吳　兵

從1970年4月24日中國第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅-1”號上天，到2009年4月15日發(fā)射第2顆“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星，中國己發(fā)射并運(yùn)行成功的自制航天器總共有103個。它們包括人造地球衛(wèi)星，載人航天器和空間探測器三大類，初步形成了通信衛(wèi)星、返回衛(wèi)星，資源衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星，科技衛(wèi)星，導(dǎo)航衛(wèi)星、宇宙飛船七大系列，并在其中的一些尖端技術(shù)領(lǐng)域躋身世界先進(jìn)行列。

中國航天器工程現(xiàn)已歷經(jīng)的三個發(fā)展階段：

技術(shù)準(zhǔn)備階段(1956—1970年)

包括研制探空火箭，開展基礎(chǔ)研究工作，為研制人造地球衛(wèi)星進(jìn)行技術(shù)、工程和組織上的準(zhǔn)備工作。1960年2月19日，我國成功發(fā)射了第一枚探空火箭，1970年4月24日，成功發(fā)射了中國第一顆人造地球衛(wèi)星——“東方紅-1”，開創(chuàng)了中國航天的新紀(jì)元。

技術(shù)試驗(yàn)階段(1971～1984年)

主要是研制，發(fā)射和運(yùn)行返回式遙感衛(wèi)星、試驗(yàn)性通信衛(wèi)星和科學(xué)探測與技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星。1975年11月26日，首次發(fā)射并回收了返回式遙感衛(wèi)星，使中國成為世界上第三個掌握衛(wèi)星返回技術(shù)的國家。1984年4月8日發(fā)射并運(yùn)行成功第一顆“東方紅-2”地球靜止軌道通信衛(wèi)星，使中國成為世界上第五個獨(dú)立研制和發(fā)射靜止軌道衛(wèi)星的國家。在試驗(yàn)階段，中國還研制和成功發(fā)射了7顆不同類型的科學(xué)探測與技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星。

工程應(yīng)用階段(從1985年起至今)

是中國航天器工程從技術(shù)試驗(yàn)走向工程應(yīng)用的階段。在這一階段，這七大系列航天器相繼投入使用，并形成了以中國空間技術(shù)研究院等單位為核心的航天器工程研制體系，建立了適應(yīng)航天器高可靠，高性能、長壽命特點(diǎn)的研究，設(shè)計(jì)，制造和試驗(yàn)裝備，地面設(shè)備及應(yīng)用、服務(wù)保障等完備的科研生產(chǎn)系統(tǒng)。

通信衛(wèi)星的發(fā)展

以衛(wèi)星平臺劃分，中國通信衛(wèi)星研制至今已邁出三大步。

1984年4月8日，“東方紅-2”試驗(yàn)通信衛(wèi)星順利升空，邁出了中國通信衛(wèi)星的第一步。1986年2月1日又發(fā)射了“東方紅-2”實(shí)用通信衛(wèi)星。它們及后來發(fā)射的“東方紅2A'都采用中國第一代地球靜止軌道衛(wèi)星平臺“東方紅-2”衛(wèi)星。該平臺與美國HS-376衛(wèi)星平臺類似，為自旋穩(wěn)定方式。

此后研制的“東方紅-2A”雖然仍采用第一代平臺，但在設(shè)計(jì)上有較大改進(jìn)，性能有較大提高。星上通信轉(zhuǎn)發(fā)器由2臺增至4臺(C頻段)，使電視轉(zhuǎn)播能力由2個頻道增至4個頻道，電話傳輸能力由1000路增至3000路，設(shè)計(jì)壽命由3年增至4年半，其等效輻射功率也提高了許多。從1988～1991年，中國相繼發(fā)射了4顆“東方紅-2A”實(shí)用通信衛(wèi)星，除最后1顆因火箭故障未能入軌外，前3顆均狀態(tài)良好，使中國的衛(wèi)星通信和電視轉(zhuǎn)播跨入一個新階段，曾一度使衛(wèi)星通信轉(zhuǎn)發(fā)器應(yīng)用國產(chǎn)化的程度達(dá)到2/3，大大加速了中國通信事業(yè)的發(fā)展速度。

研制中容量通信衛(wèi)星“東方紅-3”是中國通信衛(wèi)星發(fā)展的第二步。1997年5月12日，首顆“東方紅3”發(fā)射并運(yùn)行成功，使中國通信衛(wèi)星水平T跨越了20年。該衛(wèi)星載有24臺c頻段轉(zhuǎn)發(fā)器，工作壽命達(dá)8年。與“東方紅_2A”相比，“東方紅-3”的轉(zhuǎn)發(fā)器數(shù)量增加了6倍，設(shè)計(jì)壽命延長了2倍，從而大大緩解了中國衛(wèi)星通信的緊張狀況。“東方紅-3”衛(wèi)星采用了許多當(dāng)時(shí)的新技術(shù)，例如，全三軸穩(wěn)定技術(shù)、公用平臺設(shè)計(jì)，等等。它的研制成功，標(biāo)志著中國通信衛(wèi)星技術(shù)跨上了一個新臺階。

