2024-11-30
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中國在衛(wèi)星領(lǐng)域的崛起令人矚目。從衛(wèi)星數(shù)量來看,中國目前擁有 537 顆衛(wèi)星,位居全球第三,與排名第二的俄羅斯和排名第一的美國共同構(gòu)成了世界衛(wèi)星領(lǐng)域的主要力量。在遙感分辨率方面,中國取得了顯著成就,分辨率達到 0.1 米,比肩美國鎖眼偵查衛(wèi)星。例如,高分系列專項工程在李德仁院士的帶領(lǐng)下,不斷突破技術(shù)難關(guān),從最初的 5 米地面分辨率,逐步提升到現(xiàn)在的 0.1 米,實現(xiàn)了跨越式發(fā)展。
中國衛(wèi)星數(shù)據(jù)自給率達 80%,這意味著我國在衛(wèi)星數(shù)據(jù)方面不再依賴進口,擁有了強大的自主能力。同時,中國還向多國出口衛(wèi)星,如實現(xiàn)整星出口的 “尼星一號”,為尼日利亞定制的通信衛(wèi)星,拉開了整星出口的序幕。此后,中國又為委內(nèi)瑞拉、巴基斯坦、玻利維亞等國發(fā)射通信或遙感衛(wèi)星,在國際市場上展現(xiàn)了強大的實力。
中國衛(wèi)星的發(fā)展不僅在數(shù)量和技術(shù)上取得突破,還在國際舞臺上贏得了越來越多的話語權(quán)和競爭力。例如,北斗系統(tǒng)作為中國自主研發(fā)的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),已與俄羅斯達成合作協(xié)議,將加強在北斗和 GLONASS 系統(tǒng)應(yīng)用方面的合作,并計劃在月球建立國際科學(xué)研究站。此外,北斗系統(tǒng)在智能手機、可穿戴設(shè)備等消費產(chǎn)品中得到廣泛應(yīng)用,98% 的國產(chǎn)智能手機支持北斗定位功能。在交通運輸、農(nóng)業(yè)、救災(zāi)減災(zāi)等多個領(lǐng)域,北斗系統(tǒng)也發(fā)揮著重要作用,為各行業(yè)的智能化發(fā)展提供了強有力的技術(shù)支撐。
總之,中國衛(wèi)星在國際舞臺上的崛起,標(biāo)志著我國在航天領(lǐng)域的實力不斷增強,為國家的安全和經(jīng)濟發(fā)展提供了重要保障。
2024 年 9 月 24 日,我國太原衛(wèi)星發(fā)射中心在山東海陽附近海域使用捷龍三號運載火箭,成功將天儀 41 星、星時代 - 15/21/22 衛(wèi)星、馭星二號 05 星、復(fù)旦一號衛(wèi)星、天雁 15 星和吉天星 A - 01 星共 8 顆衛(wèi)星發(fā)射升空,衛(wèi)星順利進入預(yù)定軌道,發(fā)射任務(wù)獲得圓滿成功。此次一箭八星的發(fā)射,展示了我國在航天發(fā)射領(lǐng)域的強大實力和高效執(zhí)行能力。這些衛(wèi)星將分別在國土資源、礦產(chǎn)開發(fā)、智慧城市建設(shè)等行業(yè)發(fā)揮重要作用,為我國的經(jīng)濟發(fā)展和社會進步提供有力的支持。
2024 年 10 月 31 日,愛因斯坦探針衛(wèi)星(“天關(guān)” 衛(wèi)星)在軌交付儀式暨成果發(fā)布會在中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心舉行?!疤礻P(guān)” 衛(wèi)星是我國首顆大視場 X 射線天文衛(wèi)星,自發(fā)射以來已在軌運行 10 個月,取得了多項重要科學(xué)成果。在測試和運行的初期階段,“天關(guān)” 衛(wèi)星已探測到 60 例確定的暫現(xiàn)天體、上千例暫現(xiàn)天體候選體以及 480 多例恒星耀發(fā),探測到上百例已知天體的爆發(fā)。它還成功獲取了由中國自主研制設(shè)備觀測到的首張全天 X 射線天圖,標(biāo)志著 X 射線時域天文領(lǐng)域進入了新的時代。與國際上現(xiàn)有的同領(lǐng)域設(shè)備相比,“天關(guān)” 衛(wèi)星的探測靈敏度和空間分辨率提高了一個數(shù)量級以上。此外,“天關(guān)” 衛(wèi)星還發(fā)現(xiàn)了一例可能的新型暫現(xiàn)天體,對于研究和豐富我們對宇宙的認(rèn)知具有重要意義。
