国家利益与太空竞争

美、俄、欧、中卫星布局国家利益与太空竞争太空到底有多远？◎鲁伊对于这个问题，英国天文学家弗雷德·霍伊尔（FredHoyle）给出过一个有趣的答案：一点儿都不远，你只要开车垂直向上，一小时就到了。根据美国航空航天局（NASA）对太空的定义，只要到达地面926公里以上的高度，就可以算是太空。但实际上，绝大多数太空飞行器运行的轨道，是在130公里以上的范围。到了600公里以上的轨道高度时，大气非常稀薄，阻力作用几乎是微不足道的，太空飞行器即可长期停留。然而，要冲破地心引力进行这种垂直于地面的太空旅行，其难度何止地面旅行的上百倍。事实上，直到1957年，苏联将第一颗人造卫星Sputnik发射升空，向太空进军才不再是极少数科学家和科幻作家的梦想。严格说，俄语中意为“朋友”或“卫星”的Sputnik，只是一个在230公里×950公里的轨道上转了3个星期，除了发出“嘟嘟”声什么都做不了的金属球。但它却标志着太空时代的到来。以此为原点，美国和苏联展开了长达数十年的太空竞争，政治因素和政府行为成为这场竞争的主导。1970年4月1日，中国发射的第一颗人造卫星“东方红一号”，虽然比Sputnik晚了13年，但所遵循的，依然是这种政治当先的思路。但是，20世纪90年代后，航天领域的全球化和商业化趋势越来越显著。加入航天俱乐部的国家超出了美、苏、中、日及欧洲的传统格局，涌人航天领域的商业投资，也第一次超过了来自政府的财政投入。以往冷清、罕有人至的太空，于是开始变得拥挤。而将这种拥挤体现得最为淋漓尽致的，便是在地球赤道上方36万公里处、与赤道处在一个平面上的对地静止轨道（GeostationaryOrbit）上各国卫星对轨道位置和频率资源的争夺。几乎每一个从事卫星产业的人，都能数出一连串在这36万公里之上的堪比三十六计的争夺故事：没有能力发射卫星的国家，只是凭借占有轨道位置的优势，就可以收到每年几百万美元的租金。没有做好轨位和频率协调的卫星，即使发射升空，使用上也会受到诸多限制，甚至被迫关闭服务功能。为了保护住已经有的轨道位置，甚至出现了“漂星”这种奇特的现象——购买一颗马上要到使用寿命期限甚至已经部分失效的卫星，让它漂到自己的轨位上，从而维持住优先性……在这一花样百出的争夺背后，是当前全球民用航天业务中最具市场效益的卫星通信和卫星广播领域。由于对地静止轨道上的卫星与地球同步，地面接收站保持相对不动，就可以接收到它传送的数据，因此，赤道上方36万公里的这个轨道，成为放置通信卫星和广播卫星的最好用、最常用的位置。但是，由于卫星和卫星之间存在干扰，在这个圆周上，不可能无限地放下去，按照国际电信联盟的规定，必须隔开一定角度。而先登先占的制度，又使以往在太空竞争中先行一步的国家，以及对国际规则认识透彻的一些国家，占据了很大优势。后来者想要再从中分一杯羹，不得不挖空心思，付出很大代价。2000年前后，一项调查表明，美国人平均每天使用太空资产至少9次。尽管你可能并没有意识到这一点，但无论是打开一张报纸，买一张彩票，看一眼股市行情，还是刷一次信用卡，背后其实都有着广泛的卫星应用，更不用说GPS导航系统所带动的高达上百亿美元的全球市场，以及被它深刻改变的现代旅行方式。在这一意义上，今日对地静止轨道上的以商用和民用卫星为主的争夺战，投射的，其实是几十年前的太空竞争所锁定的格局。在这场争夺战中经历的挫折和成功，固然本身可能影响数十亿美元的市场，但其更深远的意义，却在于为未来中国在进一步发展航天技术、争夺更广阔范围内的空间优势的战略布局，提供并不遥远的镜鉴。卫星照耀中国回顾通信卫星在中国的发展历程，最常被提及的是3个关键性年份：1972年，1990年，美、俄、欧、中卫星布局国家利益与太空竞争2008年。发生在这3年中的标志性事件，清晰地折射出中国在卫星乃至太空探索领域走过的一条典型路径。◎鲁伊通信卫星是干什么用的？最简单的回答似乎是空间通信。