“東方紅-3”衛(wèi)星平臺是中國第二代地球靜止軌道衛(wèi)星平臺，有效載荷承載能力220千克，可提供有效載荷功率980瓦，設(shè)計(jì)壽命8年，是目前中國性能最穩(wěn)定，經(jīng)過多次飛行考驗(yàn)的成熟中等容量地球靜止軌道衛(wèi)星平臺，先后用于“中星”系列通信衛(wèi)星，“鑫諾-3”通信衛(wèi)星，“天鏈-1中繼衛(wèi)星、”北斗系列導(dǎo)航衛(wèi)星和“嫦娥-1”月球探測衛(wèi)星等。它的研制成功，實(shí)現(xiàn)了中國地球靜止軌道通信衛(wèi)星從自旋穩(wěn)定型到三軸穩(wěn)定型的飛躍，有效載荷能力有了明顯的提高。

值得一提的是2008年4月25日上天的中國首顆中繼衛(wèi)星”天鏈-1，其技術(shù)十分復(fù)雜。它的研制成功，不僅使中國航天測控網(wǎng)覆蓋率由15％提高到50％以上，還增強(qiáng)了航天器測控及星地?cái)?shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性，對降低航天器運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)、提高地面測控指揮決策效率具有重要意義，填補(bǔ)了中國衛(wèi)星領(lǐng)域的一個空白。該星在2008年9月“神舟-7”載人航天飛行中首次得到應(yīng)用。

采用衛(wèi)星平臺生產(chǎn)可實(shí)現(xiàn)批量化、短周期，高可靠、低成本，應(yīng)用廣。因此，充分發(fā)揮“東方紅-3”平臺的作用是中國通信衛(wèi)星今后發(fā)展的方向之一。另一方面，進(jìn)一步挖掘“東方6-3”衛(wèi)星平臺的潛力，提高衛(wèi)星的性能，也是一個很有前景的方向。現(xiàn)在，技術(shù)更先進(jìn)的“東方紅-3A”衛(wèi)星平臺已經(jīng)問世，其有效載荷承載能力在“東方紅-3”衛(wèi)星平臺基礎(chǔ)上提高了40％～50％。2009年4月15日發(fā)射的第二顆“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星就是首顆采用“東方6-3A”平臺的衛(wèi)星。

“東方6-4”是中國第3代大型靜止軌道衛(wèi)星公用平臺，具有輸出功率大、承載能力強(qiáng)和服務(wù)壽命長等特點(diǎn)，衛(wèi)星整體性能達(dá)到國際同類通信衛(wèi)星的先進(jìn)水平。該平臺采用高效率的砷化鎵太陽電池翼和氫鎳蓄電池組：通過星上數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，可自動控制星上設(shè)備正常工作溫度和進(jìn)行蓄電池充放電管理：裝載了V型動量輪控制系統(tǒng)和星上計(jì)算機(jī)，能提供更高的姿態(tài)和軌道控制精度。它的有效載荷承載能力595千克，可提供有效載荷功率8千瓦，設(shè)計(jì)壽命15年，可用于大容量通信衛(wèi)星，直播衛(wèi)星，中繼衛(wèi)星和移動通信衛(wèi)星等。

目前，已先后研制并發(fā)射了3顆采用“東方紅-4”平臺的衛(wèi)星，其中第一顆是“鑫諾-2”，由于在定點(diǎn)過程中出現(xiàn)技術(shù)故障，該星無法提供廣播傳輸服務(wù)；第二顆是“尼日利亞通信衛(wèi)星-1”，它在天上工作了近一年，后因太陽電池翼故障使衛(wèi)星失效；第三顆是“委內(nèi)瑞拉衛(wèi)星-1”，其主要技術(shù)狀態(tài)變化有二：一是首次在中國研制的衛(wèi)星上使用具有國際先進(jìn)水平的c波段雙柵天線，克服了傳統(tǒng)雙反射面天線和長焦距天線占用空間大、自身重量大、極化隔離度差的弊端，使衛(wèi)星天線擺脫了多方面的限制，不同轉(zhuǎn)發(fā)器之間的干擾大大降低，傳播的信號將更加清晰；二是對太陽電池翼進(jìn)行了重大技術(shù)改進(jìn)，以確保衛(wèi)星在15年運(yùn)行期間，太陽電池翼能夠?yàn)樾l(wèi)星提供充足的電源，目前工作良好。

2008年，中國又和巴基斯坦簽訂了整星出口合同，其他一些國家也有這方面的需求和意向。目前，圍繞高可靠、長壽命工作，正在進(jìn)一步完善和提高“東方6-4”平臺的各種性能，盡快形成基本型的定型工作，并在此基礎(chǔ)上優(yōu)化衛(wèi)星性能，形成增強(qiáng)型等能夠滿足多種需求的“東方紅-4”衛(wèi)星平臺型譜，以滿足國際市場的多種需求。

返回衛(wèi)星的發(fā)展

返回式衛(wèi)星是中國最早研制的應(yīng)用

衛(wèi)星，先后發(fā)射了24顆，其中23顆入軌，22顆回收，是中國最成功的航天計(jì)劃之一。用這些返回式衛(wèi)星不僅進(jìn)行了遙感、微重力實(shí)驗(yàn)和新技術(shù)試驗(yàn)，還為中國掌握載人飛船返回技術(shù)提供了重要借鑒。