我國探日衛(wèi)星 “羲和號” 獲得國際上首個太陽大氣自轉(zhuǎn)運動的三維圖像,進而發(fā)現(xiàn)了太陽大氣自轉(zhuǎn)的新規(guī)律,這項成果對于研究太陽活動和太陽的演化具有重要的科學(xué)意義?!棒撕吞枴?是我國發(fā)射的首顆太陽探測科學(xué)技術(shù)試驗衛(wèi)星,截至目前,已回傳了超過 500TB 觀測數(shù)據(jù)。南京大學(xué)與中國科學(xué)院云南天文臺、中國航天科技集團有限公司第八研究院的科研人員通過分析 “羲和號” 的觀測數(shù)據(jù),精確繪制出國際首個太陽大氣自轉(zhuǎn)的三維圖像?!棒撕吞枴?實現(xiàn)了國際首次空間太陽 Hα 波段光譜掃描成像,同時獲取了太陽 Hα 譜線、SiⅠ 譜線和 FeⅠ 譜線的精細(xì)結(jié)構(gòu),為太陽科學(xué)研究提供了豐富的數(shù)據(jù)資源。
我國通信衛(wèi)星的發(fā)展歷程充滿傳奇色彩。東方紅二號甲是我國首次研制成功的實用通信廣播衛(wèi)星,有 4 個 C 波段轉(zhuǎn)發(fā)器,可以傳輸 4 路彩色電視信號和 2400 路雙向電話,大大改善了我國的通信和廣播電視傳輸條件。我國基于東方紅五號平臺最新研制的實踐二十號衛(wèi)星,傳輸速率達到了 10Gbps,這也是目前世界在軌驗證得到的最高傳輸速率。通信衛(wèi)星一般采用地球靜止軌道,在重大自然災(zāi)害發(fā)生時,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。例如在 2008 年汶川地震中,通信衛(wèi)星為災(zāi)區(qū)提供了重要的通信保障。
北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)是中國自行研制的先進全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。從 2000 年開始擁有由兩顆地球靜止軌道試驗衛(wèi)星組成的 “雙星定位系統(tǒng)”,到 2012 年年底 “北斗二號” 系統(tǒng)為亞太地區(qū)用戶提供服務(wù),再到 2020 年 “北斗三號” 基本系統(tǒng)建成并向全球提供服務(wù),中國航天人努力奮斗 20 載?!氨倍啡枴?系統(tǒng)能夠為全球用戶提供定位、測速、授時、全球短報文通信、國際搜救服務(wù)等,為全球用戶提供了精準(zhǔn)的導(dǎo)航定位服務(wù)。
風(fēng)云氣象衛(wèi)星經(jīng)過幾十年的發(fā)展,已成為全球?qū)Φ赜^測網(wǎng)中的主力軍。目前 8 顆衛(wèi)星在軌運行,靜止軌道衛(wèi)星形成 “多星在軌、統(tǒng)籌運行、在軌備份、適時加密” 的業(yè)務(wù)格局,極軌衛(wèi)星形成上、下午星組網(wǎng)觀測。風(fēng)云氣象衛(wèi)星對全球和區(qū)域范圍內(nèi)的極端天氣、氣候和環(huán)境事件進行及時高效觀測,被世界氣象組織納入全球業(yè)務(wù)應(yīng)用氣象衛(wèi)星序列。例如在臺風(fēng) “杜蘇芮” 的監(jiān)測中,風(fēng)云氣象衛(wèi)星為臺風(fēng)和暴雨專題會商決策服務(wù)以及準(zhǔn)確監(jiān)測災(zāi)情提供了有力支撐。
以高分七號為例,大到 “一帶一路” 重點項目規(guī)劃、雄安新區(qū)的建設(shè)、冬奧會場館的選址,小到住宅小區(qū)、學(xué)校、公園的選址布局,都需要大量高精度測繪數(shù)據(jù)作為決策依據(jù)。高分衛(wèi)星還能對滑坡、泥石流等重大地質(zhì)災(zāi)害的潛在隱患進行早期識別和監(jiān)測預(yù)警。高分專項實施 9 年來,已成功發(fā)射高分一號高分寬幅、高分二號亞米全色、高分三號 1 米雷達、高分四號同步凝視、高分五號高光譜觀測、高分六號陸地應(yīng)急監(jiān)測、高分七號亞米立體測繪等 7 顆民用高分衛(wèi)星。
