文/張晨

9月16日，中國國家航天局副局長吳艷華率團訪問阿聯(lián)酋拉希德航天中心，與艾爾馬里主任舉行會談，就中阿航天合作進行深入交流，并簽署了關(guān)于“嫦娥七號”任務合作的諒解備忘錄。屆時，中方探測器將搭載阿方月球車登月，并提供探測、數(shù)據(jù)傳輸?shù)确铡?/p>

海灣國家阿聯(lián)酋以世界第一高樓哈里發(fā)塔、棕櫚島和帆船酒店等聞名于世，除此之外，阿聯(lián)酋在中東地區(qū)還有著相當不錯的航天實力，并且通過技術(shù)合作和轉(zhuǎn)讓等獲得了衛(wèi)星制造能力。阿聯(lián)酋還擁有5顆大型靜止軌道衛(wèi)星。當然了，最著名的還屬火星探測器——“希望號”。那么，阿聯(lián)酋的航天工業(yè)是如何起步并發(fā)展到今天這樣的水平的？這值得我們?nèi)ニ伎己脱芯恳环?/p>

▲ DubaiSat-2

阿聯(lián)酋航天的起點

阿聯(lián)酋對航天最早的興趣還要從美國的載人登月工程開始，當時謝赫·扎耶德·本·蘇丹·阿勒納哈揚酋長會見了美國宇航局負責阿波羅登月的團隊。這次會面引發(fā)了阿聯(lián)酋上下對航天的關(guān)注。

2006年成立的阿聯(lián)酋先進科學技術(shù)研究所 (EIAST)負責合作研發(fā)了阿聯(lián)酋的第一顆光學遙感衛(wèi)星。自2014年阿聯(lián)酋航天局（UAESA）成立以來，阿聯(lián)酋的大多數(shù)大學都開展了空間科學和空間工程項目。此外，一些空間科學研究和工程中心也相繼建立。2015年4月，EIAST與穆罕默德·本·拉希德空間中心合并，后者執(zhí)行了阿聯(lián)酋探火和載人航天項目。截至目前，阿聯(lián)酋已與包括美國、歐盟、中國、俄羅斯在內(nèi)多個國家簽署了航天合作協(xié)議，他們將規(guī)劃更為遠大的航天任務。阿聯(lián)酋航天局提供了52億美元的巨額航天計劃基金，以確保相關(guān)的航天計劃落地。

2020年2月，阿聯(lián)酋公布了自己的空間法，為未來的航天工程奠定了法理上的基礎(chǔ)。

地球遙感衛(wèi)星

DubaiSat-1地球遙感衛(wèi)星是阿聯(lián)酋的第一顆衛(wèi)星，由2006年成立的阿拉伯聯(lián)合酋長國先進科學技術(shù)研究所 (EIAST)和韓國Satrec Initiative合作研發(fā)?！癉ubaiSat-1”為阿聯(lián)酋提供寶貴的信息來源，以支持該國的眾多發(fā)展計劃。

“DubaiSat-1”的主要有效載荷是迪拜中孔徑相機（DMAC）。DMAC采用推掃成像，具有一個全色和四個多光譜成像通道。具備2.5米的黑白圖像和5米的彩色圖像分辨率。衛(wèi)星使用SI-200平臺建造，采用六邊形平臺，發(fā)射質(zhì)量190千克。衛(wèi)星初始供電能力為330瓦，設計壽命5年。

EIAST的工作人員規(guī)劃和操作整個太空任務，包括空間和地面資源的資源配置和調(diào)度。控制站還負責通過迪拜的11.28米天線監(jiān)視和指揮衛(wèi)星。

2009年7月29日，“DubaiSat-1”由第聶伯號運載火箭在拜科努爾發(fā)射場發(fā)射升空，成功進入666千米×681千米的太陽同步軌道。

第二顆地球遙感衛(wèi)星DubaiSat-2仍然選擇和韓國合作研發(fā)。衛(wèi)星使用SI-300平臺，發(fā)射質(zhì)量300千克。主載荷HiRAIS具有一個全色和四個多光譜成像通道，并且使用輕質(zhì)碳纖維結(jié)構(gòu)，具備1米的黑白圖像和4米的彩色圖像分辨率。2013年11月21日，在亞斯內(nèi)發(fā)射場/東布羅夫斯基空軍基地LC-370/13，第聶伯號運載火箭將DubaiSat-2送入了600千米太陽同步軌道。