中國現(xiàn)已研制并發(fā)射了返回式衛(wèi)星0號、1號、2號、3號、4號和“實(shí)踐8”號共6種型號衛(wèi)星，其中“返回式衛(wèi)星0”號是第一代國土普查衛(wèi)星；“返回式衛(wèi)星1”號是第一代攝影測繪衛(wèi)星：“返回式衛(wèi)星2”號是第二代國土普查衛(wèi)星：“返回式衛(wèi)星3”號是第二代攝影測繪衛(wèi)星，用于高精度攝影測繪，其測繪精度比第一代有較大的提高；“返回式衛(wèi)星4”號是第一代國土詳查衛(wèi)星：“實(shí)踐8號”是太空育種衛(wèi)星。

通過6個型號衛(wèi)星的研制，中國解決了返回衛(wèi)星的總體設(shè)計(jì)，制造、大型試驗(yàn)，衛(wèi)星發(fā)射、跟蹤測控和衛(wèi)星回收等各種關(guān)鍵技術(shù)，尤其是“返回式衛(wèi)星3”號，4號的研制，使返回式衛(wèi)星平臺不斷成熟發(fā)展，有效載荷的性能有了很大的提高；而“實(shí)踐8”號是世界第一顆專用太空育種衛(wèi)星。

中國返回式衛(wèi)星經(jīng)歷了一個從初級到高級，技術(shù)不斷進(jìn)步的過程。先后研制了兩代返回式衛(wèi)星平臺，它們均由儀器艙和返回艙組成，其中第二代返回式衛(wèi)星平臺大大增加了衛(wèi)星的有效載荷和軌道壽命，以及全新的姿態(tài)和軌道控制系統(tǒng)，且可一星多用，儀器艙在與返回艙分離后能留軌試驗(yàn)。

資源衛(wèi)星的發(fā)展

1999年10月14日，中國和巴西合作研制的第一顆“中巴地球資源衛(wèi)星-1”(簡稱“資源一1”的01星)上天，結(jié)束了中國沒有陸地資源衛(wèi)星的歷史，首次直接獲取了中國西部邊陲地區(qū)的遙感圖像資料。該星在軌安全運(yùn)行了3年10個月，超出了衛(wèi)星2年的設(shè)計(jì)壽命。它所采用的“資源一1”平臺是中國第一代傳輸型對地觀測衛(wèi)星平臺，可以裝配500～1000千克的有效載荷。

“資源一1”的01星綜合了美國“陸地衛(wèi)星一5”和法國“斯波特一3”的優(yōu)點(diǎn)，并且比它們具有更廣的應(yīng)用范圍。星上有3臺遙感器：分辨率20米，幅寬113千米的5譜段CCD相機(jī)；分辨率80米《可見近紅外譜段和短波紅外譜段》和160米(熱紅外譜段)，幅寬120千米的4譜段紅外掃描儀；分辨率256米、幅寬890千米的2譜段寬視場咸像儀。其中星載CCD相機(jī)具有~32。的側(cè)視能力。

2003年10月21日發(fā)射的“資源一r 02星的質(zhì)量和可靠性比第一顆有較大提高。2007年9月1913發(fā)射的“資源一1”的02B星又增加了1臺分辨率為2，36米的高分辨率相機(jī)，這是中國首次在民用衛(wèi)星上使用高分辨率CCD相機(jī)。

2000年9月1日，中國“資源一2”的01星升空。2002年10月27日和2004年11月6日，又陸續(xù)發(fā)射了“資源一2”的02星，03星。與“資源-1”相比，“資源一2”工作壽命較長，因?yàn)樗捎昧诵滦透咝阅芴柾杰壍佬l(wèi)星平臺，貫徹了通用化，系列化，組合化設(shè)計(jì)思想，可措載高分辨率相機(jī)等多種遙感設(shè)備，能夠完成多種飛行任務(wù)，具有承載能力強(qiáng)，姿態(tài)控制精度高、具備機(jī)動變軌能力、數(shù)據(jù)存儲量大，數(shù)據(jù)傳輸率高的特點(diǎn)，已成為中國今后太陽同步軌道衛(wèi)星的基本平臺。氣象衛(wèi)星的發(fā)展1988年9月7日，中國發(fā)射了第一顆極軌氣象衛(wèi)星“風(fēng)云一1A”。它屬試驗(yàn)型衛(wèi)星，采用三軸穩(wěn)定方式，是中國第一顆傳輸型遙感衛(wèi)星。衛(wèi)星裝有2臺5通道可見光和紅外掃描輻射儀，使中國成為第三個能自行研制極軌氣象衛(wèi)星的國家。1990年9月3日發(fā)射的“風(fēng)云一1B”與第一顆基本相同。

