2020年4月24日是一個特别值得紀念的日子。50年前的這一天，中國第一顆人造地球衛星東方紅一号升空，我國成為世界上第五個能自行研制和發射衛星的國家，中華民族探索太空的序幕由此拉開。
人造地球衛星的社會效益、經濟效益和國防效益都非常高。50年來，我國大力發展人造地球衛星事業和産業，中國人造地球衛星無論在數量和種類上，還是在技術和應用上，都取得了日新月異的發展，有的已達到世界先進水準，形成了通信廣播、導航定位、對地觀測、空間科學與技術試驗四大系列，有些已成為我國重要的空間基礎設施。
從東方紅一号到東方紅五号
50年前，一首熟悉的《東方紅》樂曲響徹太空，中國成為世界上第五個用自制火箭發射國産衛星的國家。東方紅一号由此成為我國衛星事業發展的開端。
當時，科研人員面對的最大挑戰就是用最簡陋的裝置實作中國第一個太空使命。1970年4月24日，東方紅一号按計劃時間成功發射升空，開創了中國航天的新紀元。從衛星上傳來的《東方紅》樂曲讓全世界聽到了中國衛星的聲音。這段留在一代人記憶中的旋律，是科研人員用電子振蕩模拟出來的，樂曲信号通過東方紅一号的短波發射系統傳遞到地面接收站，再廣播至全國。
東方紅一号發射成功後不久，通信部門就迫切希望中國的通信衛星及早問世，以改變中國通信技術落後的狀況。為此，1970年6月，中國運載火箭技術研究院和中國空間技術研究院分别組織隊伍，開展了運載火箭及通信衛星新技術的研究。
經過幾年的方案探索和可行性研究，1975年，中國空間技術研究院确定選用靜止軌道試驗通信衛星的方案。在解決了一系列關鍵技術之後，1984年4月8日，我國成功發射攜帶兩台C頻段轉發器的首顆通信衛星東方紅二号，邁出了中國通信衛星的第一步。此後，我國又發射多顆采用東方紅二号小容量自旋穩定平台的通信衛星，大大改變了當時我國邊遠地區收視難、通信難的狀況。
研制中容量通信衛星東方紅三号，是中國通信衛星發展的第二步。随着時間的推移，采用東方紅二号平台的通信衛星已不能滿足中國衛星通信事業迅速發展的需要。1986年，我國正式啟動第二代通信衛星——東方紅三号的研制工作。1997年5月12日，東方紅三号成功發射，它裝載了24台C頻段轉發器，采用了許多當時的新技術，使中國通信衛星水準一下子跨越了20年。
為适應地球靜止軌道衛星向高可靠、長壽命、大容量發展的趨勢，在國家支援下，中國空間技術研究院在“九五”期間重點開展了東方紅四号大容量平台的技術開發工作。作為我國第三代地球靜止軌道衛星平台，它具有輸出功率大、承載能力強、服務壽命長等特點，現已發射多顆采用這種大容量平台的通信衛星，目前一顆采用東方紅四号平台的衛星最多裝載轉發器數量達到46台。
利用東方紅三号、四号平台，我國還先後研制、發射了兩代資料中繼衛星、首顆移動通信衛星、首顆高通量衛星和首顆電視直播衛星，以及“北鬥”導航衛星和嫦娥一号、二号月球探測器。目前，我國正在試驗東方紅五号超大容量平台。該平台重量、功率、在軌壽命等關鍵性能名額較此前有了跨越式提升，将填補我國大型衛星平台型譜的空白，達到國際先進水準，可滿足未來20年大容量衛星應用需求。
左：位于酒泉衛星發射中心的東方紅一号衛星發射塔架（2016年4月15日攝）。 新華社發
“中國造”衛星閃耀蒼穹
應用衛星直接為國計民生和國防建設等服務，我國研制和發射了較多、較先進的應用衛星。目前，我國發展了通信、遙感、導航三類應用衛星。
第一大類是通信衛星，以東方紅系列衛星為主。第二類是有“千裡眼”之稱的遙感衛星。它們站得高、看得遠，應用十分廣泛，又分為陸地衛星、氣象衛星和海洋衛星三種。
在陸地衛星方面，傳回式遙感衛星是中國最早的應用衛星。此類衛星的研制工作始于1966年。在攻克了衛星姿态控制技術、衛星再入防熱技術和衛星回收技術等一道道難關後，我國先後有24顆傳回式遙感衛星入軌，23顆回收。
“高分”系列衛星是我國“高分”專項的重要組成部分，旨在建設中國自主的陸海空高分辨率對地觀測系統，大幅提高中國自主對地觀測資訊擷取能力。該系列衛星覆寫了從全色、多光譜到高光譜，從光學到雷達，從太陽同步軌道到地球同步軌道等多種類型，構成了一個具有高空間分辨率、高時間分辨率和高光譜分辨率能力的對地觀測系統。今年，它們在監測新冠疫情、西昌火災等事件中發揮了重要作用。
此外，我國還先後研制和發射了“資源”“環境”“天繪”“遙感”等遙感衛星，以及吉林1号、高景1号等多顆商用遙感衛星，最高分辨率達到0.5米。