DubaiSat-3，也被稱為KhalifaSat，是第一顆完全由阿聯(lián)酋建造的衛(wèi)星。該衛(wèi)星使用SI-300平臺，由穆罕默德·本·拉希德航天中心研制。衛(wèi)星配置有一臺70千克的名為KHCS（KhalifaSat 相機系統(tǒng)）的相機，可以提供0.7米分辨率的全色圖像和3米的彩色圖像。2018年10月29日，KhalifaSat由日本H-2A 火箭在種子島發(fā)射升空，進入597千米×616千米的太陽同步軌道。KhalifaSat衛(wèi)星設計壽命5年，實際工作了3年11月26天后任務結(jié)束。

通過這3顆衛(wèi)星的研制，可以看出阿聯(lián)酋采用了經(jīng)典的技術(shù)轉(zhuǎn)讓路線：購買——合作——技術(shù)獲得。當時韓國的遙感衛(wèi)星技術(shù)也是較為先進的，阿聯(lián)酋選擇和韓國合作第一顆衛(wèi)星并且培訓技術(shù)人員，在第二顆衛(wèi)星研發(fā)中讓本國工程師參與研制，并且自主研發(fā)了第三顆衛(wèi)星，符合阿聯(lián)酋的經(jīng)濟發(fā)達但缺乏技術(shù)的基本國情?，F(xiàn)在阿聯(lián)酋具備了基本的衛(wèi)星總體研發(fā)能力，而在國家投入研制遙感衛(wèi)星之外，阿聯(lián)酋的大學也在和美國大學合作研發(fā)小型衛(wèi)星，旨在培養(yǎng)阿聯(lián)酋的大學科研能力，以支持未來的大型衛(wèi)星任務和自主深空任務。

▲ MeznSat

▲ MYSat-2

▲MYSat-1

▲ Nayif-1

培養(yǎng)后備力量

MeznSat是一個3U立方星，它攜帶一個短波紅外(SWIR)微型光譜儀作為其主要有效載荷，旨在通過觀測來推導大氣中的溫室氣體濃度。MeznSat是哈利法科技大學(KUST)與美國拉斯海馬大學(AURAK)合作項目的成果，2020年9月28日，該衛(wèi)星由聯(lián)盟2.1b-弗雷蓋特M火箭發(fā)射升空。

MYSAT 1是一項1U 立方星教育任務，由哈利法大學 Yahsat 空間實驗室和阿聯(lián)酋馬斯達爾科技學院開發(fā)。其目標旨在測試與太空中的立方星通信，并建立遙測鏈路，并且使用相機作為有效載荷拍攝阿聯(lián)酋地區(qū)的照片并將照片發(fā)送回地面站。

此外，由馬斯達爾研究所實驗室開發(fā)和制造的新型鋰離子電池在太空中進行測試。2018年該衛(wèi)星是搭載在天鵝座 CRS-10貨運任務上的，并在貨運飛船離開國際空間站后從航天器外部部署器部署。

DhabiSat／MYSAT-2是 一 項2U 立方星教學任務，由哈利法大學的學生在 Al Yah 衛(wèi)星公司 (Yahsat) 和諾·格公司的支持下開發(fā)。主要任務是讓學生能夠設計、實施和測試用于姿態(tài)確定和控制系統(tǒng) (ADCS) 的軟件模塊。這項工作是在Yahsat空間實驗室進行的，該實驗室是哈利法大學空間技術(shù)與創(chuàng)新中心 (KUSTIC) 的一部分。

該衛(wèi)星在天鵝座 CRS-15貨運任務中發(fā)射的，并于2021年6月29日在貨運飛船離開國際空間站后從外部部署器部署。

Nayif-1是阿聯(lián)酋的第一個1U立方星任務，由位于迪拜的阿聯(lián)酋先進科學技術(shù)研究所 (EIAST) 與美國沙迦大學(AUS)合作開發(fā)。

