[科普中國(guó)]-閃電號(hào)通信衛(wèi)星

概況

蘇聯(lián)的通信衛(wèi)星研制工作始于20世紀(jì)60年代，首先發(fā)展的就是低地球軌道的“天箭座”（Strela）衛(wèi)星和大橢圓軌道的“閃電”（Molniya）衛(wèi)星。1

閃電號(hào)通信衛(wèi)星系列屬于蘇聯(lián)軌道通信衛(wèi)星系統(tǒng)和國(guó)際衛(wèi)星系統(tǒng)。閃電號(hào)衛(wèi)星主要用于向蘇聯(lián)全國(guó)轉(zhuǎn)播電視廣播節(jié)目，進(jìn)行電話、電報(bào)、傳真通信和實(shí)現(xiàn)國(guó)際通信及電視廣播節(jié)目交換，也可用于軍事通信。1

蘇聯(lián)從20世紀(jì)60年代初開(kāi)始發(fā)展Molniya衛(wèi)星系統(tǒng)，發(fā)展了三代，共發(fā)射175顆衛(wèi)星，其中3顆發(fā)射失敗。第一代有Molniya-1和Molniya-1T兩個(gè)型號(hào)，1964年8月22日首顆Molniya-1衛(wèi)星成功發(fā)射，1976年1月22日第一顆Molniya-1T衛(wèi)星發(fā)射。截至2004年2月18日，第一代Molniya衛(wèi)星共成功發(fā)射97顆。第二代Molniya-2衛(wèi)星于1971年11月24日首發(fā)，至1979年1月18日共成功發(fā)射20顆。第三代有Molniya-3和Molniya-3K兩個(gè)型號(hào)，Molniya-3衛(wèi)星于1974-2003年共成功發(fā)射54顆，其改進(jìn)型Molniya-3K衛(wèi)星首發(fā)于2001年7月20日，隨后又在2005年6月21日進(jìn)行了一次發(fā)射，但因火箭故障星箭俱毀。此后，Molniya衛(wèi)星逐漸被新一代的“子午線”（Meridian）衛(wèi)星取代。1

目前共有2顆Molniya衛(wèi)星在軌，分別是2003年4月2日發(fā)射的Molniya-1T-98衛(wèi)星和2003年6月19日發(fā)射的Molniya-3-55衛(wèi)星。1

主要性能參數(shù)閃電號(hào)通信衛(wèi)星采用密封增壓結(jié)構(gòu)，可為內(nèi)部電子設(shè)備提供恒溫恒壓環(huán)境，衛(wèi)星裝有6個(gè)太陽(yáng)翼，典型高度4.4m，最大跨度8.2m。

該衛(wèi)星系列的典型軌道近地點(diǎn)高度為400km，遠(yuǎn)地點(diǎn)高度40000km，軌道傾角63.4°，周期為12小時(shí)。這種軌道的遠(yuǎn)地點(diǎn)在北半球上空，衛(wèi)星運(yùn)行1圈大約有2/3的時(shí)間處于北半球，且相對(duì)地球站的運(yùn)動(dòng)速度較慢，便于跟蹤，對(duì)高緯度地區(qū)衛(wèi)星通信極為有利。由于閃電號(hào)衛(wèi)星最先采用了該軌道，因此這種12小時(shí)周期的大橢圓軌道也被稱為閃電軌道。1

閃電號(hào)通信衛(wèi)星上裝有兩副拋物面定向通信天線，其中一副作備份。儀器艙內(nèi)裝有通信轉(zhuǎn)發(fā)器，與通信天線組成通信專用系統(tǒng)，完成通信轉(zhuǎn)發(fā)任務(wù)。姿態(tài)控制分系統(tǒng)保證太陽(yáng)電池翼始終朝向太陽(yáng)，并使其中一副通信天線始終對(duì)準(zhǔn)地球。每次通信可由衛(wèi)星上程序-時(shí)間邏輯裝置自動(dòng)控制，或由地面發(fā)出遙控指令控制。

