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國際通信衛星,是國際通信衛星組織經營的商用通信衛星系列。這個組織到1984年已擁有109個成員國。1965年4月6日美國成功地發射了世界上第一顆半實用、半試驗的靜止衛星——國際通信衛星1號,正式為北美歐洲之間提供通信業務,它是通信衛星進入實用階段的標誌。

發射歷程

Intelsat

從1965年4月至1984年3月,國際通信衛星組織發射了5代、6種不同性能的衛星共計35顆,除6顆衛星因運載火箭和遠地點發動機[1]故障而發射失敗外,其餘29顆衛星均被送到了預定的靜止軌道位置。1984年8月前後,國際通信衛星組織利用部署在大西洋、太平洋、印度洋上空的15顆國際通信衛星,為遍布世界各地170多個國家或地區提供電話、電傳、電報、電視和數據傳輸等電信業務;出租衛星通信轉發器信道,為部分國家建立國內衛星通信線路;還將為世界各國船隻提供部分海上移動通信服務。為滿足國際通信的需求,國際通信衛星組織還將發射3顆等效通信容量為1.5萬話路的「國際通信衛星」V-A號改進型衛星。更大、更先進的第六代系列國際通信衛星Ⅵ號正在研製之中。

歷代衛星

第一代衛星從1963年11月開始研製,由於直接繼承採用美國第一顆靜止試驗通信衛星「辛康」號的技術成果,到發射時僅用了一年左右的時間。原名為「晨鳥」,後改為國際通信衛星1號。衛星上裝有2個通信轉發器,1個因行波管發生故障,通信帶寬只有25兆赫。因為在北美和歐洲各只設有一地球[2]站,為與當時商業上普遍使用的頻分多路-調頻制傳輸系統聯用,採用了單址通信方式。衛星上沒有蓄電池,在衛星食期間不能通信。第二代衛星是應美國國家航空航天局要求,為保證當時「阿波羅」載人航天計劃的可靠通信聯絡而應急設計的。衛星上使用了備份行波管和蓄電池。單個轉發器實現了多載波多址通信。第三代衛星最突出的技術成就是使用了機械消旋天線,為增大天線增益、提高通信容量起了重要作用。5顆衛星配置在三大洋上空,建成了全球性的商用衛星通信網。第四代衛星的特點是應用陀螺儀旋轉穩定技術,使雙自旋穩定衛星技術趨於成熟,因而能在消旋平台上首次安裝寬、窄兩種波束的喇叭拋物面天線和12個通信轉發器,使等效全向輻射功率增大,通信容量增加到4000話路或12路彩色電視。在轉發器設計上也由限制功率過渡到限制帶寬。為了適應大西洋通信業務高密集地區的需要,第四代衛星經過改進成為「國際通信衛星」Ⅳ-A號,首次利用空間波束隔離的方法實現了頻率復用,通信轉發器從12個增加到20個,通信容量增加50%。第五代衛星選用了三軸姿態控制方式,為安裝更多大型天線提供了有利條件。除上、下行使用6/4吉赫頻段外,又採用了14/11吉赫新頻段。首次在一顆衛星上同時應用空間波束隔離和正交極化隔離兩種頻率復用方式,使通信等效帶寬比其前代改進型衛星展寬了2倍,從而可使一顆衛星的通信容量超過1.2萬話路。

V號衛星

國際通信衛星V號,它是現代世界上容量最大的國際商用通信衛星。

整個衛星採用模塊式結構,由天線艙、通信艙和輔助艙3部分組成。天線艙是個結構塔架,上面裝有4個展開式拋物面反射器、2個饋源陣組件、2個覆球波束喇叭、5個遙測、指令和信標天線以及3個地球敏感器。通信艙裝有15台接收機、43個行波管放大器、輸入多路調製器、輸出多路調製器和140多個微波開關等通信分系統組件。大功率行波管裝在衛星南北兩側板上,使熱量輻射到艙外空間。衛星的輔助功能器件,如動量飛輪、推進劑箱、管路和推力器均裝於輔助艙內。在中央套筒內裝遠地點發動機。姿態控制的電子設備、傳感器以及電源、遙測和指令分系統則裝在中央安裝板和南北短側板上。衛星採用被動式溫控,關鍵部件如遠地點發動機和推力器等裝有電加熱器。在衛星進入地球同步軌道後,拋物面反射器展開,南北兩側各伸出一個長7米、寬1.7米的太陽電池翼,並自動跟蹤對準太陽,為衛星的儀器設備提供電能。

衛星既可由運載火箭發射,也可由航天飛機發射。它有一個靈活的公用艙,能適應通信有效載荷的變化。衛星還廣泛應用了石墨纖維增強塑料,藉以減輕重量。

國際通信衛星V號系列共有9顆衛星,截至1984年3月已發射了8顆。前6顆均由宇宙神-半人馬座號火箭發射,後2顆由阿里安號運載火箭發射。其中3顆衛星上還裝有1.6/1.5吉赫頻段的專供海上船舶通信用的海事通信轉發器,並採用重量輕、效率高的新型鎳氫蓄電池代替鎘鎳蓄電池。

