“東方紅一號”衛(wèi)星和它的“星”伙伴

你知道嗎？太空中的一些衛(wèi)星是人造的。我國目前有數(shù)百顆人造衛(wèi)星，最早與世人見面的是“東方紅一號”衛(wèi)星。

50年前，它由長征一號運載火箭送入太空，一曲嘹亮的《東方紅》響徹寰宇、震動世界。我國由此成為世界上第5個自主研制并發(fā)射人造衛(wèi)星的國家，叩開了通往浩瀚太空的大門。

之后，通信、氣象、導(dǎo)航、高分、空間科學(xué)等各類衛(wèi)星相繼升空，陪伴“東方紅一號”衛(wèi)星。它們和“東方紅一號”衛(wèi)星組成中國衛(wèi)星大家庭，在太空中各司其職，各顯神通。

“東方紅一號”衛(wèi)星

“東方紅，太陽升……”每年4月24日，“東方紅一號”衛(wèi)星都會自帶背景音樂出現(xiàn)在北京上空。

作為我國第一顆人造地球衛(wèi)星，“東方紅一號”衛(wèi)星有不少過人之處。用現(xiàn)在的時髦說法，“東方紅一號”衛(wèi)星整個系統(tǒng)的完成度非常高。

“東方紅一號”衛(wèi)星一“出生”便站到了一個高起點上，它總重173千克，超過了蘇聯(lián)、美國、法國、日本四個國家發(fā)射的第一顆衛(wèi)星的總質(zhì)量之和。

我國用長征一號運載火箭成功將“東方紅一號”衛(wèi)星送入近地點439千米、遠(yuǎn)地點2384千米軌道上，比美國、蘇聯(lián)發(fā)射衛(wèi)星的軌道都要高。時至今日，“東方紅一號”衛(wèi)星還在軌道上飛行，并可能繼續(xù)飛行數(shù)百年。

“東方紅一號”衛(wèi)星在太空中播放《東方紅》，這“歌聲”能被地面上的人們聽見呢。在當(dāng)時，衛(wèi)星能做到這樣可不容易。這是怎么實現(xiàn)的呢？

科研人員從火車站的鐘聲中受到啟發(fā)，用電子線路模擬鋁板琴奏出明快悅耳的《東方紅》。在太空中，《東方紅》樂曲的電磁波波段的信號由“東方紅一號”衛(wèi)星的短波發(fā)射器發(fā)送，再由大型地面站接收，通過廣播電臺轉(zhuǎn)播的方式讓全國人民收聽。

衛(wèi)星樂音短波遙測系統(tǒng)是實現(xiàn)衛(wèi)星“歌聲”聽得見的主要結(jié)構(gòu)。為了拿下這個課題，科研人員將其逐一分解，通過上百次試驗反復(fù)驗證、改進(jìn)，最終用簡單的元器件實現(xiàn)了這一“高科技”。

如果你爸爸告訴你他親眼見過“東方紅一號”衛(wèi)星，應(yīng)該不是在吹牛哦。

“東方紅一號”衛(wèi)星的外形為近似球體的72面體，盡管這種設(shè)計能使它在旋轉(zhuǎn)時閃閃發(fā)光，但由于它的直徑只有1米，本體亮度只相當(dāng)于六等星，人們很難用肉眼看到它。

但是，聰明的中國人自有辦法。原七機部第八設(shè)計院（現(xiàn)中國航天科技集團(tuán)五院508所）的專家們想出了“借箭顯星”的妙招，讓長征一號運載火箭第三級跟“東方紅一號”衛(wèi)星一起入軌，只要能找到火箭，就能找到“東方紅一號”衛(wèi)星。

專家們做了一條聚酰亞胺綢“圍裙”，用它把第三級火箭包起來，在表面鍍上鋁?；鸺S“東方紅一號”衛(wèi)星入軌后，隨著“東方紅一號”衛(wèi)星的旋轉(zhuǎn)，“圍裙”會撐開，直徑達(dá)4米。經(jīng)陽光照射發(fā)光，火箭的亮度接近可觀察的二等星，火箭與“東方紅一號”衛(wèi)星相距不遠(yuǎn)，人們仔細(xì)尋找，也許能看到“東方紅一號”衛(wèi)星。

1970年4月25日20點29分，“東方紅一號”衛(wèi)星飛經(jīng)北京上空，國人沸騰。在全國各地，人們激動地仰望天空，期盼能找到這顆中國星。

如今，許多天文愛好者仍對觀測“東方紅一號”衛(wèi)星樂此不疲。在天氣晴好的日子，他們還會拍攝這顆衛(wèi)星經(jīng)過祖國上空的照片。

另外，“東方紅一號”衛(wèi)星在跟蹤手段、信號傳輸形式和星上溫控系統(tǒng)等技術(shù)方面均超過了美國、蘇聯(lián)等國首顆衛(wèi)星的水平。

