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小火箭 | 全球在轨卫星报告2019版

邢强博士 小火箭 2020-02-27

微信号:小火箭

微信ID:ixiaohuojian

小火箭出品

本文作者:邢强博士


本文共10275字,85图,18表。

预计阅读时间:1小时20分钟


本文是小火箭联合会内部报告的公开版本,除联合会内部编码外,核心内容未做任何删减。


license:


开放授权码:


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本报告受小火箭联合会国际数据库的有限支持,由创始人邢强博士本人撰写、制图和发布,按联合会201903-01协议,中文版本的数据面向所有在2019年3月份之前关注名为“小火箭”的同名微信公众号并给予支持的好友开放,并授权在注明来源和二维码的前提下,在个人、教育、商业和军事领域免费使用。


本文是大家对小火箭捐助和资助的成果,在此感谢所有一直以来支持小火箭的好友


在《全球在轨卫星报告2019版 | 小火箭》报告中,给出以下内容:


  1. 全球在轨可运营卫星的具体数量

  2. 按注册国籍统计的各国目前拥有的在轨卫星;

  3. 地球同步轨道卫星目前的情况;

  4. 用途进行划分的在轨卫星情况;

  5. 寿命进行划分的在轨卫星情况;

  6. 目前在轨卫星由25个发射场送入预定轨道,本报告对相关发射场情况也进行了统计;

  7. 这是小火箭联合会第12份全球在轨卫星报告,同时也是第1份以公开形式发布的在轨卫星报告。这十几年来,在轨卫星的情况发生了怎样的变化


总数


目前,绕地球飞行的所有可跟踪人造物体(包括卫星爆炸、碎裂产生的大块碎片),共19716个


在轨正常运行的卫星、空间站、飞船等航天器,共2081个。


不过,本文统计的是卫星本身,因此,需要排除国际空间站和早些年发射的用于测试海军雷达性能的被动式目标飞行器还有货运飞船。


为确保报告的完整性,即使是被排除的统计对象,小火箭也给出它们当前的运行轨道(对接在一起的也单独列出):


制表:邢强年份远地点近地点
倾角
国际空间站
199841040851.65°
CAL球体#11964100896890.15°
CAL球体#219641076104990.16°
LCS#119652797277932.14°
TP#1
19651185108389.86°
CAL球体#4A19651177107390.05°
PL#160
196773472669.93°
PL#153
196791390069.97°
SC#159196790589169.97°
SC#150B
196769368569.95°
LCS#4197182673387.62°
龙飞船#17201941040851.65°
进步MS-10
201841040851.65°
进步MS-11‍201941040851.65°
联盟MS-11201841040851.65°
联盟MS-12201941040851.65°
天鹅座NG-11201941040851.65°
天宫2号空间站201638837942.78°

注:远地点、近地点,单位为公里,下文同。


嗯,国际空间站上对接了龙飞船、天鹅座和两艘进步共4艘货运飞船和2艘联盟号载人飞船(国际空间站6人组合,需要2艘联盟飞船随时待命,以便紧急撤离的时候能够带回所有宇航员)。


排除以上航天器之后,本报告的重点研究对象,或者说全球在轨运行的“活跃”卫星总数为:


2063颗


自公元1957年10月4日人类把第一颗人造地球卫星斯普特尼克1号送入近地轨道以来,每一年,人类都会把一定数量的卫星送入预定轨道。


无论是出于军事目的还是科学研究或者商业运作的考量,这些卫星都已经在很大程度上影响了人类文明,渗透到人类生活的很多领域。


定义:活跃卫星,是指能够围绕地球正常飞行;能够借助自身的核电池或者太阳能电池产生持续电力供应;能够和地球表面的地面站进行交互。满足这3个条件的卫星,被小火箭定义为活跃卫星。


在2018年12月,小火箭统计过1957年到2018年的人类所有成功入轨的太空发射。


不过,卫星有入轨就有坠毁。这5299次成功入轨的光荣史背后,是3000多颗卫星再入大气层或者抬升到坟墓轨道的悲壮史。


按类似人口出生率和死亡率的差值统计方法,小火箭给出最新的2019版的逐年统计数据。


以下,是自1957年到2019年的逐年统计结果。


对于全世界对太空探索事业感兴趣的好友而言,2019年是个值得纪念的年份:


人类在轨活跃卫星数量,首次超过2000颗,达到了2063颗


而在1年前,2018年上半年小火箭统计的在轨卫星数量,则是1876颗,全球在轨活跃卫星的数目正在快速增长。



从1957年第一颗人造地球卫星入轨,到在轨活跃卫星数目超过100颗,人类用了9年时间(1967年,在轨活跃卫星为104颗)。


上图可水平拖动↑→


到1992年,也就是第一颗人造地球卫星入轨后的第35年,在轨活跃卫星数目超过500颗,达到了513颗。


到2011年,也就是1992年之后的第19年,人类用了之前将近一半的时间,就再为太空补了500颗活跃卫星,超过1000颗,达到了1033颗。


到2019年,用了8年时间,人类把在轨活跃卫星的数量再翻了一番,超过2000颗,达到了2063颗


总结:1957年到1992年,这35年活跃卫星数量达到了500颗;随后人类用了19年时间,让卫星数量翻了一倍,超过1000颗;然后人类又仅仅用了8年时间,就让卫星数量再翻一倍,超过了2000颗


哇,最近这8年好厉害!在轨活跃卫星数量涨了1000颗!不过,如果我们仔细看数据的话,应该就更惊叹了:


2016年,在轨活跃卫星数量刚刚超过1500颗,达到1533颗。


这是什么概念?


答:人类用了2017和2018两年时间,新增500多颗卫星(529颗)。


也就是说,最近2年新增在轨活跃卫星的数量,超过了刚刚掌握太空技术的人类用35年时间达到的成就


有人认为,近几年来以立方星为代表的微小卫星大量发展是在轨活跃卫星数量激增的主要原因。


实际上,这是卫星技术发展的综合结果。


微小卫星虽然体量小,但是因为大规模集成电路和高性能天线技术的发展,小卫星能够完成之前数吨重的大卫星完成的任务,甚至更加出色。


另外,微小卫星虽然数量大,但是在轨寿命远低于高轨大卫星,因此每年再入大气层焚毁的数量也会剧增,而在轨累积活跃卫星的数量是净增量,体现了卫星产业的崛起。


综合起来看,卫星的大小不是问题,本文在统计总数的时候,大小卫星同等对待。



近几年的在轨活跃卫星数量的剧增非常亮眼,当然历史上也存在过全球军事和商业发射的至暗时刻。


自1957年到2019年,这62年来,有18年的活跃卫星年度净增量小于10颗,在1972年和1989年这2年,还分别出现了-8颗和-4颗的净减少(也就是当年新入轨卫星数量少于坠入大气或在轨失效的卫星数量)。


上世纪90年代,尤其是1993年(零增加)、1995年(增4颗)、1996年(增4颗)这3年,在轨活跃卫星数量的增长也比较缓慢,给整个图表带来了一段平台期。


这和当时的美国一次性运载火箭失去的十年有关。详见小火箭的公号报告《小火箭讲述人类军用与商业航天发展简史》。



国别


按国别来分,单一国家,在轨活跃卫星数量前7名为:


美国906颗),中国301颗),俄罗斯153颗),日本80颗),英国61颗),印度60颗),加拿大37颗)。


总体来说,拥有在轨活跃卫星数量最多的美国,是第二名中国的3倍;中国在轨活跃卫星数量则是第三名俄罗斯的2倍;俄罗斯是第四名日本的2倍


另,多个国际组织共拥有63颗卫星,欧空局拥有51颗卫星。


美国在轨活跃卫星的总数,相当于中国、俄罗斯、日本、多个国际组织、英国、印度、欧空局、加拿大、德国、卢森堡、法国和西班牙这第2名到第13名的在轨活跃卫星的总和。


上图为把2063颗在轨活跃卫星总数做成一个正方形后,把各个国家和组织的按拥有在轨卫星的数量划分成长方形的直观图。制图:小火箭邢强。


这个环状饼图给出了所有拥有卫星的国家和组织的名称和占比示意。


仅从在轨活跃卫星的保有数量来看,世界上跨入航天门槛的70个国家和国际组织中,分为以下几个梯队:


第一梯队:美国、中国、俄罗斯,拥有100颗以上的在轨活跃卫星,为数量级领域的航天强国;


美中俄3个国家的在轨活跃卫星的总和为1360颗,占全球数量的65.9%。嗯,已经占了大多数。


第二梯队:日本、英国、印度、欧空局,拥有50颗以上100颗以下的在轨活跃卫星,为数量级领域的航天大国;


第三梯队:加拿大、德国、卢森堡、法国、西班牙、韩国、阿根廷、沙特、澳大利亚、以色列、荷兰、巴西、意大利,拥有10颗以上50颗以下的在轨活跃卫星,为数量级领域的航天参与国;