1999年5月10日升空的“風(fēng)云-1C”是中國首顆業(yè)務(wù)型極軌氣象衛(wèi)星，主要改進(jìn)有：星載掃描輻射儀的通道數(shù)量由5個增加到10個，在新增加的5個通道中有4個是海洋水色通道，并將數(shù)據(jù)量化位數(shù)由8比特提高到10比特，使所獲取的信息量大幅度增加星上觀測資料的存儲時(shí)間也由60分鐘增加到300分鐘，并將存儲模式由模擬信號改為數(shù)字信號。因此，它能為更精確的中長期天氣預(yù)報(bào)和氣候預(yù)測提供必要的基本資料，并可在災(zāi)害監(jiān)測和環(huán)境遙感中發(fā)揮巨大作用：還能測量海洋生物的初級生產(chǎn)率，反映海洋渾濁度和海洋污染等·情況。由于該星在軌運(yùn)行的穩(wěn)定性和獲取數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，世界氣象組織于2000年8月首次正式將該星列入世界氣象業(yè)務(wù)極軌氣象衛(wèi)星的行列。與“風(fēng)云-1C”基本相同的“風(fēng)云-1D”于2002年5月5日順利升空，用于接替到壽命的“風(fēng)云一1C”。

2008年5月27日，首顆第二代試驗(yàn)型極軌氣象衛(wèi)星“風(fēng)云-3A”上天。它在功能和技術(shù)上比“風(fēng)云-1”向前邁進(jìn)了一大步，攜帶了8類，11臺，90多種探測通道的探測儀器，創(chuàng)造了諸多第一：星載有效載荷數(shù)量第一，氣象衛(wèi)星觀測功能第……遙感儀器觀測譜段從紫外線，可見光、紅外線—直到微波頻段樣樣齊全。其最大的特點(diǎn)是能夠把全球的氣候變化都監(jiān)測到，達(dá)到國際先進(jìn)水平。

為了大幅度改善區(qū)域性短期天氣預(yù)報(bào)，中國也積極研制了靜止軌道氣象衛(wèi)星，并于1997年6月10日發(fā)射了第一顆試驗(yàn)型靜止軌道氣象衛(wèi)星“風(fēng)云-2A”。該星采用“東方E-2A”衛(wèi)星平臺，載有可見光、紅外和水汽3通道掃描輻射計(jì)，空間環(huán)境監(jiān)測器等：能實(shí)時(shí)獲取中國及其周邊地區(qū)可見光，紅外云圖和水汽分布圖，監(jiān)測空間環(huán)境。衛(wèi)星每半小時(shí)獲取一幅覆蓋1/3地球的全景原始云圖。從可見光通道可獲得白天的云層和地表反射的太陽輻射信息，從紅外通道可得到晝夜云層和地表發(fā)射的紅外輻射信息，從水汽通道能提供對流層中，上部大氣中水汽分布的情況。其最大特點(diǎn)是可對觀測區(qū)域?qū)嵤┒鄷r(shí)次的頻繁觀測，特別適合監(jiān)測生命史較短而危害又很大的強(qiáng)對流災(zāi)害性天氣系統(tǒng)的發(fā)生與發(fā)展：填補(bǔ)了中國西部、西亞和印度洋區(qū)域大范圍的天氣資料空白，對監(jiān)測來自青藏高原、孟加拉灣和阿拉伯海及對中國產(chǎn)生主要影響的天氣系統(tǒng)有重要作用。它標(biāo)志著中國氣象衛(wèi)星進(jìn)入一個新階段，使中國成為世界第五個擁有靜止軌道氣象衛(wèi)星的國家，世界第三個同時(shí)擁有極軌氣象衛(wèi)星和靜止軌道氣象衛(wèi)星的國家。2000年6月25日，與“風(fēng)云-2A”星相同的“風(fēng)云-2B”順利發(fā)射。

2004年10月19日，中國第一顆業(yè)務(wù)型地球靜止軌道氣象衛(wèi)星“風(fēng)云-2C”上天，達(dá)到國際新一代同類氣象衛(wèi)星的水平。該衛(wèi)星技術(shù)性能有多項(xiàng)改進(jìn)，如星上掃描輻射計(jì)從原來的3個通道增加到5個通道，大大提高了衛(wèi)星遙感器的光譜范圍和精度：增加了對森林火災(zāi)、草原火災(zāi)、大霧天氣和沙塵暴的觀測能力；衛(wèi)星性能更可靠、實(shí)用，每天可向地面送回28張氣象云圖，在汛期期間還可增加到1天出48張?jiān)茍D。運(yùn)行期間，全國共有3000多個臺站接收使用該星云圖信息，全世界有20多個國家接收應(yīng)用“風(fēng)云-2C”的資料。2006年12月8日。與“風(fēng)云-2C”基本相同的“風(fēng)云-2D”上天，拓寬了觀測范圍，與“風(fēng)云2C”共同實(shí)現(xiàn)了雙星立體觀測，同

時(shí)也極大縮短了出圖時(shí)間，由原來的30分鐘出一副云圖縮短到每15分鐘出一副云圖。它可獲取更全面、更準(zhǔn)確的氣象信息，也能更好地支持、服務(wù)于國家西部大開發(fā)戰(zhàn)略。其觀測能力與國外第二代三軸穩(wěn)定的氣象衛(wèi)星相當(dāng)，而且定位精度較高。2008年12月23日，又發(fā)射了基本相同的“風(fēng)云-2E”衛(wèi)星。