Nayif-1旨在發(fā)展阿聯(lián)酋工程專業(yè)學生在空間技術(shù)方面的能力，由來自AUS不同工程學科（包括計算機工程、電氣工程和機械工程）的7名學生組成的任務小組已被分配到該項目。學生將接受密集的系統(tǒng)設計和測試培訓，并將作為他們的高級工程設計項目參與該計劃，還參與了立方星的設計、組裝、集成和測試。

Nayif-1原定于2015 年底搭載獵鷹9 火箭發(fā)射，后來改為使用印度的PSLV-XL火 箭 在2017年2月15日發(fā)射。Nayic-1使用的地面站在澳大利亞建造，由阿聯(lián)酋工程專業(yè)的學生操作。

阿聯(lián)酋的軍事航天

除了在民用領(lǐng)域，阿聯(lián)酋在軍用航天領(lǐng)域也不吝投入。雖然DubaiSat使得阿聯(lián)酋人具備了基本的光學遙感衛(wèi)星能力，但它的分辨率仍然不夠，于是阿聯(lián)酋選擇和歐洲老牌航天企業(yè)合作研發(fā)軍用遙感衛(wèi)星系統(tǒng)，即“獵鷹眼”遙感衛(wèi)星系統(tǒng)。

“獵鷹眼”由空客作為主承包商，泰雷茲·阿萊尼亞（TAS）作為合作主承包商制造。該項目包括2顆相同的衛(wèi)星“獵鷹眼” 1和“獵鷹眼” 2，“獵鷹眼” 計劃依賴于法國“昴星團-HR”高分辨率遙感衛(wèi)星的技術(shù)，使用AstroSat-1000平臺，設計壽命5年。TAS提供的光學偵察載荷HIRI可以在達到分辨率0.7米的同時擁有20千米的幅寬。該衛(wèi)星系統(tǒng)交付后，由阿聯(lián)酋工程師控制和操作?！矮C鷹眼”可以支持阿聯(lián)酋軍隊的運作，同時也可以提供商業(yè)圖像。這兩顆衛(wèi)星由歐空局織女星運載火箭發(fā)射。

2019年07月11日，織 女 星 火箭從法屬圭亞那庫魯航天中心ELV工位發(fā)射升空，奔赴611千米太陽同步軌道。第一級P80關(guān)機，第二級齊法羅-23按計劃點火，但后來曲線悄然偏離了預定軌跡，火箭和載荷一起墜落在佛羅里達以東的大西洋上。

“獵鷹眼”-1衛(wèi)星的損失創(chuàng)下了高達4.1121億美元的保險賠付，居世界航天保險賠償金額之首。那家倒霉的保險公司經(jīng)此一役，徹底退出了航天保險業(yè)務。

第二顆“獵鷹眼”衛(wèi)星緊急修改為使用聯(lián)盟STA-弗雷蓋特M火箭在庫魯?shù)腅LA發(fā)射升空，原定計劃發(fā)射時間在2020年3月。然而俄羅斯產(chǎn)的弗里蓋特 M上面級在發(fā)射場出現(xiàn)了嚴重泄露，不得不更換一個上面級。隨后庫魯發(fā)射場因為嚴重的疫情而停擺，進一步推遲了衛(wèi)星發(fā)射的日期，在幾經(jīng)惡劣天氣后，2020年12月1日，這顆衛(wèi)星最終被送入了598千米的太陽同步軌道。

值得注意的是，阿聯(lián)酋工程師在檢查“獵鷹眼”-1時發(fā)現(xiàn)衛(wèi)星姿軌控分系統(tǒng)上有一個后門直通美國。該后門可以記錄衛(wèi)星的擺動從而推定成像目標，相當于不改動HIRI的情況下監(jiān)控衛(wèi)星的成像。阿聯(lián)酋強烈譴責該行為并且要求空客拆除該DLC，然后這顆衛(wèi)星就發(fā)射失敗了。