東方紅一號是我國第一顆人造地球衛(wèi)星,它使中國成為繼蘇、美、法、日之后,世界上第五個獨立研制并發(fā)射人造地球衛(wèi)星的國家。實踐一號是東方紅一號的備份星,進行了衛(wèi)星技術(shù)試驗?!拔蚩铡?號是我國第一顆天文衛(wèi)星,具有觀測能段范圍最寬、能量分辨率最優(yōu)的特點?!澳印?號是全球第一顆量子科學(xué)實驗衛(wèi)星,實現(xiàn)了我國量子科技領(lǐng)域從并跑向領(lǐng)跑的轉(zhuǎn)變?!盎垩邸?號是我國第一臺空間 X 射線天文望遠(yuǎn)鏡,在中子星磁場測量、黑洞吸積準(zhǔn)周期振蕩和中子星熱核暴等方面取得了重要進展。
1958 年,毛澤東主席宣布 “我們也要搞人造衛(wèi)星”,首顆人造衛(wèi)星項目被列為頭號重點科研任務(wù),錢學(xué)森受命擔(dān)任項目組組長。在當(dāng)時國際形勢下,我國科研條件十分有限,研制工作舉步維艱,一度中斷。1965 年,中央專門委員會批準(zhǔn)中國科學(xué)院《關(guān)于發(fā)展我國人造衛(wèi)星工作的規(guī)劃方案建議》,確定在 1970 年至 1971 年發(fā)射我國第一顆人造衛(wèi)星 “東方紅一號”。當(dāng)年 10 月,全國頂尖科學(xué)家齊聚北京友誼賓館,經(jīng)過 42 天激烈討論,確定了 “上得去、抓得住、聽得到、看得見” 的 12 字研制方案。
為滿足研制要求,科研人員用手搖計算器完成大量計算,將冷庫、庫房改造成地面模擬試驗場,攻克一道道難關(guān)?!皷|方紅一號” 設(shè)計壽命為 20 天,但其各種儀器實際工作時間超出設(shè)計要求,樂音裝置和短波發(fā)射機連續(xù)工作了 28 天,取得大量工程遙測參數(shù),為后來衛(wèi)星設(shè)計和研制工作提供了寶貴經(jīng)驗?!皷|方紅一號” 的成功研制,為我國后續(xù)航天發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ),探索了工藝流程,培養(yǎng)了人才隊伍,同時建立起一套完整的航天體系。
隨著 “東方紅一號” 發(fā)射升空,我國衛(wèi)星事業(yè)發(fā)展進入技術(shù)試驗階段。20 世紀(jì) 70 年代到 80 年代中期,我國研制并發(fā)射了首顆返回式遙感衛(wèi)星、試驗性通信衛(wèi)星以及數(shù)顆空間科學(xué)與技術(shù)試驗衛(wèi)星。
1971 年 3 月 3 日,我國成功發(fā)射 “實踐一號” 衛(wèi)星,這是我國 “實踐” 系列科學(xué)探測與技術(shù)試驗衛(wèi)星的首發(fā)星。其主要任務(wù)是考驗太陽電池、鎘鎳電池、輻射式主動熱控制系統(tǒng)和遙測系統(tǒng)的長期工作可靠性,在軌運行期間還對空間物理環(huán)境進行了探測?!皩嵺`一號” 衛(wèi)星開展的高空磁場、宇宙射線和外熱流等空間物理環(huán)境參數(shù)測量,讓我國第一次直接探測到宇宙空間環(huán)境。在長達 8 年的在軌運行期間,進行的硅太陽能電池供電系統(tǒng)、主動式無源熱控制系統(tǒng)等長壽命衛(wèi)星技術(shù)試驗,為我國設(shè)計和制造長壽命衛(wèi)星提供了寶貴經(jīng)驗。
我國的返回式衛(wèi)星研制工作始于 1966 年,在攻克衛(wèi)星姿態(tài)控制、再入防熱、回收等技術(shù)難點后,1975 年 11 月 26 日發(fā)射首顆返回式衛(wèi)星,12 月 2 日成功返回地面,標(biāo)志著我國成為世界上第三個掌握衛(wèi)星回收技術(shù)的國家。早期返回式衛(wèi)星主要用于軍事偵察及國土普查,隨著數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)逐漸成熟,其用途演變成開展空間試驗,并回收試驗品。
“東方紅一號” 發(fā)射后不久,我國通信部門就表達了對通信衛(wèi)星的迫切需求。1970 年 6 月,五院組織隊伍開始通信衛(wèi)星新技術(shù)研究。1984 年 4 月 8 日,搭載 2 臺 C 頻段轉(zhuǎn)發(fā)器的試驗通信衛(wèi)星 “東方紅二號” 成功發(fā)射,邁出了中國通信衛(wèi)星的第一步,開始了用我國自主研發(fā)通信衛(wèi)星進行電視廣播信號傳輸?shù)臍v史,大大改變了當(dāng)時我國邊遠(yuǎn)地區(qū)收視難、通信難的狀況。