第四梯队:印度尼西亚、土耳其、挪威、新加坡、阿联酋、哈萨克斯坦、阿尔及利亚、丹麦、芬兰、马来西亚、南非、泰国、尼日利亚、越南、希腊、墨西哥、摩洛哥、巴基斯坦、瑞士、委内瑞拉、阿塞拜疆、孟加拉国、白俄罗斯、保加利亚、智利、捷克、埃及、菲律宾、瑞典、奥地利、比利时、不丹、玻利维亚、哥伦比亚、哥斯达黎加、伊朗、伊拉克、约旦、老挝、拉脱维亚、立陶宛、蒙古、秘鲁、波兰、卡塔尔、新加坡、斯洛伐克、乌克兰、乌拉圭,这49个国家拥有1颗或者少于10颗的卫星,为初步跨过卫星运营门槛的国家。


另注:四个梯队以卫星数量来划分,是数量级领域的,而非技术领域的。比如加拿大、法国、德国和瑞典,从技术角度来说,都是第一梯队或准第一梯队国家,她们在空间机器人、固体火箭发动机、气动计算或者卫星地面站及其测控网络方面,有着全球顶尖的技术。


公元1962年9月29日, 协调世界时06点05分,美国范登堡空军基地,一枚雷神-阿金纳运载火箭成功点火。


这枚雷神,是在给加拿大发射云雀号卫星。(云雀,来自一首法国和加拿大都很流行的民间小调的曲名。)


随着这颗重145.6公斤的卫星的入轨,加拿大随即成为世界上第3个具备独立研制卫星能力的国家。


此时,世界上有三个国家具备独立设计和制造卫星的能力:


第一个,苏联;第二个,美国;第三个,加拿大


(英国那颗星基本上是和美国联合研制的,而且主要工作量在美国方面,所以英国当时还不算独立拥有造卫星的能力。)


再注:尼泊尔在近几日就要加入第四梯队,成为世界上第70个在太空拥有自己卫星的国家/地区。


实际上,尼泊尔的那颗卫星在今年(2019年)4月18日凌晨,就搭乘美国安塔瑞斯运载火箭从弗吉尼亚州发射场进入了太空。不过,该卫星目前还在国际空间站内,还未被释放出来,按小火箭联合会的标准,还得再等等看。


尼泊尔卫星1号,重1.3公斤,表面印有尼泊尔国旗和研制者的姓名,是由2位在日本九州工业大学留学的尼泊尔科学家研制的,用于鼓励更多尼泊尔人投身到太空探索事业中来。


星上配备对地观测设备,可对尼泊尔进行遥感成像。遥感数据将会下行到尼泊尔科学技术研究院的地面站(目前世界上海拔最高,最接近太空的国家中心级卫星地面站)。


本报告的国际版也是我写的,干脆把图也放过来了。


同步



地球同步轨道卫星,以卫星重、大、贵和寿命长为特点,至今依然是全球卫星产业的高地。


上图为地球静止轨道(倾角为0°的地球同步轨道)与地球的等比例示意图。


在低轨巨型星座来临之际,小火箭依然把高轨卫星作为单独一章来给出。


这或许是地球同步轨道卫星最后几次站上小火箭报告单独一章的位置了。


450颗


目前(2019年5月),在地球同步轨道上能够被判定为“活跃”的卫星有450颗(方便公开的),占围绕地球运行的所有“活跃”卫星(2063颗)的21.8%,也就是超过五分之一


本文,小火箭给出所有450颗卫星的正式编号、定点位置和国际名称,并对一些重点的地球同步轨道卫星进行介绍。


在给出统计表格之前,先给出三点说明:


第一,同步轨道的大型通信卫星,受运营商的商业变换(换手)或者运营商本身心血来潮(突然想换换风格),其国际名称有时会发生变化。


所以本文,小火箭以卫星正式编号为索引。这个正式编号才是卫星唯一不变的,就像人可以改名字,但是其身份证号码通常不能随意更改;


第二,考虑到东经E和西经W的辨识的问题,本文的表格用负号-来表示西经W,用正数直接代表东经,这样可借助数轴,增强对卫星位置的直观认识;


负数,本初子午线以西,也就是:西班牙,葡萄牙,大西洋,西非,加拿大,美国,拉丁美洲


正数,本初子午线以东,也就是:中欧,东非,中东,中国,日本,印度,澳大利亚


第三,虽然地球静止轨道(通信卫星的地球同步轨道中最为常用的)倾角为0°,但是有时候有的卫星的南北保持能力因燃料耗尽或者发动机故障而有所削弱,这就出现了非0的倾角。小火箭把虽然已经不在严格意义上的地球静止轨道上,但是依然活跃,依然占据宝贵的高轨资源的卫星也统计入表,以便努力还原地球同步轨道卫星的全貌。


小火箭另注:卫星正式编号由5位阿拉伯数字和1至2位的大写英文字母组成。


其中,前两位数字代表发射的公元年份后三位数字表示是在这一年的第几天发射的,而字母则代表卫星入轨的顺序


比如一会儿统计表格里出现的序列号为1的俄罗斯亚马尔-300K通信卫星的正式编号为12061B


12,就表示这是公元2012年发射的;


061,就是当年的第61天,也就是3月2日


B,表示这是当天入轨的第2颗卫星。


如果是12061AC,则是指在2012年3月2日入轨的第29颗卫星


亚马尔-300K通信卫星是世界上最靠近国际日期变更线的地球同步轨道通信卫星。这颗1.87吨重的卫星是在2012年由一枚质子-M运载火箭送入预定轨道。


亚马尔-300K通信卫星,归俄罗斯天然气股份有限公司所有。


啥?一家天然气公司负责运营通信卫星?