在1945年的《无线电世界》杂志上，阿瑟·克拉克已经给出了这种通信的基本概念：“一个半径为4.2万公里的圆轨道，绕地球一周的时间正好是24小时，如果其轨道平面与地球赤道吻合，轨道上的物体将绕地球旋转，并相对于地球表面的观测者静止在上面相同的一点上……人造卫星在这个轨道上能够提供接收和传输服务，能作为转发器为位于卫星下方的地球上任何两点间进行转发任务。在地球上任何地方接收到的数据都能被转发到全球范围的可见区域。”“很少有一个新的科学设想对进一步缩小地球产生了这样大的影响。”在《理解航空》一书中，美国空军科学研究院的特洛伊·凯彻（TroyKitch）这样写道。然而，从阿瑟·克拉克提出的卫星通信到目前全世界广泛使用的卫星通信，中间其实已经经历了许多代技术演进，而人类对空间通信的需求，其实也在不断随着时代变迁和政治经济形势的变化而调整。在这种情况下，对通信卫星的审视，必须用动态的眼光。1972年，尼克松访华1972年2月21日，中国通信史翻开历史性的一页：卫星通信正式开通。催生这件事的由头，正是美国总统尼克松访华。解放军总参通信部前副部长杨千里回忆，尼克松派基辛格来打前站的时候，就向中国提出，要求进行电视新闻实况转播，可是按照当时的通信设备和通信水平，这简直就是一项无法完成的任务。“美国人因此提议，他们带来两个移动式卫星通信地面站，一个5米口径的放在首都机场，另一个7.5米的放在虹桥机场，这两口‘锅’后来都留在了中国。”杨千里说。不过，虽然卫星天线运来了，当时的国务院总理周恩来却想到了另一个问题：美国的卫星通信站到中国境内工作，牵涉到国家主权问题。于是，当时又采取了一个折中方案，由中国出面，向美国牵头成立的国际卫星组织租用天上的卫星转发器，然后再转租给美国。在此之后，日本首相田中角荣访华，也按照这种模式进行了实况转播，而田中角荣带来的10米口径的卫星地面站，留在了上海邮电部邮电科学研究院第一研究所。几个留下的卫星地面站，一方面为中国自行研发卫星地面站提供了借鉴，另一方面，也促使我国领导人和科学家开始考虑，加紧研制自己的通信卫星。1974年，北京邮电学院的黄仲玉、林克平和钟义信给中央写了一封题为《关于建设我国卫星通信的建议》的信，在此基础上，国家计委和国防科委起草了《关于发展我国通信卫星的报告》，1975年3月31日正式得到中央军委批准，这便是中国通信卫星工程“331工程”的由来。到了1984年4月8日，中国第一颗静止轨道试验通信卫星“东方红二号”成功发射，并占据东经125度的静止轨道位置，我国才终于在自己的国土上方拥有了自己的通信卫星。这颗“东方红二号”卫星的发射成功，使得中国成为世界上第五个独立研制、发射和运行地球静止轨道卫星的国家。事实上，这颗卫星发射时，对地静止轨道上的轨道频率资源，并不稀缺，中国其实比许多后来的竞争者都走在前面。“在当时的认识上，并没有觉得我们需要那么多的卫星轨道资源。”杨千里说。第一颗发到天上的“东方红二号”通信卫星，仅携带有两个C频段转发器，与之相对应，现在的“东方红四号”卫星平台，可以装载30个C频段转发器，还有16个Ku频段转发器。但当时最迫切的问题，不是天上的转发器不够用，而是地面上没有什么能接收卫星信号的天线，因此卫星的主要用户并不多，除了军用通信，民用的只有向新疆、西藏等地传送一下电视信号，以及报纸的远距离传版。“以前的报纸一级一级往下送，要花费相当长的时间。后来有了航空版，用马粪纸在排好的铅版上打成模，用飞机送到中等城市，再重新灌注铅水做版。这种航空版质量很不好，总是麻麻糙糙的。等到有了卫星，就可以用像办公桌那么宽的传真机，将整版报纸传到分印点。当时这种卫星传版非常慢，一版要传美、俄、欧、中卫星布局国家利益与太空竞争25分钟到30分钟，而且只要中间出现故障，就要重新传，所以也只有《人民日报》、《参考消息》这样的大报才能做到。”杨千里说。从1984年到1990年，中国的通信卫星产业总体上走的是一条以自主研发为主的缓慢前进路线。