看直播沒它不行——通信衛(wèi)星

沒有通信衛(wèi)星，我們看電視、視頻通話、上網(wǎng)都是天方夜譚。

通信衛(wèi)星好像空中信使，收集來自地面的各種“信件”，然后“投遞”到另一個地方的用戶手里，極大地改變了人們的生產(chǎn)和生活方式。

通信衛(wèi)星的軌道一般采用地球靜止軌道，位于地球赤道上空約3.6萬千米處。從地面上看，通信衛(wèi)星像掛在天上不動，這就使地面接收站的工作方便多了。由于位置高，不受地理條件限制，在重大自然災(zāi)害發(fā)生時，它們比其他通信方式更可靠，特殊情況下甚至是唯一的通信手段，重要性不言而喻。

“東方紅一號”衛(wèi)星是一顆試驗通信衛(wèi)星。盡管只能發(fā)射預(yù)設(shè)無線電信號，僅僅工作了短短28天，但它讓中國旋律第一次響徹寰宇。此后的四代中國通信衛(wèi)星都繼承了“東方紅”這個光榮的名字。

1984年4月，“東方紅二號”試驗衛(wèi)星駐留地球靜止軌道，國產(chǎn)衛(wèi)星轉(zhuǎn)播電視、廣播和電話信號的時代就此開始。

1997年5月，“東方紅三號”通信衛(wèi)星成功發(fā)射，其通信容量有了長足進(jìn)步。

研發(fā)于新世紀(jì)之初的“東方紅四號”是我國第一代大型通信衛(wèi)星平臺。多顆“鑫諾”、“中星”通信衛(wèi)星和我國出口多個國家和地區(qū)的通信衛(wèi)星都脫胎于先進(jìn)的“東方紅四號”衛(wèi)星平臺。

2019年12月，長征五號遙三火箭將“實踐二十號”衛(wèi)星送上太空，這是一顆基于“東方紅五號”公用平臺研制的試驗衛(wèi)星?！皷|方紅”衛(wèi)星家族的輝煌還在延續(xù)。

替人類仰望星空——科學(xué)試驗衛(wèi)星

仰望星空，你們是不是對神秘的太空充滿好奇？那么，這些星際的秘密就交給科學(xué)試驗衛(wèi)星家族來揭開！

聽聽這個家族成員的名字吧！“悟空”“墨子號”“慧眼”“張衡一號”……好像離我們很遙遠(yuǎn)，但名頭可都不小。這些衛(wèi)星都運行在高度約500千米的太陽同步軌道上，技能非?！案叽笊稀?，專注研究發(fā)生在地球、行星際空間乃至整個宇宙空間的各類自然現(xiàn)象及其規(guī)律，一有研究成果，就會引發(fā)顛覆性創(chuàng)新，成為人類歷史上的“大動作”。

我們來看看暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星“悟空”吧?！拔蚩铡北纫话愕男l(wèi)星小巧，“三圍”分別為1.5米、1.5米、1.2米，像銀白色的方形蛋糕，是世界上迄今為止觀測能段范圍最寬、能量分辨率最優(yōu)的空間探測器。它利用塑閃陣列探測器、硅陣列探測器和中子探測器探測高能伽馬射線、電子和宇宙射線，并通過其能譜、空間分布來尋找暗物質(zhì)粒子存在的證據(jù)。

陰晴風(fēng)雨等閑看——風(fēng)云氣象衛(wèi)星

裝上先進(jìn)的氣象遙感設(shè)備，衛(wèi)星就成了搬上太空的氣象站。氣象衛(wèi)星“站得高，看得遠(yuǎn)”，不容易受到地面環(huán)境和天氣的影響，可以全天候提供高質(zhì)量的氣象和氣候監(jiān)測數(shù)據(jù)。以1988年首顆“風(fēng)云一號”衛(wèi)星為起點，我國已經(jīng)發(fā)展出了四個系列的風(fēng)云氣象衛(wèi)星。

“風(fēng)云一號”和“風(fēng)云三號”是兩代極軌氣象衛(wèi)星，它們運行在太陽同步軌道上，可以巡視全球各地，進(jìn)行抵近觀測;“風(fēng)云二號”和“風(fēng)云四號”是兩代地球靜止軌道氣象衛(wèi)星，它們堅守在赤道上空的定位點，連續(xù)24小時注視著我國廣袤的大地和海洋。