2020年以前，中國還要發(fā)射20顆氣象衛(wèi)星。據(jù)了解，這20顆氣象衛(wèi)星包括3顆“風(fēng)云-2”系列衛(wèi)星，11顆“風(fēng)云3號”系列衛(wèi)星和6顆“風(fēng)云-4”系列衛(wèi)星?！帮L(fēng)云-2F”、2G、2H計(jì)劃分別于2010年、2012年、2014年發(fā)射。

“風(fēng)云一3”系列氣象衛(wèi)星比“風(fēng)云-1”新增加了微波輻射計(jì)、紅外分光計(jì)、紫外臭氧垂直探測器等許多設(shè)備，觀測精度和功能大幅度提高，可實(shí)現(xiàn)全球、全天候探測。2010年計(jì)劃發(fā)射1顆“風(fēng)云-3”試驗(yàn)型衛(wèi)星，2012年至2019年計(jì)劃發(fā)射10顆“風(fēng)云-3”業(yè)務(wù)型系列氣象衛(wèi)星。

“風(fēng)云-4”是取代“風(fēng)云-2”的第二代靜止軌道氣象衛(wèi)星，2012年計(jì)劃發(fā)射一顆“風(fēng)云-4”試驗(yàn)型衛(wèi)星(光學(xué)星)，2015-2019年計(jì)劃發(fā)射4顆業(yè)務(wù)型衛(wèi)星(光學(xué)衛(wèi)星)和1顆試驗(yàn)型衛(wèi)星(微波探測衛(wèi)星)。

科技衛(wèi)星的發(fā)展

人造地球衛(wèi)星按用途分可以分為科學(xué)衛(wèi)星、試驗(yàn)衛(wèi)星和應(yīng)用衛(wèi)星，其中前兩種衛(wèi)星對科學(xué)研究和衛(wèi)星研制具有重要意義，可以起到事半功倍的效果。要想提高航天技術(shù)水平，在太空進(jìn)行空間物理探測和新技術(shù)試驗(yàn)是必不可少的，中國“實(shí)踐”系列衛(wèi)星肩負(fù)著這兩種使命。

從1971年3月3日起至今，中國先后發(fā)射了多種“實(shí)踐”系列衛(wèi)星，用于測量空間環(huán)境參數(shù)，試驗(yàn)衛(wèi)星關(guān)鍵技術(shù)，而且星上探測儀器的技術(shù)性能和衛(wèi)星的整體水平不斷提高，推動了中國空間科學(xué)技術(shù)與創(chuàng)新發(fā)展，為提高中國空間科學(xué)探測和實(shí)驗(yàn)以及空間技術(shù)試驗(yàn)的水平做出了貢獻(xiàn)。其中1999年5月10日升空的“實(shí)踐-5”是中國第一顆采用公用平臺(CAST968)思想設(shè)計(jì)的小型科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星，達(dá)到當(dāng)時(shí)的國際水平，為中國小衛(wèi)星快速發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

為了發(fā)展現(xiàn)代高性能小衛(wèi)星，滿足日益增長的市場需求，中國空間技術(shù)研究院先后研制了CAST968、CAST2000等小衛(wèi)星平臺。CAST968平臺具有很強(qiáng)的擴(kuò)展能力，已經(jīng)應(yīng)用于多顆小衛(wèi)星的研制。它采用了基于網(wǎng)絡(luò)的集成化星務(wù)管理，多模式姿態(tài)控制、高品質(zhì)電源、S頻段統(tǒng)一測控體制等先進(jìn)的設(shè)計(jì)思想，使平臺具備較廣的適應(yīng)性，可用于空間科學(xué)、遙感、通信及技術(shù)演示驗(yàn)證等領(lǐng)域。該平臺已先后用于“實(shí)踐-5”、“海洋-1A”和“海洋-1B”、“實(shí)踐-6，探測-1和“探測-2”等衛(wèi)星。

CAST2000平臺具有高精度控制能力，大范圍側(cè)擺機(jī)動能力，靈活的軌道機(jī)動能力以及高度集成的星務(wù)管理能力，高效電源能力，為具有高分辨率需求、高功率需求、快速姿態(tài)機(jī)動及軌道機(jī)動需求的載荷提供了一個具備高度擴(kuò)展能力的柔性小衛(wèi)星平臺，已先后用于“試驗(yàn)衛(wèi)星-2”等衛(wèi)星。

2002年5月1 5日，中國發(fā)射了第一顆海洋衛(wèi)星——“海洋-1A”，它也是首顆采用CAST968平臺的小型應(yīng)用衛(wèi)星，載有10通道海洋水色掃描儀和4通道CCD海岸帶成像儀，前者主要探測葉綠素，懸浮泥沙和水溫等，用于評估漁場、預(yù)報(bào)魚訊、監(jiān)測海洋污染和冰情等：后者主要用于監(jiān)測河口懸浮泥沙、海岸帶生態(tài)等，為國家海洋局提供了大量的海洋監(jiān)測數(shù)據(jù)。2007年4月11日發(fā)射的“海洋-1B”的觀測能力和探測精度又進(jìn)一步增強(qiáng)和提高。中國海洋衛(wèi)星的發(fā)展目標(biāo)是建起一整套海洋衛(wèi)星體系，包括3個衛(wèi)星系列，分別是“海洋-1”水色衛(wèi)星系列，“海洋-2”動力環(huán)境衛(wèi)星系列和“海洋-3”監(jiān)視監(jiān)測衛(wèi)星系列，逐步形成以衛(wèi)星為主導(dǎo)的立體海洋空間監(jiān)測網(wǎng)。