在氣象衛星方面，我國于1988年發射了第一顆極軌氣象衛星——風雲1号A星，1997年發射了中國第一顆地球靜止軌道氣象衛星——風雲2号B星，成為世界上第三個同時擁有極軌氣象衛星和靜止氣象衛星的國家。
迄今為止，我國已成功發射17顆“風雲”氣象衛星，其中7顆在軌穩定運作。第二代極軌氣象衛星風雲三号和第二代靜止氣象衛星風雲四号都達到了世界先進水準，大大提高了氣象預報的準确性。此外，我國還發射了首顆全球大氣二氧化碳觀測科學實驗衛星。
在海洋衛星方面，自2002年發射中國第一顆海洋衛星——海洋1号A水色衛星以來，我國現已發射三顆海洋1号水色衛星、兩顆海洋2号海洋動力環境衛星和一顆“中法海洋衛星”。水色衛星主要為海洋生物資源開發與利用、海洋污染監測與防治、海岸帶資源調查與開發等領域服務。海洋動力環境衛星在海洋防災減災、海洋環境預報、海洋資源開發、海洋科學研究及國際合作等領域發揮重要作用。“中法海洋衛星”首次實作海風和海浪同步觀測。
試驗先鋒與科學“新星”崛起
衛星技術非常複雜，經常采用許多新概念、新技術、新材料等，故而在實踐中一般會先發射技術試驗衛星進行相關技術驗證，待成熟後再發射業務衛星，以保證衛星業務的正常運作。
我國發射過多顆“實踐”系列衛星即屬于技術試驗衛星。在任務早期，它們具有空間實體探測和新技術試驗雙重使命，後來的“實踐”系列則主要集中于新技術試驗。例如，2012年發射的實踐9号，主要用于衛星長壽命、高可靠、高精度、高性能、國産核心元器件和衛星編隊及星間測量與鍊路等試驗。2016年，我國發射的“脈沖星試驗衛星”是世界首顆嘗試、驗證脈沖星導航技術體制可行性的衛星，所試驗的技術可用于未來航天器的自主導航，并為深空探測器導航奠定基礎。2018年，我國發射張衡一号電磁監測試驗衛星，用于研究“地震預報”這一世界難題。
随着我國經濟、科技的迅速發展，從“十二五”起，我國開始發展科學衛星，實施空間科學戰略性先導科技專項，現已發射了多顆科學衛星。
2015年，我國發射第一顆天文衛星——“悟空”暗物質粒子探測衛星。它是目前觀測能段範圍最寬、能量分辨率最優的空間探測器，而且成本較低。
2016年4月，我國發射首顆微重力科學實驗衛星實踐10号。它是我國單次搭載空間實驗項目最多的衛星，開展六大領域19項實驗，專門用于微重力科學和空間生命科學空間實驗研究，有些尚屬世界首次。
2016年8月，我國發射世界首顆量子科學實驗衛星“墨子号”。它在國際上首次在空間大尺度下完成了星地自由空間量子糾纏分發、量子隐形傳态等具有重要科學意義的實驗。
2017年，我國發射第一顆X射線天文衛星“慧眼”硬X射線調制望遠鏡。它曾在2017年10月參與監測中子星并合産生的引力波。
2019年8月，我國首顆空間引力波探測技術實驗衛星成功發射。這顆微重力技術實驗衛星後來被正式命名為“太極一号”，并于2019年9月20日順利完成第一階段在軌測試任務。
【相關連結】中國人造衛星技術發展三階段
技術準備階段（1956年-1970年）
開展衛星的基礎研究工作，并為研制衛星進行技術上、工程上群組織上的準備工作。1970年4月24日，成功發射中國第一顆人造地球衛星東方紅一号，開創了中國航天的新紀元。
中國第一顆海洋衛星海洋一号
技術試驗階段（1971年-1984年）
主要研制、發射和運作傳回式遙感衛星、試驗性通信衛星和科學探測與技術試驗衛星。1975年11月26日,首次發射并回收了傳回式遙感衛星。1984年4月8日發射并運作成功第一顆東方紅二号通信衛星。在試驗階段，中國還研制和成功發射了7顆不同類型的空間科學與技術試驗衛星。
高分三号是世界上成像模式最多的合成孔徑雷達衛星
工程應用階段（1985年至今）
我國衛星工程從技術試驗走向工程應用，四大系列衛星相繼投入使用。起初是以衛星業務運作試驗為主的衛星業務初步運作階段，那時衛星類型少、壽命短、故障多。從2000年起，進入衛星業務全面運作階段，此後不僅衛星類型和數量多，“含金量”也大大提高。例如，遙感衛星由回收型發展為傳輸型，通信衛星由自旋穩定、小容量發展為三軸穩定、大容量。
我國首顆天文衛星——“悟空”暗物質粒子探測衛星
作者：龐之浩，全國空間探測技術首席科學傳播專家
編輯：張鵬
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