我國空間科學(xué)衛(wèi)星的發(fā)展充滿無限可能?!傍櫭捎媱潯?希望利用月背的高潔凈電磁環(huán)境,通過構(gòu)建繞月百公里級的超長波空間射電望遠(yuǎn)鏡,為揭示宇宙黑暗時代與黎明的演化歷史提供關(guān)鍵線索。這一計劃將使我國在宇宙起源研究方面邁出重要一步,為人類探索宇宙奧秘貢獻中國智慧。
“夸父二號” 將在 “前輩” 的基礎(chǔ)上,飛到太陽極區(qū),實現(xiàn)國際首次太陽極區(qū)正面成像觀測,揭示太陽磁活動周起源和高速太陽風(fēng)的起源。這將有助于我們更深入地了解太陽活動對地球的影響,為空間天氣預(yù)警和預(yù)報提供更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。
“太極二號” 計劃通過部署日心軌道 300 萬公里超長基線 星星座,探測中低頻引力波,揭示引力與時空本質(zhì)。這一計劃將推動我國在引力波探測領(lǐng)域取得重大突破,為物理學(xué)的發(fā)展開辟新的道路。
劉經(jīng)南院士指出,北斗系統(tǒng)未來將進軍月球等更遠(yuǎn)領(lǐng)域。隨著技術(shù)的不斷融合,北斗將為智慧城市建設(shè)和無人駕駛發(fā)揮重要作用。在智慧城市建設(shè)中,北斗系統(tǒng)可以提供高精度的定位和導(dǎo)航服務(wù),實現(xiàn)城市交通的智能化管理、公共設(shè)施的精準(zhǔn)維護和資源的高效分配。例如,通過北斗定位技術(shù),可以實時監(jiān)測城市交通流量,優(yōu)化交通信號控制,提高道路通行效率。在無人駕駛領(lǐng)域,北斗系統(tǒng)的高精度定位和可靠的導(dǎo)航服務(wù)是實現(xiàn)車輛自主行駛的關(guān)鍵。每一臺智能網(wǎng)聯(lián)汽車和每一輛無人車,既是互聯(lián)網(wǎng)時代的代步工具,也是一個智能移動計算平臺,需要精準(zhǔn)的位置和時間服務(wù)。北斗系統(tǒng)可以為無人駕駛車輛提供厘米級的定位精度,確保車輛在復(fù)雜的道路環(huán)境中安全行駛。
從市場規(guī)模方面來看,中國衛(wèi)星通信行業(yè)發(fā)展前景廣闊。中商產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2022 - 2027 中國衛(wèi)星通信終端市場現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢》顯示,2022 年我國衛(wèi)星通信市場規(guī)模達到 794 億元。分析師預(yù)測,2023 年中國衛(wèi)星通信市場規(guī)模將超過 800 億元,有望達到 867 億元。在競爭格局方面,我國衛(wèi)星通信相關(guān)企業(yè)主要包括中國衛(wèi)通、華力創(chuàng)通、盟升電子等。這些企業(yè)業(yè)務(wù)布局多樣性較強,涵蓋了轉(zhuǎn)發(fā)器出租、網(wǎng)絡(luò)傳輸、網(wǎng)絡(luò)運維服務(wù)和衛(wèi)星測控服務(wù)等多個領(lǐng)域。隨著商業(yè)航天市場的不斷擴大,越來越多的企業(yè)將進入衛(wèi)星通信行業(yè),競爭將更加激烈。同時,政策支持和技術(shù)創(chuàng)新將為行業(yè)發(fā)展提供強大動力。國家逐步放寬商業(yè)航天領(lǐng)域的市場準(zhǔn)入條件,鼓勵民營企業(yè)參與航天科技項目,促進產(chǎn)學(xué)研深度融合??萍紕?chuàng)新將推動衛(wèi)星通信行業(yè)不斷研發(fā)新技術(shù)、創(chuàng)造新模式,加快形成新質(zhì)生產(chǎn)力。在市場需求方面,隨著技術(shù)和產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展,衛(wèi)星通信的應(yīng)用場景將不再局限于傳統(tǒng)的通信、導(dǎo)航、遙感,而是催生出許多新興應(yīng)用,如衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)、太空采礦等。同時,應(yīng)用需求正向民用消費級需求擴展,衛(wèi)星通信也正逐步進入大眾生活,衛(wèi)星面向大眾消費時代來臨。