat”公司將發(fā)射的“Eutelsat- W2”和“Eutelsat-W7”衛(wèi)星裝載了“Spacebus-4000C4”衛(wèi)星平臺(tái)。

1985年到2009年4月,共計(jì)劃建造了“Spacebus-4000”系列衛(wèi)星平臺(tái)56臺(tái),發(fā)射了52臺(tái),失敗1臺(tái),發(fā)射失蹤了4臺(tái)?，F(xiàn)在,還有12臺(tái)“Spacebus-4000”安裝在各衛(wèi)星上,等待新的發(fā)射。

拯救“帕拉帕”

“帕拉帕-D”發(fā)射時(shí),“長(zhǎng)征三號(hào)乙”運(yùn)載火箭點(diǎn)火起飛一切正常?；鸺弧⒍?jí)飛行按飛行程序準(zhǔn)時(shí)分離,三級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)的第一次點(diǎn)火成功。按計(jì)劃當(dāng)三級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)二次點(diǎn)火后,火箭應(yīng)當(dāng)將衛(wèi)星送到近地點(diǎn)200±30千米,遠(yuǎn)地點(diǎn)35786±120 千米,軌道傾角28.5°的轉(zhuǎn)移軌道。由于三級(jí)火箭其中一臺(tái)氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)推力不夠,衛(wèi)星卻進(jìn)入了近地點(diǎn)186千米,遠(yuǎn)地點(diǎn)約32000千米的軌道,未能將衛(wèi)星送入預(yù)定軌道。8月31日22點(diǎn)左右,法國(guó)的地面測(cè)控網(wǎng)捕獲“帕拉帕-D”衛(wèi)星信號(hào),衛(wèi)星還“活著”。

火箭發(fā)射衛(wèi)星的風(fēng)險(xiǎn)很大,成功率一般為92%?！伴L(zhǎng)征三號(hào)乙”運(yùn)載火箭未將“帕拉帕-D”衛(wèi)星送入轉(zhuǎn)移軌道,屬于部分成功。對(duì)于未入軌、在低軌道的衛(wèi)星,只有兩種拯救方案。

1.自我拯救:衛(wèi)星點(diǎn)火啟動(dòng)自身的火箭發(fā)動(dòng)機(jī),產(chǎn)生足夠的動(dòng)力進(jìn)行變軌,到達(dá)轉(zhuǎn)移軌道,從低軌道逐步進(jìn)入高軌道,最后到達(dá)靜止軌道,在指定的軌位上定位。自我拯救有一個(gè)致命的缺點(diǎn),衛(wèi)星變軌、長(zhǎng)途飛行、提升高度將損耗寶貴的燃料,將會(huì)大大縮短衛(wèi)星的設(shè)計(jì)壽命。如果從現(xiàn)在的高度拯救“帕拉帕”,能成功但損失大。

2.回收后重新發(fā)射。發(fā)射不成功但有挽救希望的衛(wèi)星,可向美國(guó)宇航局申請(qǐng),利用航天飛機(jī)將衛(wèi)星收回,檢修維護(hù)之后重新發(fā)射。這種方案必須具備2個(gè)條件:衛(wèi)星必須在距離地面240～500千米的近地軌道附近,也就是航天飛機(jī)的飛行高度之內(nèi)。衛(wèi)星的價(jià)值必須大于拯救的價(jià)格。航天飛機(jī)救護(hù)的開價(jià),一般是1億美元左右。

根據(jù)“帕拉帕-D”的軌道高度和拯救價(jià)值,法國(guó)泰雷茲阿萊尼亞宇航公司決定啟動(dòng)應(yīng)急方案,拯救“帕拉帕”。雖然,拯救衛(wèi)星比制造衛(wèi)星的風(fēng)險(xiǎn)更大,成功率不高,但值得一試。8月31日,地面指揮中心與法國(guó)泰雷茲阿萊尼亞宇航公司進(jìn)行近地點(diǎn)變軌成功;9月2日,衛(wèi)星進(jìn)入橢圓形的轉(zhuǎn)移軌道。如果“帕拉帕-D”衛(wèi)星要到達(dá)35786千米的靜止軌道,至少需要3次變軌,10天左右的飛行。

拯救“帕拉帕-D”。9月9日,“帕拉帕-D”終于進(jìn)入靜止軌道。法國(guó)泰雷茲阿萊尼亞宇航公司計(jì)算,“帕拉帕-D”的設(shè)計(jì)壽命約8～10年,至少減少5年的使用壽命。9月份,法國(guó)泰雷茲阿萊尼亞宇航公司要進(jìn)行衛(wèi)星測(cè)試和通信實(shí)驗(yàn)。