相得益彰的四代風(fēng)云氣象衛(wèi)星源源不斷地提供精準(zhǔn)及時的氣象數(shù)據(jù)，使得我國的天氣預(yù)報水平穩(wěn)居世界前列，從容應(yīng)對臺風(fēng)、寒潮和旱澇等災(zāi)害性天氣。

登高望遠(yuǎn)尋寶藏——地球資源衛(wèi)星

借助多譜段的遙感設(shè)備，地球資源衛(wèi)星既是森林、農(nóng)田和城市建設(shè)的“普查員”，又擁有能夠發(fā)現(xiàn)地質(zhì)和礦藏秘密的“透視眼”，還是亞馬孫雨林大火等重大災(zāi)害的“警戒哨”。從1999年開始，我國發(fā)展了三個系列的地球資源衛(wèi)星，分別是中巴地球資源衛(wèi)星、中國資源二號衛(wèi)星和資源三號衛(wèi)星。

中巴地球資源衛(wèi)星由我國和巴西共同出資，以我國 “資源一號”衛(wèi)星方案為基礎(chǔ)聯(lián)合研制的。1999年10月，中巴地球資源衛(wèi)星01星（CBERS-01）成功發(fā)射，這是我國第一顆高速傳輸式對地遙感資源衛(wèi)星。2019年12月發(fā)射的中巴地球資源衛(wèi)星04A星，則是該系列衛(wèi)星的第六顆。

中巴雙方在地球資源衛(wèi)星領(lǐng)域的緊密合作，結(jié)束了兩國必須從他國獲得衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)的歷史，成為發(fā)展中國家開展國際航天技術(shù)合作的典范。

巡天組網(wǎng)指航程——北斗導(dǎo)航衛(wèi)星

現(xiàn)在，當(dāng)我們打開手機或者導(dǎo)航儀使用導(dǎo)航服務(wù)時，并不是僅僅接收GPS的衛(wèi)星信號，而是北斗、GPS等衛(wèi)星定位系統(tǒng)的融合信號。

衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是一個國家重要的基礎(chǔ)設(shè)施。在美國GPS、俄羅斯格洛納斯、歐洲伽利略等導(dǎo)航系統(tǒng)紛紛以單一軌道衛(wèi)星部署星座的背景下，中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)獨樹一幟，采用三種軌道衛(wèi)星——MEO衛(wèi)星（地球中圓軌道衛(wèi)星）、GEO衛(wèi)星（地球靜止軌道衛(wèi)星）和IGSO衛(wèi)星（傾斜地球同步軌道衛(wèi)星）組成混合導(dǎo)航星座。這三種不同軌道的衛(wèi)星分別在距離地面約2萬千米、3.6萬千米、3.6萬千米的軌道上運行，既能覆蓋全球，又能提供更高精度的定位和導(dǎo)航服務(wù)。

2000年，兩顆“北斗一號”衛(wèi)星投入運行，初步實現(xiàn)了覆蓋本土的區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航。2009年，北斗三號系統(tǒng)建設(shè)啟動。2012年底，我國建成北斗二號系統(tǒng)，向亞太地區(qū)用戶提供定位、測速、授時等服務(wù)。

今后，無論走到世界哪個角落，人們都可以靠中國的衛(wèi)星導(dǎo)航找到方向。

千里之外察秋毫——“高分”衛(wèi)星

作為中國高分辨率對地觀測系統(tǒng)的天基部分，“高分”衛(wèi)星是一群身懷絕技的“千里眼”，能夠拍攝或測繪最高分辨率小于1米的圖像。

“高分”衛(wèi)星家族的成員超過10位，它們的運行軌道有高有低，觀測手段從可見光到微波一應(yīng)俱全，共同織就了一張疏而不漏的太空觀測網(wǎng)絡(luò)。

2013年發(fā)射的“高分一號”衛(wèi)星是“高分”衛(wèi)星家族的首發(fā)星，眼界開闊的它只需4天就能把地球看個遍;“高分二號”衛(wèi)星是我國第一顆亞米級民用觀測衛(wèi)星，能夠看清地面上的小汽車是兩廂還是三廂;駐守地球靜止軌道的“高分四號”衛(wèi)星24小時凝視下方，能讓大洋中的航母艦隊無所遁形;“高分七號”衛(wèi)星裝備了高精度激光測高儀，能夠生成亞米級3D地面物體圖像……來自一顆顆“高分”衛(wèi)星的高清圖像既滿足了國家安全、經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會管理的需要，又讓人們充分感受到了現(xiàn)代衛(wèi)星遙感技術(shù)的神奇魅力。

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星空浩瀚無比，探索永無止境！未來，太空中還將出現(xiàn)哪些神奇的中國衛(wèi)星？讓我們共同期待吧。