衛星的衛星——天鏈二號01星由金牌火箭長三乙發射成功！

撰文/錢航

中國科學院國家空間科學中心博士

現中國運載火箭技術研究院總體設計部型號設計師

2019年3月31日23時51分，我國在西昌衛星發射中心用「長征三號乙」運載火箭，將「天鏈二號01星」送入太空，衛星成功進入地球同步軌道。這是我國第二代地球同步軌道數據中繼衛星的首發星，其成功發射後將使我國數據中繼衛星系統能力大幅提升。

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金牌火箭

僅僅二十一天前，3月10日凌晨，我國在西昌衛星發射中心用「長征三號乙」運載火箭，成功將「中星6C」衛星發射升空，至此，長征系列運載火箭完成第300次飛行任務。這次發射是第301次。

中國運載火箭「長征家族」中，長征三號甲系列火箭(長三甲系列火箭，包括長三甲、長三乙、長三丙這三型火箭)有「金牌火箭」美譽。該系列火箭在2018年取得了亮眼成績，去年全年完成了以嫦娥四號月背探測、北斗組網等為代表的14次發射任務，刷新了該型號年發射數量紀錄。長三甲系列火箭也將在今年成為中國第一型邁入「百次發射俱樂部」的單一系列運載火箭。而在取得連續成功之後，長三甲系列火箭結合需求不斷改進，改進內容包括適應性、可靠性、入軌精度、產品質量、高密度任務適應性等多個方面。

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「衛星的衛星」

中繼衛星系統是為航天器與地球站之間提供實時測控和數據中繼服務的系統，它一般位於地球靜止軌道（人造衛星與地面相對靜止，固定在赤道上空。順行的圓形軌道，距地面高度為36000公里），從上向下覆蓋用戶航天器。它的天基設計思想，最大限度地克服了由於地球曲率和無線電波直線傳播特性帶來的影響，從根本上解決了測控、數傳的軌道覆蓋率(用戶航天器可建立無線聯繫的軌道弧段佔總弧段的百分比)和實時傳輸信息的問題。

數據中繼衛星可以稱得上是當今技術含量最高的通訊衛星，2013年我國第一場「太空授課」得以完美呈現在國內8萬所中小學和6000多萬學生以及無數觀眾面前，就有天鏈中繼衛星的功勞。

△2013年6月20日上午10:04至10:55，在指令長聶海勝和攝影師張曉光的協助下，中國首位「太空教師」王亞平通過質量測量、單擺運動、陀螺運動、水膜和水球等5個實驗，展示了微重力環境下物體運動特性、液體表面張力特性等物理現象，並回答了學生們關於航天器用水、太空垃圾防護、失重對抗和太空景色等問題。

由多顆中繼衛星組成的全球覆蓋系統能實現在任何時段對用戶航天器的實時信息傳輸，它的投入使用已使航天測控和信息傳輸領域發生了革命性的變化。又因它把地面測控站升高到36000公里的太空，為衛星與地球之間架起「信息橋」，因此組網衛星也被稱為「衛星的衛星」。

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天鏈簡史

「天鏈」顧名思義是「天上的信息鏈」，主要為飛船、空間實驗室、空間站等載人航天器提供數據中繼和測控服務，為中低軌道遙感、測繪、氣象等衛星提供數據中繼和測控服務，為航天器發射提供測控支持。

中國首顆數據中繼衛星「天鏈一號01星」於2003年正式啟動研製工作。經過5年的艱苦研製，於2008年4月25日23時35分在西昌衛星發射中心由「長征三號丙」運載火箭成功發射升空。中國航天器從此有了天上數據「中轉站」。

2011年7月11日23時41分，中國在西昌衛星發射中心用「長征三號丙」運載火箭，將中國第2顆中繼衛星「天鏈一號02星」成功送入太空。

2012年7月25日23時43分，中國在西昌衛星發射中心用「長征三號丙」運載火箭將「天鏈一號03星」順利發射升空，並成功送入太空預定軌道，從而形成了包括東、中、西3星組網的中繼衛星系統。這一系統具有對我國中低軌用戶航天器100%的軌道覆蓋率。

2016年11月22日23時24分，在西昌衛星發射中心，「長征三號丙」運載火箭刺破夜幕，將我國第四顆中繼衛星——「天鏈一號04星」送入太空。隨後，該衛星準確進入地球同步轉移軌道。將與「天鏈一號」01星、02星、03星完善全球組網運行，強化天地通信系統功能。

△天鏈一號三星組網運行示意圖

此次發射的「天鏈二號01星」是我國第二代數據中繼衛星系統的第一顆衛星，將為載人航天器、衛星、運載火箭以及非航天器用戶提供數據中繼、測控和傳輸等服務。據了解，「天鏈二號」中繼衛星系統在任務規劃、系統管理、業務運行上相比「天鏈一號」中繼衛星系統取得顯著進步，數據傳輸速率和多目標服務能力也有較大提升，將對提高中低軌衛星、載人航天器信息回傳時效性、在軌運行安全性和任務實施靈活性發揮重要作用。

我國空間站飛行任務即將拉開序幕。今年下半年，空間站核心艙、長征五號B運載火箭和首飛載荷將先後運往文昌航天發射場，進行發射場合練。後續，擇機進行長征五號B運載火箭首飛任務。

△中國空間站（圖/中國載人航天官方網站）

按計劃，空間站將於2022年前後建成，是我國長期在軌穩定運行的國家太空實驗室，將全面提升我國載人航天綜合應用效益水平。屆時，天鏈衛星將能夠有效支撐我國空間站通訊任務，我們將能夠隨時跟天上航天員進行視頻通話。

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