通信卫星 [复制链接]

第3版()
专栏：科学知识

通信卫星
谢础
电视观众在荧光屏上看到了华主席访问欧洲、西亚三个国家的情景。这都是我国电视台的记者现场采访的新闻，通过卫星转播回来的。担负转播任务的卫星，叫做通信卫星。
卫星通信只有十几年的历史。在通信卫星出现之前，远距离通信的手段，一是用短波无线电，二是用同轴电缆、海底电缆，三是用地面微波中继。短波无线电容易受到干扰，传送的信息也不稳定。电缆载波通信，虽然保密性好，也较稳定，但是电缆的铺设和维护使用成本较高。地面微波中继，是在地面每隔一定距离架设一个中继站，把微波信号象接力那样一站一站地传下去。由于微波一般是沿直线的视界传播的，两个中继站要彼此“看得见”，所以就得每隔五十公里左右设一个中继站，距离愈远，中继站就需要愈多。
通信卫星作为一种信息传递的枢纽，实际上也是一个微波中继站。不过这个站不在地面上，而是搬到太空中。如果我们把卫星发射到离地面三万五千八百六十公里高的圆形轨道上，而这条轨道又正好处于地球赤道的上空，那么这颗卫星运行一周的时间，将同地球自转周期（也就是一昼夜）相吻合。这样，从地面看去，这颗卫星好象静止地悬挂在天际。我们把这样的卫星称为同步卫星，意思是说它的运行同地球自转同步。
从某地的卫星地面站用抛物面天线把微波信号发送到同步通信卫星上去，卫星上的转发器把收到的信号加以放大，再通过卫星天线发送回另一地区的卫星地面站，就沟通了两地之间的通信。两地之间的距离可以是远至以万里计，也可以是远隔重洋，从理论上讲，只要在赤道上空的同步轨道上，等距离地分布三个通信卫星，就可以实现全球通信和转播。这种卫星通信的信号穿越大气层的距离，比起短波无线电的传播，相对地说要短得多，因此很简单，很可靠，也很便宜。
目前，国际间越洋通信业务，卫星通信已占百分之四十，海底电缆占百分之六十。国际间通信卫星的业务，现在主要是由一个名叫“国际商业通信卫星组织”的机构来管。参加这个组织的国家和地区，包括我国在内，已有一百零一个，另外还有一些非成员国也在使用它。利用国际商业通信卫星的地面站已有一百六十个，共有一百九十六座天线。我国在北京和上海都设有卫星通信地面站，可以发送和接收通过印度洋和太平洋上空的同步卫星转播的电视、电话和其他通信。华主席访问欧洲、西亚的电视新闻就是通过印度洋上空的卫星转播的。这个组织所发射的同步卫星，从一九六五年的国际通信卫星一号发展到目前的国际通信卫星四A号，已经经历了五代，先后发射了二十五颗（其中六颗失败）。现在仍留在轨道上的通信卫星还有十二颗。每颗卫星的通信容量，也从最初的二百四十路，发展到目前的六千二百五十路。现在还在研究制造通信能力更大的第六代通信卫星。
地球上空同步卫星的轨道只有一条，就是赤道上空三万五千八百六十公里那一条。空间技术的发展，对同步卫星的需要日益增加，不仅通信卫星要用同步轨道，气象卫星也要用同步轨道。为了防止卫星间收发信号的相互干扰，两颗卫星在轨道上要相隔三到五度。这样，总共三百六十度的轨道圆周上，只能安置一百二十颗卫星。因此，近几年国际上就发生了卫星轨道之争。目前，这一百二十个卫星位置，已被登记占用了七十多个。其中有的已经发射，有的近期即将发射。苏、美两个超级大国抢先占用同步卫星位置和频率，引起了许多国家的不满。日本现在是世界上能够发射同步卫星的第三个国家。
卫星在国内通信方面也有很大价值，对边远地区的通信意义更大。有的国家还在试验直接广播的电视卫星。这种卫星发送功率很强，能把电视节目直接播送到广大农村和山区。收看它的节目，不需要庞大的地面转播台，只要在家庭电视机上附加一些设备和不大的天线就行。直播卫星的使用，将大大普及电视教育。我国这么大的地方，只要发射两颗广播卫星就解决问题了。