2003年12月30日發(fā)射的”探測一1是“地球空間雙星探測計(jì)劃”(簡稱“雙星計(jì)劃”)中的第一顆星，運(yùn)行在赤道軌道。2004年7月25日，“探測-2”進(jìn)入極地軌道。這兩顆探測地球磁層空間的衛(wèi)星載有中國和歐洲的探測儀器，運(yùn)行于當(dāng)時(shí)國際上地球空間探測衛(wèi)星尚未覆蓋的重要活動區(qū)，主要用于研究太陽活動、行星際磁層空間暴和災(zāi)害性地球空間天氣的物理過程，是當(dāng)時(shí)中國發(fā)射的距離地球最遠(yuǎn)的人造地球衛(wèi)星，其中“探測-1”遠(yuǎn)地點(diǎn)高度達(dá)到了7萬多千米。它們同歐洲航天局4顆“團(tuán)星-2”相配合，實(shí)現(xiàn)不同區(qū)域同時(shí)探測，形成人類歷史上第一次對地球空間的6點(diǎn)立體探測。

2008年9月6日，采用CAST968，2000平臺的中國環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測預(yù)報(bào)小衛(wèi)星星座的首批衛(wèi)星——“環(huán)境-1”、“環(huán)境一1B”升空。這兩顆光學(xué)小衛(wèi)星運(yùn)行在同一個太陽同步軌道軌道面內(nèi)，相位成180。分布，可獲取-高時(shí)間分辨率、中等空間分辨率的對地觀測數(shù)據(jù)，能對中國大部分地區(qū)實(shí)現(xiàn)每天一次重復(fù)觀測，大大緩解了中國目前對地觀測數(shù)據(jù)緊缺的局面?！碍h(huán)境1A"配備2臺寬覆蓋CCD相機(jī)和1臺超光譜成像儀：“環(huán)境-1B”配備2臺寬覆蓋CCD相機(jī)和1臺紅外相機(jī)。它們將與2009年發(fā)射的1顆雷達(dá)小衛(wèi)星組成中國第一代環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測預(yù)報(bào)小衛(wèi)星星座(即“2+1”方案)。此后，更加完善的由4顆光學(xué)小衛(wèi)星和4穎雷達(dá)小衛(wèi)星組成的星座(即“4+4”方案)也將啟動研制，以便大大縮短重復(fù)觀測時(shí)間，實(shí)現(xiàn)每天對中國及周邊國家，地區(qū)的災(zāi)害和環(huán)境的動態(tài)監(jiān)測，更大地發(fā)揮空間遙感的技術(shù)優(yōu)勢，為中國環(huán)境的監(jiān)測、災(zāi)害的預(yù)報(bào)發(fā)揮更大的作用。

導(dǎo)航衛(wèi)星的發(fā)展

2000年10月31日和12月21日，2003年5月25日，2007年2月3日，中國先后發(fā)射了4顆采用“東方6-3”平臺的“北斗”(也叫“北斗－1”)試驗(yàn)導(dǎo)航衛(wèi)星，建成了采用雙星定位原理的區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，成為世界第三個擁有衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的國家。該系統(tǒng)具有建設(shè)周期短、投資少和具備特色功能等優(yōu)點(diǎn)。它不僅可全天候、全天時(shí)提供區(qū)域性有源導(dǎo)航定位，還能進(jìn)行雙向數(shù)字報(bào)文通信和精密授時(shí)。目前入網(wǎng)注冊用戶4萬多，近1～2年內(nèi)，規(guī)劃新增用戶數(shù)超過10萬，應(yīng)用覆蓋了水利電力、海洋漁業(yè)、交通運(yùn)輸、國土測繪、氣象預(yù)報(bào)，減災(zāi)救災(zāi)和公共安全等領(lǐng)域，牽引促進(jìn)了電子，通信，機(jī)械制造、地理信息等相關(guān)產(chǎn)業(yè)和信息服務(wù)業(yè)的發(fā)展，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

該衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)與美俄衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)最大的不同在于，它不僅能使用戶知道自己的所在位置，還可以告訴別人自己的位置在什么地方，特別適用于需要導(dǎo)航與移動數(shù)據(jù)通信相結(jié)合的用戶，如交通運(yùn)輸、調(diào)度指揮，搜索營救、地理信息實(shí)時(shí)查詢等。

2007年4月14入，中國首顆“北斗”(也叫“北斗－2”)導(dǎo)航衛(wèi)星上天，飛行在高度為21500千米的中圓軌道，標(biāo)志著中國自行研制的“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)入新的發(fā)展建設(shè)階段。2009年4月15日，中國發(fā)射第

2穎“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星，它運(yùn)行在地球靜止軌道。

“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星星座由3顆靜止軌道衛(wèi)星(GEO，已向國際電聯(lián)申請過)，3顆傾斜地球同步軌道衛(wèi)星(1GSO)和27顆中圓軌道衛(wèi)星(MEO)組成。它們提供兩種服務(wù)方式，即開放服務(wù)和授權(quán)服務(wù)。開放服務(wù)是在服務(wù)區(qū)免費(fèi)提供定位，測速和授時(shí)服務(wù)；授權(quán)服務(wù)是向授權(quán)用戶提供更安全的定位、測速、授時(shí)和通信服務(wù)信息。