國際通信衛星v號是國際通信衛星組織的第五代衛星。其主承包商是福特空間及通信有限公司。主要的子承包商有:梅伯布(MBB)公司,負責衛星的太陽電池陣和姿態控制分系統;斯尼亞斯(SNIAS)公司,負責結構和溫控系統;麥爾可(MELCO)公司,負責電器設備的製造。國際通信衛星v號是三軸穩定衛星,設計壽命為7年。衛星本體為1.65米x 2.01米x 1.7米的長方體;電器設備及推進系統裝在本體內。裝有天線的塔式構架在軌道上指向地球。在軌道上太陽電池陣展開後的衛星外形如圖1所示。衛星的主要能源是兩塊單軸跟蹤的太陽陣翼,每個翼負責給兩根獨立的主功率母線中的一根供電。太陽陣翼採用的是輕重量的剛性結構。七年壽命期間的設計功率是連續供電1.24瓦。太陽電池片是由AEG一Telefunken公司生產的。

太陽電池陣的每個翼長7米,寬1.7米,由三塊互相鉸接的太陽板和一個連接支架組成。太陽板的總面積是18.12米2,上面覆蓋17580片N/P太陽電池,整個太陽陣的重量是64.1公斤,其中電子器件22.8公斤,結構件37.4公斤,壓緊釋放機構3.9公斤。

Ⅶ計劃

現有的國際通信衛星網是由12顆國際通信衛星V構成的。其中8顆衛星的使用壽命到1990年終止,3顆可到1993年,另一顆將工作到1995年。為了保證到90年代初空中至少有10顆國際通信衛星營運,國際通信衛星組織已向福特宇航公司訂購了5顆國際通信衛星VI,其中的3顆將用來取代現在位於太平洋軌道區域(POR)和印度洋軌道區域(IOR)的國際通信衛星VA(F一10),(F一11),(F一12);另外兩顆用作今後11次發射(1次國際通信衛星VA、5次國際通信衛星VI、5次國際通信衛星VI)的備份,該組織還準備再訂購兩顆國際通信衛星VI,以便在1995一1996年間取代最後兩顆國際通信衛星VA。

國際通信衛星Ⅶ採用三軸穩定技術,這項技術是超鳥計劃研究成功的。衛星使用共用燃料艙的一體化雙組元推進劑系統來完成從遠地點進入地球同步軌道以及入軌後的軌道控制和姿態控制任務。其姿態控制系統在衛星控制電路的基礎上又加裝了一個備份微處理機。這標誌着衛星入軌後的整個階段,包括操作時的遙測和指令功能,都取得了長足的進展。

衛星的軌道設計壽命為10.9年,在這個期限中,衛星的所有性能參數,包括軌道保持精度為0.05°,都可得到滿足。

I一Ⅵ號性能

國際通信衛星系統是國際通信衛星組織經營的全球性商用衛星通信系統。國際通信衛星組織創立於1964年,在剛成立時只有11個成員國,而現在已發展成為擁有106個成員國的龐大國際性組織。在這個組織成立之後不久,即在1965年4月6日發射了世界上第一顆實用型商用通信衛星一國際通信衛星一1(亦稱「晨鳥」),正式為北美和歐洲之間提供通信服務,從而開創了衛星商用通信的新時代。從那時以來,國際通信衛星組織設計和研製了五代六種不同性能的衛星。目前,國際通信衛星系統正在利用部署在三大洋上空的國際通信衛星一IV、IVA和V等16顆衛星為分布在全球135個國家或地區的310座地面站提供各種不同的通信業務或為部分國家提供國內通信業務。為了滿足國際通信業務量迅速增長的要求,國際通信衛星組織已委託美國休斯公司研製更加先進的國際通信衛星一Vl,第一顆國際VI號衛星預定在1986年發射。

從1965年到1982年底,國際通信衛星組織已發射的衛星為32顆,其中6顆衛星因運載火箭和遠地點發動機出故障未能進入同步軌道,其餘的26顆衛星均被成功地送進預定的軌道位置上。這六次發射失敗中,其中四次是由於運載火箭故障造成的,另外兩次是由於遠地點發動機故障造成的。由此可以算出,運載火箭的可靠性為0.875,衛星定點成功率為0.928,總的發射成功率為0.812。在過去17年來,國際通信衛星系統不僅遇到了上述災難性的發射失敗,而且在已發射入軌的26顆衛星中還發生過各種不同程度的故障。

發射

衛星既可由運載火箭發射,也可由航天飛機發射。它有一個靈活的公用艙,能適應通信有效載荷的變化。衛星還廣泛應用了石墨纖維增強塑料,藉以減輕重量。

現狀

國際通信衛星V號系列共有9顆衛星,截至1984年3月已發射了8顆。前6顆均由宇宙神-半人馬座號火箭發射,後2顆由阿里安號運載火箭發射。其中3顆衛星上還裝有1.6/1.5吉赫頻段的專供海上船舶通信用的海事通信轉發器,並採用重量輕、效率高的新型鎳氫蓄電池代替鎘鎳蓄電池。

參考文獻