閃電號(hào)衛(wèi)星傳輸彩色電視采用SECAM-II B制式，圖像信號(hào)為調(diào)頻方式，伴音采用行消隱期間的脈寬調(diào)制方式，或由在圖像信號(hào)頻譜之上的7.5MHz的調(diào)頻副載波傳送。傳輸電話采用調(diào)頻-頻分多址制。2

第一代閃電號(hào)Molniya-1衛(wèi)星發(fā)射質(zhì)量1600kg，功率460W，三軸穩(wěn)定，設(shè)計(jì)壽命2年，用于C和Ku頻段的軍事及政府通信。

Molniya-1T衛(wèi)星發(fā)射質(zhì)量1600kg，功率930W，設(shè)計(jì)壽命2年，衛(wèi)星裝有1路40W功率的X頻段轉(zhuǎn)發(fā)器，主要用于軍事通信業(yè)務(wù)。1

第二代閃電號(hào)Molniya-2衛(wèi)星采用庫(kù)爾-2（KAUR-2）平臺(tái)，發(fā)射質(zhì)量1700kg，功率960W，設(shè)計(jì)壽命1年。1加壓的三軸穩(wěn)定姿態(tài)控制，具有六個(gè)非鉸接的太陽(yáng)能電池陣列，在陽(yáng)光指向模式下運(yùn)行。天線安裝在兩個(gè)伸縮臂上并且是可動(dòng)的，每個(gè)天線具有光學(xué)跟蹤系統(tǒng)，該系統(tǒng)提供信息以將兩個(gè)天線中的一個(gè)指向地球。而天線系統(tǒng)由具有21.5°的輻射圖的兩個(gè)喇叭天線組成。3

Molniya-2衛(wèi)星主要通過(guò)Orbita-2地面站進(jìn)行政府通信，有效載荷有兩個(gè)由MNIIRS開(kāi)發(fā)的中繼器組成，工作在C頻段（上行頻率位6GHz，下行頻率為4GHz），主要用于民用通信。

部分衛(wèi)星，從Molniya-1-3開(kāi)始，會(huì)攜帶一個(gè)額外的由兩個(gè)黑白電視攝像機(jī)組成的稱為Berkut的地球觀測(cè)有效載荷，后來(lái)也變?yōu)椴噬娨晹z像機(jī)，這種有效載荷用于氣象學(xué)，也用于編制預(yù)警系統(tǒng)。3

第三代閃電號(hào)Molniya-3衛(wèi)星采用KAUR-2平臺(tái)，發(fā)射質(zhì)量1740kg，功率1000W，設(shè)計(jì)壽命3年，主要用于國(guó)內(nèi)及國(guó)際民用通信及電視分發(fā)業(yè)務(wù)。衛(wèi)星裝有功率為40W和80W的3路C頻段轉(zhuǎn)發(fā)器，帶寬50MHz，配有30W功率的TWTA，上行頻率5.975~6.225GHz，下行頻率3.650~3.900GHz，圓極化。4顆Molniya-3衛(wèi)星組網(wǎng)運(yùn)行，可支持底面直徑12m的拋物面接收天線。1

Molniya-3K衛(wèi)星發(fā)射質(zhì)量1740kg，功率1470W，設(shè)計(jì)壽命5年，為俄羅斯軍方及政府部門(mén)提供C和Ku頻段通信及多媒體業(yè)務(wù)。

閃電號(hào)衛(wèi)星絕大多數(shù)運(yùn)行在偏心率很大的橢圓軌上，便于地球站跟蹤 。 1顆衛(wèi)星能保證蘇聯(lián)和北半球許多國(guó)家在一天內(nèi)通信8～10小時(shí)。3顆分布適當(dāng)?shù)男l(wèi)星可實(shí)現(xiàn)晝夜通信 。1974年7月改裝的1顆閃電Ⅰ號(hào)衛(wèi)星被送入地球靜止衛(wèi)星軌道，成為蘇聯(lián)第一顆靜止軌道試驗(yàn)通信衛(wèi)星，也是閃電號(hào)衛(wèi)星系列中唯一的靜止衛(wèi)星。1