聚焦衛(wèi)星（八十五）

謝豐奕

2015年商用通信衛(wèi)星發(fā)射綜述

商用同步通信衛(wèi)星提供衛(wèi)星通信、廣播電視傳輸、寬帶互聯(lián)網(wǎng)接入等服務(wù)，是各國(guó)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、確保國(guó)家安全和社會(huì)進(jìn)步不可或缺的基礎(chǔ)設(shè)施與戰(zhàn)略資源，特別是在經(jīng)濟(jì)全球化和高度信息化時(shí)代已到來(lái)的當(dāng)下。為因應(yīng)通信、4K廣播、DTH電視和寬帶服務(wù)市場(chǎng)快速增長(zhǎng)的需求，2015年全球共發(fā)射了27顆商用地球同步軌道通信衛(wèi)星，是自2012年以來(lái)發(fā)射此類衛(wèi)星最多的一年。值得關(guān)注的是，隨著衛(wèi)星技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，研制和發(fā)射更多的高通量、Ka波段寬帶和全電力推進(jìn)系統(tǒng)通信衛(wèi)星正成為衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)之一。

2015年全球發(fā)射27顆商業(yè)同步通信衛(wèi)星

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2015 年全球各衛(wèi)星公司和機(jī)構(gòu)共進(jìn)行了22次發(fā)射，將27顆商用同步通信衛(wèi)星送上太空。其中，上半年發(fā)射了7次和9顆衛(wèi)星，下半年發(fā)射了15次和18顆衛(wèi)星。與2014年發(fā)射了17次和22顆衛(wèi)星以及2013年發(fā)射了16次和17顆衛(wèi)星相比，2015年顯然是全球商用同步通信衛(wèi)星發(fā)射十分頻繁的一年，尤其是下半年。

2015年發(fā)射的27顆商用同步通信衛(wèi)星來(lái)自17個(gè)國(guó)家及地區(qū)。其中，中國(guó)衛(wèi)星4顆：Apstar9（142°E）、Chinasat2 C （103.5°E ）、Chinasat1C（81.5°E） 和中國(guó)通信技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星一號(hào)；俄羅斯衛(wèi)星3顆：Express AM7/AM8（40°E/14°W，）和Express AMU1（36°E）；美國(guó)衛(wèi)星3顆：Direc TV15（102.8°W）、Sky M-1（78.8°W）和Intelsat34（55.5°W）；墨西哥衛(wèi)星2顆：Mexsat1（發(fā)射失?。┖蚆orelos3（113°W）；英國(guó)衛(wèi)星2顆：Inmarsat 5F2/5F3（55°W/180°E）；法國(guó)衛(wèi)星2顆：Eutelsat115 West B（114.9°W）和Eutelsat8 West B （8°W）；其余的11顆分別是加拿大Telstar12V（15°W）、阿根廷Arsat2（81°W） 、巴西StarOne C4（70°W）、挪威Thor7（0.8°W） 、沙特阿拉伯Arabsat 6B（26°E）、土耳其Tilrksat4B（50°E）、土庫(kù)曼斯坦TurkmenAlem 52E（52°E）、印度GSAT 15（93.5°E） 、老撾Laosat1（28.5°E） 、澳大利亞Sky Muster（140°E）以及在香港的亞洲廣播衛(wèi)星公司ABS 3A（3°W）。

這些衛(wèi)星中，除了發(fā)射失敗的墨西哥衛(wèi)星Mexsat1以及老撾Laosat1和澳大利亞Sky Muster預(yù)計(jì)在今年晚些時(shí)候服役，其余24顆衛(wèi)星已于2016年2月10日之前投入商業(yè)服務(wù)。另外，這27顆衛(wèi)星中，主要服務(wù)或部分容量服務(wù)于亞太及南亞、中亞、中東地區(qū)的衛(wèi)星多達(dá)15顆。

關(guān)注商用同步通信衛(wèi)星發(fā)展新趨勢(shì)

2015年升空的多顆重型（大型）通信衛(wèi)星引起業(yè)界關(guān)注。這幾顆衛(wèi)星包括美國(guó)Ka/Ku波段4K電視直播衛(wèi)星Direc TV15，澳大利亞首顆K a波段寬帶通信衛(wèi)星Sky Muster，英國(guó)兩顆Ka波段寬帶移動(dòng)通信衛(wèi)星Inmarsat 5F2/5F3，以及墨西哥兩顆L波段移動(dòng)通信衛(wèi)星Morelos3和Mexsat1