其主要特色有四個：①導(dǎo)航與通信的集成增強(qiáng)了導(dǎo)航能力和搜索救援能力，可實(shí)現(xiàn)用戶信息共享和信息交換：②多系統(tǒng)兼容服務(wù)，可以實(shí)現(xiàn)公開服務(wù)相互兼容，必要時(shí)提供多系統(tǒng)監(jiān)測信息和差分改正信息：③提供雙向授時(shí)授權(quán)服務(wù)；④以雙向偽距時(shí)間同步方法擺脫衛(wèi)星時(shí)間同步與精密軌道之間的依賴關(guān)系。所以，“北斗”不僅具備GPS所擁有的一切功能，還可通信：不僅知道自己的位置，也可知道別人的位置。

中國將在2009～2010發(fā)射10顆左右的“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星，基本具備運(yùn)行能力，滿足國內(nèi)陸地、海洋、航空測量導(dǎo)航方面的需要；剩下的20顆左右衛(wèi)星將于2020年以前發(fā)射，最終將在2015～2020年建成一個由30多顆衛(wèi)星組成的全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)。第二代“北斗”不僅完全繼承兼容第一代“北斗”，而且在用戶容量，服務(wù)區(qū)域、動態(tài)性能，定位精度、使用方式和抗干擾能力等方面有重大改進(jìn)和提高，并與其他3個衛(wèi)星系統(tǒng)兼容。

載人航天器的發(fā)展

載人航天是當(dāng)今高技術(shù)中最具挑戰(zhàn)性的領(lǐng)域，能體現(xiàn)一個國家的綜合國力和整體科技水平。從1992年起，中國開始實(shí)施載人航天工程。至今，中國已先后成功發(fā)射了“神舟”系列的4艘無人試驗(yàn)飛船和3艘載人飛船，成為世界上第三個完全獨(dú)立進(jìn)行載人航天的國家。

與國外飛船的發(fā)展相比，中國“神舟”系列飛船有不少突出的特點(diǎn)。例如：起點(diǎn)很高，一船多用，返回艙和降落傘大，電子設(shè)備和防熱技術(shù)先進(jìn)等。中國載人航天實(shí)施“三步走”的發(fā)展戰(zhàn)略：

第一步是以載人飛船起步，將航天員安全地送入近地軌道，進(jìn)行適量的對地觀測及科學(xué)實(shí)驗(yàn)，并使航天員安全返回地面，實(shí)現(xiàn)載人航天的歷史性突破。這一步已通過“神舟-5”，神舟-6”實(shí)現(xiàn)。

第二步是除繼續(xù)用載人飛船進(jìn)行對地觀測和空間試驗(yàn)外，重點(diǎn)突破航天員出艙活動，空間交會對接試驗(yàn)兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，并發(fā)射長期自主飛行、短期有人照料的空間實(shí)驗(yàn)室，盡早建成中國完整配套的空間工程大系統(tǒng)，解決中國一定規(guī)模的空間應(yīng)用問題。這一步已通過“神舟-7”航天員完成出艙活動拉開序幕。中國第二批航天員選拔工作已開始，以后還將從戰(zhàn)斗機(jī)飛行員中選拔出女航天員。

從“神舟-8”開始，“神舟”飛船將基本定型，并具有對接能力。美國已表示有可能在2010年航天飛機(jī)退役后用“神舟—飛船運(yùn)送美國航天員到“國際空間站”。2010年底，中國將發(fā)射“天宮-1”目標(biāo)飛０行器，質(zhì)量8噸，是1個簡易的空間實(shí)驗(yàn)室。此后的2年中，將相繼發(fā)射“神舟-8“～”神舟·10-飛船，它們分別與”天宮1”號實(shí)現(xiàn)對接，以突破空間交會對接技術(shù)。其中“神舟-8”是無人飛船“神舟-9”是否載人未定，“神舟-10“是載人飛船。在2015年以前，將發(fā)射“天宮-2”、天宮-3”空間實(shí)驗(yàn)室，用多艘飛船進(jìn)行載人對接試驗(yàn)和載人駐留試驗(yàn)，解決有一定規(guī)模的短期有人照料的空間應(yīng)用問題。

第三步是建造長期有人照料、短期自主飛行的大型空間站。它能用于大規(guī)模，長時(shí)間地開發(fā)寶貴的太空資源為全人類造福。據(jù)悉，中國將在2020年左右建成載人空間站，解決較大規(guī)模的空間應(yīng)用問題。中國已開始論證載人登月。

空間探測器的發(fā)展

在空間探測領(lǐng)域，中國從2004年起開始實(shí)施月球探測工程，又叫“嫦娥工程”，該工程分為“繞、落，回”三個發(fā)展階段。第一階段為“繞”，即在2004-2007年實(shí)施“嫦娥-1”繞月探測工程，發(fā)射第一顆月球探測衛(wèi)星。