▲ “獵鷹眼”-1衛(wèi)星在廠房

▲聯(lián)盟STA-弗里蓋特 M發(fā)射“獵鷹眼”-2衛(wèi)星

走向靜止軌道

如果還有人記得阿里安5 ECA+ VA241火箭那次離譜的部分失敗的話，應該不會忘記那兩顆倒霉的通信衛(wèi)星——SES-14和Al Yah-3。前者是屬于盧森堡的SES衛(wèi)星通信公司的全電星平臺，而后者則是屬于阿拉伯聯(lián)合酋長國的Yahsat衛(wèi)星通信公司。

Yahsat公司為阿聯(lián)酋國際控股的投資公司Mubadala的子公司。該公司成立于 2008年1 月，其目標是為中東、非洲、歐洲和西南亞地區(qū)開發(fā)、運營和使用多用途通信衛(wèi)星系統(tǒng)。當年7月，Yahsat選擇了歐洲宇航防務集團和泰雷茲·阿萊尼亞開發(fā)自己的第一顆通信衛(wèi)星，也是阿聯(lián)酋第一顆通信衛(wèi)星——Yahsat-1A，也被稱為Al Yah-1通信衛(wèi)星。

Al Yah-1通信衛(wèi)星基于泰雷茲·阿萊尼亞的Eurostar-3000平臺建造，AI Yah-1和2兩顆衛(wèi)星的價值達到了驚人的16.6億美元。這顆5965千克重的通信衛(wèi)星在2011年4月22日由阿里安5 ECA火箭發(fā)射升空。

Al Yah-1通信衛(wèi)星配置有14個C波 段 轉(zhuǎn) 發(fā) 器（8路25MHz，6路54MHz）和25個Ku波段轉(zhuǎn)發(fā)器。另外21個加密的安全Ka波段轉(zhuǎn)發(fā)器承擔政府和軍隊的通信任務。衛(wèi)星設計壽命15年，定點于52.5°E。

Yahsat-1B/Al Yah-2通信衛(wèi)星在一年后的2012年4月24日由質(zhì)子M-微風M火箭發(fā)射升空，Al Yah-2衛(wèi)星同樣由歐洲宇航防務集團和泰雷茲·阿萊尼亞宇航公司研發(fā)，基于Eurostar-3000平臺建造，發(fā)射質(zhì)量為6100千克。配置有25個Ka波段轉(zhuǎn)發(fā)器和27個Ku波段BSS轉(zhuǎn)發(fā)器，另外還有29個加密的安全Ka波段轉(zhuǎn)發(fā)器。衛(wèi)星設計壽命15年，定點于52.5°E，載荷功率9.7千瓦。

這兩顆通信衛(wèi)星對阿聯(lián)酋的發(fā)展提供了重大幫助，為廣播服務、衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)中繼、企業(yè)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡和電信運營服務提供了創(chuàng)新解決方案，也滿足了中東、非洲、歐洲和西南亞的政府和商業(yè)客戶的衛(wèi)星通信需求。

2014年9月，Yahsat公 司 和軌道·ATK公司簽訂了基于靜地星-3平臺研發(fā)Al Yah-3全Ka波段通信衛(wèi)星的合同。Al Yah-3通信衛(wèi)星重3795千克，基于靜地星-3平臺建造。其配備58路Ka波段波束，并提供寬帶互聯(lián)網(wǎng)服務。在運營的前十年可覆蓋非洲60%的人口和巴西95%以上、總計6億的人口，并將通信范圍擴展到另外17個國家。Al Yah-3通信衛(wèi)星使用日本石川島播磨重工制造的BT-4肼-四氧化二氮雙組元推進器升軌，XR-5霍爾推進器保位，衛(wèi)星載荷功率7.5千瓦。

衛(wèi)星最初計劃于2016年第四季度發(fā)射升空，隨后推遲至2017年3月，最終在2018年1月和SES-14通信衛(wèi)星一起搭乘阿里安5 火箭升空。