分析家指出，近年來(lái)衛(wèi)星技術(shù)的進(jìn)步以及市場(chǎng)對(duì)通信、廣播電視、寬帶互聯(lián)網(wǎng)等衛(wèi)星服務(wù)更多的需求，不斷推動(dòng)通信衛(wèi)星制造業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2015年發(fā)射的27顆衛(wèi)星中，繼續(xù)呈現(xiàn)了高通量及大容量重型（大型）衛(wèi)星多、Ka波段及Ka/Ku波段衛(wèi)星增多等趨勢(shì)。此外，繼俄羅斯通信衛(wèi)星之后，兩顆美國(guó)波音公司研制的全電力推進(jìn)系統(tǒng)通信衛(wèi)星首次發(fā)射和投入商用，以及此類衛(wèi)星增多的訂單，標(biāo)志著今后將有更多的衛(wèi)星制造商和運(yùn)營(yíng)商投入電力推進(jìn)系統(tǒng)通信衛(wèi)星的研制和發(fā)射，這或?qū)⒏淖冃l(wèi)星產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)有格局。

高通量及大容量重型衛(wèi)星多

2015年發(fā)射的27顆衛(wèi)星中，攜帶46～202個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器的衛(wèi)星多達(dá)了13顆，約占發(fā)射的衛(wèi)星總數(shù)一半。其中，高通量寬帶通信衛(wèi)星Sky Muster攜帶202個(gè)Ka波段轉(zhuǎn)發(fā)器，其中衛(wèi)星容量高達(dá)135Gb/s，接近全球目前在軌最高容量的美國(guó)Ka波段寬帶通信衛(wèi)星ViaSat1的容量（140Gb/s），也超過(guò)歐洲首顆寬帶通信衛(wèi)星Eutelsat KaSat 9A的容量（90Gb/s）；Inmarsat 5F2/5F3衛(wèi)星分別攜帶95個(gè)Ka波段轉(zhuǎn)發(fā)器，Express AMU1衛(wèi)星攜帶70Ka/Ku波段轉(zhuǎn)發(fā)器，Express AM7衛(wèi)星攜帶62Ku/ C/L波段轉(zhuǎn)發(fā)器， Direc TV15衛(wèi)星攜帶53Ka/Ku波段轉(zhuǎn)發(fā)器。

發(fā)射重量超過(guò)5噸的重型（大型）衛(wèi)星多達(dá)11顆，其中6噸級(jí)衛(wèi)星8顆，包括Sky Muster（6440公斤）、Direc TV15（6200公斤）、Inmarsat 5F2/5F3（各6010公斤）等。而總功率超過(guò)10KW的衛(wèi)星也多達(dá)11顆，包括1顆18KW衛(wèi)星Direc TV15，3顆Inmarsat 5F2/5F3和Express AMU1，2顆14KW衛(wèi)星Express AM7和Morelos3。

Ka波段及Ka/Ku波段衛(wèi)星增多

隨著Ka波段衛(wèi)星寬帶通信在世界各地的蓬勃發(fā)展，近幾年來(lái)全球發(fā)射的Ka波段寬帶通信衛(wèi)星和攜帶Ka波段有效載荷的多波段通信衛(wèi)星不斷增多。據(jù)統(tǒng)計(jì)，自2011年至2015年，全球發(fā)射的攜帶Ka波段有效載荷的商用同步通信衛(wèi)星分別為7顆、5顆、9顆、10顆和10顆（2015年）。與前幾年相比，2015年不僅空氣地發(fā)射了Sky Muster、Inmarsat 5F2/5F3和中國(guó)通信技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星一號(hào)共4顆全Ka波段通信衛(wèi)星，而且還發(fā)射了6顆攜帶Ka波段有效載荷的多波段衛(wèi)星。這6顆衛(wèi)星都是Ka/Ku雙波段通信衛(wèi)星，包括Direc TV15（28Ka/25Ku轉(zhuǎn)發(fā)器）、Thor7 （25Ka/11Ku）、Express AMU1（18Ka/52Ku）、Türksat 4B（12Ka/18Ku）、Telstar 12V（50Ku/Ka）和Arabsat 6B（27Ku/Ka）。這些衛(wèi)星投入運(yùn)行后，將為Ka波段寬帶通信和廣播電視在全球各地的進(jìn)一步發(fā)展提供更多的優(yōu)質(zhì)衛(wèi)星資源。