第二階段為“落”，即在2007-2013年研制和發(fā)射月球軟著陸器，并攜帶月球車在著陸器落區(qū)附近進(jìn)行就位探測。

第三階段為“回”，即在2012～2020年發(fā)射月球采樣返回器軟著陸在月球表面特定區(qū)域，并進(jìn)行分析采樣，然后將月球樣品帶回地球進(jìn)行詳細(xì)研究。

“嫦娥工程”的每一步都是對前一步的深化，并為下一步奠定基礎(chǔ)。從“繞、落、回”的科學(xué)目標(biāo)看，它們有明顯的遞進(jìn)關(guān)系：“繞”就是進(jìn)行全球性、整體性與綜合普查；“落”就是進(jìn)行區(qū)域性精細(xì)就位分析；“回”就是取樣品返回地面后進(jìn)行精準(zhǔn)分析。

2007年10月24日，中國發(fā)射了第一個月球探測器——“嫦蛾-1”，成為繼人造衛(wèi)星、載人航天之后中國航天的第三個里程碑，并使中國成為世界第五個發(fā)射月球探測器暨空間探測器的國家。2008年7月1日，“嫦娥-1”完成了全月球影像數(shù)據(jù)的獲??；2008年10月24日，順利實(shí)現(xiàn)了在軌一年的工作壽命，并圓滿完成各項(xiàng)任務(wù)。此后，鑒于工作良好、燃料充足，按照”軌道從高到低，風(fēng)險(xiǎn)從小到大”的原則，中國用”嫦娥-1”開展了變軌等10余項(xiàng)驗(yàn)證試驗(yàn)，為探月二期工程積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。為了給探月二期“探路”，積累落月過程控制和軌道測定方面的經(jīng)驗(yàn)，減少后續(xù)工程風(fēng)險(xiǎn)，“嫦娥-1”于2009年3月1日受控撞擊月球豐富海區(qū)域。

“嫦娥-1”累計(jì)飛行494天，其中環(huán)月482天，比原計(jì)劃多飛117天：飛行期間經(jīng)歷3次月食；傳回1.37千兆字節(jié)有效科學(xué)探測數(shù)據(jù)；獲取了全月球影像圖、月表化學(xué)元素分布，月表礦物含量，月壤分布和近月空間環(huán)境等一批科學(xué)研究成果：準(zhǔn)確落入指定的月表區(qū)域，成功完成硬著陸。

2011年底前上天的“嫦娥-2”將作為探月工程二期的先導(dǎo)星，主要是先期試驗(yàn)驗(yàn)證部分新技術(shù)和新設(shè)備，試驗(yàn)驗(yàn)證二期工程軌道、測控和軟著陸等五個方面的關(guān)鍵技術(shù)，降低探月工程二期的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，深化月球科學(xué)探。“嫦娥-2”具有飛行時(shí)間短、軌道高度低和分辨率高的特點(diǎn)，所載CCD相機(jī)分辨率由120米提高到10米。

2013年前實(shí)施二期探月工程“落”，所要發(fā)射的“嫦娥-3”由著陸器和月球車組成，其中著陸器定點(diǎn)守候，月球車將在月球表面巡游90天，范圍可達(dá)到5平方千米，并抓取月壤在車內(nèi)進(jìn)行分析，得到的數(shù)據(jù)將直接傳回地球。從獲取探測數(shù)據(jù)的直接性和豐富性的角度來看。軟著陸和巡視勘察是其他探測形式所不能替代的，在空間探測技術(shù)中占據(jù)著重要地位。

2020年前實(shí)施三期探月工程“回”。2017年前后發(fā)射一個可以返回的月球軟著陸器，突破采樣器、月地飛行技術(shù)和高精細(xì)月球樣品分析技術(shù)等。

通過實(shí)施“嫦娥工程”，中國的月球科學(xué)，比較行星學(xué)、空間天文學(xué)等基礎(chǔ)研究領(lǐng)域?qū)⑷〉幂^大進(jìn)展，提升航天技術(shù)水平并促進(jìn)眾多相關(guān)技術(shù)發(fā)展，為中國進(jìn)一步開展深空探測以及未來載人登月奠定基礎(chǔ)。

另外，2009年10月，將與俄羅斯合作把中國第一個火星探測器“熒火-1”送上天。

在“十一五”期間，中國將啟動多項(xiàng)重大航天科技工程，它包括載人航天工程二期、月球探測工程二期、高分辨率對地觀測系統(tǒng)和二代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)和新一代大型運(yùn)載火箭。中國航天將通過實(shí)施這五大工程，實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)跨越式發(fā)展，并在國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展進(jìn)程中發(fā)揮服務(wù)、帶動和支撐作用。另外，在通信廣播衛(wèi)星領(lǐng)域，將研制并發(fā)射數(shù)字音頻廣播衛(wèi)星、寬帶多媒體衛(wèi)星、地球靜止區(qū)域移動通信衛(wèi)星等，并開發(fā)功率更大，有效載荷能力更高的新型平臺。在空間科學(xué)衛(wèi)星領(lǐng)域，今后將研制并發(fā)射空間硬X射線望遠(yuǎn)鏡、空間太陽望遠(yuǎn)鏡等。由此可見，中國航天器的未來前景廣闊。