這是世界上第一次在極低軌道上變軌行動(dòng),并取得成功。法國(guó)泰雷茲阿萊尼亞宇航公司與設(shè)在意大利的地面指揮中心功不可沒。這顯示了歐洲空間控制技術(shù),并為其它國(guó)家提供經(jīng)驗(yàn)。

“帕拉帕”的傳奇

每次衛(wèi)星發(fā)射都有精彩的故事。

美國(guó)肯尼迪航天中心第39A號(hào)發(fā)射臺(tái)是發(fā)射航天飛機(jī)的舉世聞名的發(fā)射臺(tái)。1984年2月3日,印度尼西亞的“帕拉帕-B2”衛(wèi)星在美國(guó)肯尼迪航天中心第39A號(hào)發(fā)射臺(tái)送入太空,但衛(wèi)星到達(dá)轉(zhuǎn)移軌道后發(fā)動(dòng)機(jī)不點(diǎn)火,在低軌道上徘徊,還有墜落大氣層的危險(xiǎn)。

拯救流浪星的行動(dòng)開始了。1984年11月8日,美國(guó)“發(fā)現(xiàn)”號(hào)航天飛機(jī)升空,宇航員艾倫和賈德納在太空施放了一顆加拿大的通信衛(wèi)星和兩顆美國(guó)海軍的間諜衛(wèi)星。11月12日,他們倆太空行走,花了近6個(gè)小時(shí)將美國(guó)的發(fā)射失敗的“Westar-6”衛(wèi)星捉回;14日,宇航員用了5個(gè)多小時(shí)又將印度尼西亞的調(diào)皮鬼——“帕拉帕-B2”衛(wèi)星捕獲。

“Westar-6”衛(wèi)星經(jīng)過維修后賣給香港亞洲衛(wèi)星公司,命名為“亞洲-1”號(hào)廣播衛(wèi)星。1990年4月7日,中國(guó)“長(zhǎng)征-3”號(hào)運(yùn)載火箭在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心將“亞洲-1”號(hào)通信衛(wèi)星重新發(fā)射成功?！芭晾?B2”衛(wèi)星回收維修后,衛(wèi)星專家發(fā)現(xiàn)它還是一顆優(yōu)良的好衛(wèi)星。1990 年4月13日,“帕拉帕-B2”衛(wèi)星改名為“帕拉帕-B2R”號(hào)衛(wèi)星,搭乘“德爾塔”運(yùn)載火箭重返太空。兩次登上太空的衛(wèi)星注定成為著名的衛(wèi)星。印度尼西亞的衛(wèi)星專家說:“一顆子彈能夠打兩次,本身就是一個(gè)傳奇?！边@次“帕拉帕”又創(chuàng)造了一個(gè)傳奇。

電視迷的國(guó)度

印度尼西亞位于亞洲東南部,北緯6°～南緯11°,東經(jīng)95°～141°之間,東西達(dá)5300千米,橫連太平洋與印度洋;南北約2100千米,赤道貫穿全境。印度尼西亞被譽(yù)為千島之國(guó),由17500多個(gè)大小島嶼組成,其中約6000個(gè)有人居住。印度尼西亞國(guó)民2.5億,號(hào)稱世界第四人口大國(guó)。印度尼西亞百姓的普遍嗜好就是看電視,主要方式就是衛(wèi)星電視。

“帕拉帕-D”通信衛(wèi)星屬印度尼西亞INDOSAT公司,具有通信和廣播功能。從1976年7月8日,印度尼西亞發(fā)射第一顆“帕拉帕-A1”以來,共發(fā)射了A系列2顆,B系列5顆(其中一顆發(fā)射失敗后重發(fā)),C系列2顆?！芭晾?D”衛(wèi)星是印度尼西亞的第4代通信衛(wèi)星的第一顆,用于頂替2010年退役的“帕拉帕-C2”衛(wèi)星。

“帕拉帕-D”衛(wèi)星定點(diǎn)于東經(jīng)113°的靜止軌道上,覆蓋印度尼西亞、東盟國(guó)家、中東等亞洲廣大地區(qū)及澳大利亞。中國(guó)的江南、海南、南海地區(qū)能夠接收到“帕拉帕-D”C頻段或Ku頻段信號(hào)。