在火箭一級關(guān)機分離、火箭二級點火后幾秒時，火箭遙測信號丟失。兩顆衛(wèi)星衛(wèi)星進入了近地點232千米、遠地點42163千米、傾角20.64°的軌道。2018年2月7日至2月13日，Al Yah-3衛(wèi)星通過4次化學推力器點火，進入一條近地點20829千米、遠地點47284千米的橢圓高軌道。22日，XR-5推進器接手轉(zhuǎn)移，至2018年5月9日，Al Yah 3衛(wèi)星終于成功定點，但Yahsat公司并沒有公布此次部分失敗對壽命的影響。

▲ Al Yah-1通信衛(wèi)星的Ka波段東波束覆蓋范圍

▲Al Yah-1通信衛(wèi)星

▲AI Yah-2衛(wèi)星

▲ 在軌道·ATK廠房中建設的Al Yah-3通信衛(wèi)星

不過Yahsat公司并不是第一家阿聯(lián)酋的商業(yè)通信衛(wèi)星公司。第一名當屬1997年成立的Thuraya公司，該公司提供區(qū)域衛(wèi)星移動服務(MSS) 。Thuraya公司當前運營兩顆靜止軌道衛(wèi)星，并為161個國家/地區(qū)提供L波段語音和數(shù)據(jù)服務。該公司在2018年成為Yahsat的子公司。

5108千克的Thuraya 1移動通信衛(wèi)星配備有一個口徑達到12.25米的網(wǎng)狀環(huán)桁天線，衛(wèi)星基于BSS-702平臺建造。2000年10月21日，該衛(wèi)星由天頂3SL運載火箭發(fā)射升空，為25萬名客戶提供移動通信服務。由于太陽能帆板故障，Thuraya 1衛(wèi)星在2007年停止服務。

后續(xù)的Thuraya 2和Thuraya-3通信衛(wèi)星和Thuraya 1配置相同，使用BSS-702平臺，發(fā)射質(zhì)量提升至5177千克，并且修改了有問題的太陽能帆板。2003年06月10日和2008年01月15日，這兩顆衛(wèi)星分別由海射天頂運載火箭發(fā)射升空。

2020年8月，Yahsat公司斥資5億美元，和空客公司合作研發(fā)下一代移動通信衛(wèi)星Thuraya 4-NGS，Thuraya 4-NGS基于Eurostar-NEO平臺建造，配置有12米口徑天線，將在2024年使用獵鷹9號火箭發(fā)射以替代2003年發(fā)射的Thuraya 2，并且考慮建設同樣的Thuraya 5-NGS以替代2030年到壽的Thuraya 3移動通信衛(wèi)星。

Yahsat 公司董事會主席兼首席執(zhí)行官表示：“Thuraya 4-NGS衛(wèi)星是我們正在進行的使命中的一個重要里程碑，即提供先進且價格合理的衛(wèi)星解決方案，其性能、可靠性和安全性水平處于當今技術(shù)的領(lǐng)先水平?！盰ahsat公司表示，新項目是改造Thuraya并推出其下一代系統(tǒng)的一個重要里程碑。它包括對Thuraya的空間和地面設施進行全面改造，并啟用一套新的服務、產(chǎn)品和解決方案。預計Thuraya 4-NGS衛(wèi)星每年可以產(chǎn)生4700萬美元的收入。

從1997年阿聯(lián)酋人建立自己的商業(yè)通信衛(wèi)星公司并擁有第一顆通信衛(wèi)星Thuraya 1，到2009年擁有第一顆光學衛(wèi)星，再到2018年自己研制KhalifaSat，阿聯(lián)酋人通過技術(shù)轉(zhuǎn)讓和項目參與逐步建立起自己的總體研發(fā)能力和衛(wèi)星運營能力，證明了自己具有基本的航天項目參與能力。

2014年阿聯(lián)酋建立了自己的航天局，而到目前，阿聯(lián)酋已與包括美國、歐盟、中國、俄羅斯內(nèi)多個國家簽署了航天合作協(xié)議，將規(guī)劃更為遠大的航天任務。雖然有些任務并非一帆風順，但阿聯(lián)酋航天未遭受過重大挫折。他們的野心不止于地球軌道衛(wèi)星，還積極參與載人航天，并逐步推進多項深空任務。

▲ Thuraya 1移動通信衛(wèi)星

▲ Thuraya 4-NGS移動通信衛(wèi)星