從“東方紅一號”到衛星家族

文/小酷龍 圖/吳夢姣

人造衛星飛上藍天

“上得去”：沖破重力束縛

如何將一顆重達173 千克的人造衛星送上天，這對50 多年前的科學家而言是一項考驗。人造衛星脫離地球引力的飛行軌道需要大量精確的計算，而當時用手搖計算機計算一條軌道就要耗費一年的時間。最終，科研人員利用算盤、計算尺等工具進行嚴格測算，并將探空火箭技術和導彈技術相結合，成功研制出“長征一號”運載火箭，順利將“東方紅一號”送入軌道。

中國科技征程之

“抓得住”：牽風箏的線

地面跟蹤系統必須時刻掌握衛星的動向，否則衛星就像斷了線的風箏。“東方紅一號”除采用當時僅美蘇兩國嘗試過的多普勒跟蹤技術外，還增設了一套跟蹤設備——應答機。它通過接收并自動發回雷達信號來確定衛星的運行軌跡。如今，應答機技術快速發展，已經成為航天器與航天器或航天器與地面進行通訊的重要設備。

“聽得到”：太空奏響《東方紅》

比起蘇聯發射的全球第一顆人造衛星發出的“滴滴答答”的電報碼，我國第一首從太空傳回的是樂曲《東方紅》，它不僅能連續播放，而且樂聲清晰嘹亮。為了讓全世界聽見《東方紅》，技術人員想盡辦法，最后決定選用可靠性高、功率小的電子音樂，通過改變音源振蕩器的頻率，用電子線路模擬鋁板琴聲的方式奏出。

“看得見”：夜空中閃耀的星

1970 年4 月24 日，我國第一顆人造衛星“東方紅一號”升空，奏響了我國向航天進軍的序章。本期“科學演播廳”，小酷龍將帶領“可可豆”們走進太空，了解中國人造衛星家族的發展和壯大。

“東方紅一號”是一個近似球體的72 面體，但它的直徑只有1 米，要想讓人憑肉眼就能看見太空中的它，技術人員煞費苦心，給一直伴隨著衛星翱翔的末級火箭穿上一條特殊材質制成的“觀測裙”。“裙子”到太空后再撐開，通過反射陽光讓衛星變成一個巨大的光球， 其亮度足以讓地面上的人們看見。

中國航天的“燈塔”

時至今日，“東方紅一號”仍在軌道上運行。2022 年，“東方紅一號”在太空中與中國空間站“擦身而過”。它就像一座燈塔，指引著中國航天事業一路向前，見證著我國人造衛星家族的不斷壯大。

人造衛星家族守護你我

氣象衛星：“風云”家族

今夏，受臺風影響，我國多地出現了暴雨，氣象臺屢次發布暴雨紅色預警。預警背后依靠的就是“風云”家族的力量。“風云”家族由極軌氣象衛星和地球靜止軌道衛星組成，目前共有21 名成員。它們既能進行全球氣象觀測，又能對特定區域進行連續動態觀測。

1988 年

風云一號A 星

中國自行研制和發射的第一顆極軌氣象衛星。

2021 年

2017 年

風云三號D 星

與“上午星”風云三號C 星相互配合，形成上、下午星組網觀測布局。

風云三號E 星

全球首顆民用晨昏軌道氣象衛星，被稱為“黎明星”。

2023 年

風云三號G 星

我國首顆低傾角軌道降水測量專用衛星，也叫“降水星”。

導航衛星：“北斗”家族

大街上的交通工具和我們手中的各種移動導航設備基本都有“北斗”的護航。無論你身在何處，只要手機能收到衛星信號，北斗衛星導航系統就能為你指路。如今，北斗系統已覆蓋全球，保證了在任意時刻都至少有三顆衛星的信號能覆蓋地球上的任意地點，實現精準的全球定位導航。

2000 年

中國第一顆導航定位衛星“北斗導航試驗衛星”升空。

2020 年

北斗三號全球衛星導航系統正式開通。

2023 年

中國成功發射第56顆北斗衛星。

通信衛星：“東方紅”家族

不管是用于偏遠地區通信、災區救援的衛星電話，還是空間站任務中的“天地視頻通話”，都離不開通信衛星的支持。通信衛星在地球上方運行，能使覆蓋區內的通信站之間相互通信。“東方紅三號”“東方紅四號”“東方紅五號”是衛星公用平臺，“中星”“鑫諾”“亞太”等通信衛星都需要與“東方紅”家族搭配運行，才能實現通信功能。

1984 年

“東方紅二號”發射成功，中國有了第一顆通信衛星。

1997 年

“東方紅三號”通信衛星升空，之后演變為衛星平臺。

2006 年

“東方紅四號”衛星平臺的首顆通信衛星發射升空。

2019 年

“東方紅五號”衛星平臺的首飛試驗星——“實踐二十號”衛星升空。

遙感衛星：“高分”家族

“高分”家族是高分辨率遙感衛星，用于國土資源勘查、環境監測、城市規劃、農作物估產、防災減災等領域。它們就像一只只視力極好的“天眼”，從高空俯瞰城市、山野，幫我們了解地形變化、農作物生長情況，還能對森林火災、山體滑坡、臺風等災害作出警報。

2013 年

高分一號

高分辨率對地觀測系統的首發星。

2014 年

高分二號

目前我國分辨率最高的光學對地觀測衛星。

2018 年高分六號

我國首顆精準農業觀測的高分衛星。

2018 年高分五號

世界首顆實現對大氣和陸地綜合觀測的全譜段高光譜衛星。

2015 年高分四號

我國第一顆地球同步軌道遙感衛星。