Ka波段衛(wèi)星寬帶通信目前主要應(yīng)用于固定/移動(dòng)寬帶互聯(lián)網(wǎng)接入、區(qū)域間通信、直播電視和SNG業(yè)務(wù)。美國(guó)現(xiàn)擁有Spaceway1/2和Direc TV 10/11/12/14/15多顆Ka波段電視直播衛(wèi)星。而全球已投入商用的K a波段寬帶通信衛(wèi)星包括美國(guó)ViaSat1、Spaceway3和EchoStar17，法國(guó)Eutelsat Ka-Sat 9A，英國(guó)Hylas1/2以及阿聯(lián)酋Yahsat等。在衛(wèi)星移動(dòng)通信領(lǐng)域，由英國(guó)Inmarsat公司運(yùn)營(yíng)、由3顆Ka波段寬帶移動(dòng)通信衛(wèi)星Inmarsat 5F1/5F2/5F3構(gòu)建的世界上首個(gè)Ka波段全球?qū)拵б苿?dòng)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)Global Xpress已于2015年12月底開(kāi)始全球商業(yè)服務(wù)。

選擇全電力及電力/化學(xué)混合推進(jìn)系統(tǒng)

配置電力推進(jìn)系統(tǒng)的通信衛(wèi)星不使用或只使用部分化學(xué)燃料，從而可大大減輕發(fā)射重量（化學(xué)燃料約占衛(wèi)星重量的一半），增加有效載荷的容量，降低衛(wèi)星發(fā)射成本和縮短建造周期。不過(guò)，采用等離子體全電力推進(jìn)系統(tǒng)新技術(shù)的通信衛(wèi)星升空后從地球同步轉(zhuǎn)移軌道提升和部署到最終的地球同步軌道一般需6～8個(gè)月，而傳統(tǒng)的化學(xué)推進(jìn)系統(tǒng)衛(wèi)星通常只需一周左右時(shí)間。例如，由俄羅斯ISS Reshetnev公司建造的Express AM6衛(wèi)星是一顆全電力推進(jìn)系統(tǒng)衛(wèi)星，發(fā)射于2014年10月21日，直到2015年7月初才在53°E軌位投入商用。由美國(guó)波音衛(wèi)星系統(tǒng)公司建造的ABS 3A/Eutelsat115 WestB衛(wèi)星發(fā)射于2015年3月2日，分別于當(dāng)年8月底和11月才在3°W/114.9°W軌位開(kāi)始商業(yè)服務(wù)。

目前俄羅斯及歐美主要的衛(wèi)星制造商都具有研制全電力推進(jìn)系統(tǒng)衛(wèi)星的能力，并獲得此類通信衛(wèi)星的訂單。例如，2015年2月，歐洲空客集團(tuán)旗下的ADS公司（原名Astrium）和波音公司分別獲得全球排名第二的衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商SES公司兩顆全電力推進(jìn)系統(tǒng)衛(wèi)星SES 14/15的訂單，香港ABS公司也于同年6月向波音公司訂購(gòu)該公司第3顆全電力推進(jìn)系統(tǒng)衛(wèi)星ABS8（116°E）。這3顆衛(wèi)星都預(yù)計(jì)在2017年發(fā)射。而波音公司建造的ABS 2A和Eutelsat 117 West A全電力推進(jìn)系統(tǒng)衛(wèi)星預(yù)計(jì)2016年3月發(fā)射升空。此外，由ADS公司建造的兩顆全電力推進(jìn)系統(tǒng)衛(wèi)星Eutelsat 172B（1712°E） 和SES12（95°E）預(yù)計(jì)2017年發(fā)射。

為縮短全電力推進(jìn)系統(tǒng)通信衛(wèi)星抵達(dá)地球同步軌道的時(shí)間，歐美衛(wèi)星制造商已推出電力/化學(xué)混合推進(jìn)系統(tǒng)，為各地衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商等客戶提供了新的選擇，讓他們權(quán)衡利弊，選擇采用全電力推進(jìn)系統(tǒng)還是電力/化學(xué)混合推進(jìn)系統(tǒng)。在這種混合系統(tǒng)中，化學(xué)推進(jìn)系統(tǒng)用于衛(wèi)星初始軌道提升和一些在軌調(diào)動(dòng)，而離子電推進(jìn)系統(tǒng)用于衛(wèi)星在軌操縱控制。由波音和A D S公司建造的兩顆電力/化學(xué)推進(jìn)系統(tǒng)衛(wèi)星SES9（108.2°E）和SES10（167°W）將分別在2016年2月底和10月底發(fā)射。