随着地球站的逐渐普及推广，军用和民用的需求也在不断增加，由此也催生了太空上的卫星布局：1986年，第三颗“东方红二号”通信卫星占据了东经103度的轨道位置；1988年3月，一颗“东方红二A号”卫星定点东经87.5度，向地面提供卫星电视广播和电话服务；1988年12月和1990年2月，第二颗和第三颗“东方红二A号”卫星先后定点于东经98度和115度。从对地静止轨道占位问题上来看，中国此时事实上已经占据了5个非常有利的位置。然而，危机却也在这看似平稳的发展道路下暗涌。如今任职于美国休斯网络系统公司——全世界最大的卫星制造和卫星业务运营商之一——的李庆安，曾经是中国海洋石油公司的通信处处长。在他的回忆中，上世纪80年代后期，由于改革开放开始显出效果，各行业对通信的要求都急剧增长，而当时的地面网络并不能满足，一些大型国有企业比如中海油和云南烟草，开始将目光转向新的解决方案，也即卫星。但在这个关键时刻，东方红卫星的发展却未能尽如人意。中国空间技术研究院航天无线电频率研究发展中心的主管李辉介绍道，当时，尽管通信卫星产业已经发展了几年，有了很大进步，但在长远规划方面，做得并不够好。“比如新加坡这样的国家，在其卫星设计寿命终结之前五六年，就已经开始考虑接替星的问题了。但在我们国家，尤其是商用卫星运营初期对卫星接替、发射的周期和风险考虑不足，一旦遇到接替星发射推迟或失败等问题则措手不及，甚至出现卫星失效、业务无法接替、坐失市场机遇等情况”事实上，80年代末期，在轨运行的“东方红二A号”的几颗卫星，都属于超期服役，一些星上转发器已经无法正常工作，但由于预定的接替星发射失败，使得许多通信卫星用户急得四处寻找门路。在这前后，一个名叫黄翔骏的美籍华人看到了其中潜在的巨大商机。1990年，“亚洲一号”“这个黄翔骏，可不是一般人。”中信集团前副总工程师马纪龙对本刊记者感叹道。1984年，由休斯公司制造的一颗Westar-6通信卫星发射失败，漂浮在距离地面200多公里的低轨上。幸运的是，地面跟踪站监测到了它的位置，并发现运转良好。当初为这颗卫星承保的英国MS保险公司在评估了可能的风险和收益后，向NASA求助，于是在8个月后，“发现号”航天飞机特意执行了一次拯救任务，由两名宇航员通过太空行走把它“抓”了回来。当时，任职于泛美航空公司国际部的黄翔骏，注意到中国上空专用的地区通信卫星还很少，认为这是一个大好商机，于是和加拿大人约翰逊联合成立了PGT公司，准备以2000万美元的代价从保险公司手中将这颗卫星买到手，然后用中国的长征火箭发射到中国上空。“应当说，在那个时候，黄翔骏就敏感地嗅到了改革开放之后，全球经济中心东移的风向，并预料到这种东移对卫星通信的必然需求，真是了不起。”马纪龙说。但是，黄翔骏的运气并不太好。他所在的泛美航空公司经营不善面临破产，新成立的PGT公司，一个主要投资者中东富豪卡舒基也遇到问题，资产被冻结。在这种情况下，黄翔骏四处奔波，游说各方，却最终无能为力。而以此为契机，1988年2月，中信技术公司与香港的英资公司大东电信局、和记黄埔合作成立了亚洲卫星有限公司，经过几轮谈判协调，成功地从美方获得了Westar-6卫星的出口许可证。这颗此前历经周折的卫星，终于在1990年4月7日由中国长征火箭发射成功，这便是大名鼎鼎的“亚洲一号”。亚洲卫星公司中国部总经理张海明在接受本刊记者采访时表示：“亚洲一号”最重要的意义，首先是创造了中国火箭走向国际市场的一个先河。“在很长时间里，外国人对中国火箭能力并不了解。虽然我们把自己的卫星送上过天，但对于国外的卫星，还是第一次。”在发表于2010年4月号《数字通信世界》上的一篇纪念“亚洲一号”卫星成功发射20周年的美、俄、欧、中卫星布局国家利益与太空竞争文章中，当时的亲历者透露，在发射前中美双方的技术协调中，很快就发现，“长征三号”火箭与卫星的接口尺寸不一致，主要是因为国外采取统一的标准尺寸，而国内是自己的一套系统。此后用了半个月时间，中国科学家才拿出了自行设计的符合国际标准的星箭过渡锥，解决了卫星在火箭上的座位问题。而中国火箭发射场上逃生装置的增设，也是从发