通信衛(wèi)星商業(yè)發(fā)射市場(chǎng)再現(xiàn)新格局

2015年全球商用同步通信衛(wèi)星的22次發(fā)射分別由俄羅斯“質(zhì)子-M”火箭（Protom-M）、歐洲阿麗亞娜五型火箭（Ariane 5ECA）、中國(guó)“長(zhǎng)征三號(hào)乙”火箭（LM-3B）、美國(guó)“獵鷹九號(hào)”火箭（Falcon9）和阿特拉斯五型火箭（Atlas5）、日本H2A火箭承擔(dān)。其中，Proton-M火箭發(fā)射7次（7顆通信衛(wèi)星），Ariane 5ECA火箭發(fā)射6次（10顆通信衛(wèi)星），LM-3B火箭發(fā)射5次（5顆衛(wèi)星），F(xiàn)alcon9火箭發(fā)射2次（3顆衛(wèi)星），和Atlas5和H2A火箭各發(fā)射1次（各1顆衛(wèi)星）。

分析家稱，盡管Proton-M火箭和Ariane5型火箭多年來(lái)一直是國(guó)際商業(yè)發(fā)射市場(chǎng)的兩種主流運(yùn)載火箭，承擔(dān)世界上大多數(shù)商用同步通信衛(wèi)星的發(fā)射服務(wù)，但隨著自2013年12月發(fā)射價(jià)格最具競(jìng)爭(zhēng)力的美國(guó)Falcon9火箭正式進(jìn)入國(guó)際商業(yè)發(fā)射市場(chǎng)以來(lái)不斷獲得商業(yè)通信衛(wèi)星訂單，以及歐美以烏克蘭危機(jī)為借口自2014年以來(lái)對(duì)俄羅斯實(shí)施經(jīng)濟(jì)制裁，致使Proton-M火箭2014年未能獲得國(guó)際衛(wèi)星發(fā)射訂單，2015年也只獲得多項(xiàng)發(fā)射訂單，加上此前一直只發(fā)射政府機(jī)構(gòu)和軍方衛(wèi)星的日本H2A火箭于2015年11月成功發(fā)射加拿大通信衛(wèi)星Telstar12V而進(jìn)入國(guó)際商業(yè)發(fā)射市場(chǎng)，顯而易見(jiàn)，2016年以后國(guó)際商業(yè)發(fā)射市場(chǎng)將呈現(xiàn)新格局。

Proton-M 火箭

“質(zhì)子”火箭是前蘇聯(lián)研制的運(yùn)載火箭，首發(fā)于1965年7月。截至2015年底， 火箭已發(fā)射408次。Proton-M火箭是俄羅斯現(xiàn)役的重型運(yùn)載火箭，其地球同步轉(zhuǎn)移軌道（GTO）運(yùn)力為6～7噸。該型火箭多年來(lái)一直是世界上發(fā)射商用同步通信衛(wèi)星次數(shù)最多的運(yùn)載火箭，也是發(fā)射重型商業(yè)通信衛(wèi)星的最佳選擇之一。比如，2011/2012年P(guān)roton-M火箭成功發(fā)射重達(dá)6740公斤的美國(guó)寬帶通信衛(wèi)星ViaSat 1和重達(dá)6683公斤的電視直播衛(wèi)星EchaStar16，2013/2015年又成功發(fā)射了3顆6噸級(jí)的英國(guó)寬帶移動(dòng)通信衛(wèi)星Inmarsat 5F1/5F2/5F3。由于2015年5月發(fā)射墨西哥衛(wèi)星Mexsat1失敗，2015年P(guān)roton-M火箭僅發(fā)射7次，將I-5F2/5F3和Express AM7/AM8/AMU1等6顆通信衛(wèi)星送入預(yù)定軌道。基于歐美的經(jīng)濟(jì)制裁造成訂單減少，2016年該型火箭商業(yè)發(fā)射將減少，或僅為5～6次，發(fā)射的衛(wèi)星包括法國(guó)Eutelsat9B（1月29日已成功發(fā)射）、美國(guó)Intelsat31和EchoStar21、亞洲九號(hào)（AsiaSat9）等。

作為使用已屆50年的老牌運(yùn)載火箭，Proton火箭原設(shè)計(jì)存在某些缺陷，又基于近些年俄航天業(yè)工程管理和質(zhì)量控制不達(dá)標(biāo)，造成自2010年底以來(lái)Proton-M火箭多次發(fā)射失敗，導(dǎo)致不少訂單的通信衛(wèi)星推遲發(fā)射，并影響了俄航天產(chǎn)業(yè)的聲譽(yù)。為振興航天業(yè)，俄已經(jīng)完成其航天業(yè)體制改革和重組，現(xiàn)已成立俄航天國(guó)家集團(tuán)公司，并完成其新一安加拉（Angara）系列運(yùn)載火箭的研制，其中Angara1輕型火箭和Angara A5.1L重型火箭已于2014年完成首飛測(cè)試。俄計(jì)劃其安加拉火箭在2020年投入使用，以取代Proton-M等老牌火箭。據(jù)稱，Angara A5/A7火箭GTO運(yùn)力達(dá)5.4/7.6噸。

Ariane5型火箭

歐洲Ariane 5型火箭GTO運(yùn)力達(dá)10噸，是目前世界上運(yùn)載能力最大的火箭，常用于同時(shí)發(fā)射兩顆大中型同步軌道通信衛(wèi)星或發(fā)射一顆重型衛(wèi)星。截至2015年底，該型火箭自1996年首發(fā)以來(lái)發(fā)射了83次。2015年Ariane 5ECA火箭發(fā)射6次，將Direc TV15、Thor7、StarOne C4、Sky Muster等10顆衛(wèi)星送入預(yù)定軌道。2016年Ariane 5型火箭計(jì)劃發(fā)射8次，發(fā)射的商用同步通信衛(wèi)星或?qū)⒊^(guò)15顆，包括美國(guó)Intelsat 29e（1月27日已成功發(fā)射）和EchaStar18、巴西StarOne D1、日本JCSAT15 、印尼Telkom 3S等。為了與新入市的美國(guó)Falcon9火箭競(jìng)爭(zhēng)，歐洲空間局正在研制新一代Ariane6型火箭。該型新火箭可提供3～6.5噸的GTO運(yùn)力和使用的靈活型，而發(fā)射成本比A-5型火箭削減40～50%（約7000萬(wàn)歐元），可用于發(fā)射大中型及小型衛(wèi)星，并計(jì)劃從2021年開(kāi)始商業(yè)發(fā)射。

Falcon 9火箭

由美國(guó)空間探索技術(shù)公司（SpaceX）研制的Falcon 9火箭是一種新型火箭，其GTO運(yùn)力達(dá)4850公斤，而發(fā)射價(jià)格僅5650～7710萬(wàn)美元。該型火箭一進(jìn)入國(guó)際商業(yè)發(fā)射市場(chǎng)就得到眾多衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商等客戶的青睞，獲得的衛(wèi)星訂單不斷增加。自2013年12月首次實(shí)施商業(yè)發(fā)射以來(lái)，F(xiàn)alcon 9火箭至2015年底共發(fā)射6次，將SES8、Thaicom 6、AsiaSat8/6、ABS 3A等7顆衛(wèi)星送入預(yù)定軌道。2016年該型火箭或?qū)l(fā)射9次及10顆衛(wèi)星，發(fā)射的衛(wèi)星包括SES9/10、ABS 2A. Thaicom8 、日本JCSAT16、以色列Amos6等。

LM-3B火箭

LM-3B火箭是中國(guó)長(zhǎng)征系列運(yùn)載火箭中在役重型火箭，其GTO運(yùn)力可達(dá)5.5噸。自1996年12月首次發(fā)射以來(lái)，至2015年底LM-3B火箭已發(fā)射34次，2015年下半年LM-3B火箭密集實(shí)施8次發(fā)射，其中5次發(fā)射將亞太九號(hào)（Apstar9）、老撾一號(hào)（LaoSat1）、中星2C/1C等5顆通信衛(wèi)星送入預(yù)定軌道。2016年LM-3B火箭預(yù)計(jì)發(fā)射白俄羅斯Belintersat1、尼日利亞NigComSat2等通信衛(wèi)星。其中Belintersat1衛(wèi)星已于1月15日發(fā)射成功。B&P;