嗯,是的。


俄罗斯天然气股份有限公司是世界上最大的天然气开采集团,拥有46.96万员工,江湖上通常被称为俄气,是世界500强集团(2018年排名第49位)。


上图为俄气自己的通信卫星地面站。


俄气有个通信卫星事业部,手里有不少通信卫星。目前,俄气的卫星已覆盖中东、印度、南亚、俄罗斯的欧洲部分及西西伯利亚以及欧洲大部。


原本,俄气设立通信卫星事业部,仅仅是为了服务其天然气开采员工的通信和互联网需求,后来则因能力太强而向国际市场进军,成为独立于天然气开采业务之外的一个强劲的盈利部门。


俄气的亚马尔系列通信卫星,目前不到四分之一的业务能力供本集团的天然气开采员工使用,另外四分之一则以商业的形式租给了几大通信巨头和俄罗斯内务部。


亚马尔-300K在2012年入轨,当时定点在东经177°E的赤道上方,后来挪到到了东经183°E,如今则定点在西经-177°W。


亚马尔-300K是由大名鼎鼎的质子运载火箭送入轨道的。


有关质子运载火箭,详见小火箭的公号报告《质子:苏联留给俄罗斯的运力最强的火箭》和《质子火箭:空间站的建设者》。


带有上面级的质子系列火箭拥有6.92吨的地球同步转移轨道的运载能力。



基本上,要想把卫星(或者其他载荷)送到地球同步轨道上的话,需要12步(小火箭给出的这个算例以从拜科努尔基地发射的质子-M运载火箭为基准):

  1. 火箭发射;

  2. 上面级分离;

  3. 上面级第1次点火;

  4. 进入一个距离地面173公里,倾角为51.5°的停泊圆轨道(此时,研制质子火箭基础级的兄弟们可以庆祝了);

  5. 上面级第2次点火,开始变轨;

  6. 进入一个近地点295公里,远地点6000公里,倾角为51.0°的椭圆轨道;

  7. 抛掉和风上面级的外挂贮箱;(做轨道设计的同学,要注意,和风上面级的外挂贮箱的抛弃对后续轨道的计算有重要影响,计算和复核轨道数据的时候,要加以考虑。)

  8. 上面级第3次和第4次点火,再次变轨,进入转移轨道;

  9. 和风上面级的外挂贮箱进入一个近地点361公里,远地点14930公里,倾角50.8°的临时轨道;

  10. 转移轨道参数:近地点475公里,远地点65044公里,轨道倾角50.5°

  11. 上面级第5次点火,终于进入目标轨道;

  12. 释放载荷,该算例中,卫星在东经135.8°E的赤道上方。


嗯?不仅仅想知道步骤,还想知道整个任务中的时间节点(嗯,这里有小火箭风格的表格。)


质子-M火箭与和风上面级发射地球同步轨道卫星的关键节点:


制表:小火箭         节点事件时刻    时:分:秒
下达点火指令-00:00:02.5
第一级40%推力-00:00:01.75
第一级100%推力-00:00:00.9
火箭最大动压00:01:02
一二级分离00:02:00
二三级分离00:05:27
抛整流罩00:05:46
释放和风上面级00:09:41
和风第1次点火00:11:15
和风第1次熄火00:18:24
和风第2次点火01:08:21
和风第2次熄火01:25:49
和风第3次点火03:28:39
和风第3次熄火03:40:57
和风外挂贮箱03:41:47
和风第4次点火03:43:14
和风第4次熄火03:48:06
和风第5次点火08:53:06
和风第5次熄火09:00:21
释放载荷09:14:00

整个任务用时9小时14分钟。


细心的好友或许已经发现,在西经-110°W和西经-95°W的位置,不只有1颗地球静止轨道卫星。


的确,450颗卫星,按一个圆周360°来算,平均每1个经度对应1.25颗卫星,已经远远超过了原本每隔3个经度才能部署一颗同步轨道卫星的设想。


(联合国中最古老的机构国际电信联合会ITU曾规定每两颗地球静止轨道卫星之间至少要有3°的间隔。小火箭联合会也曾经给出每两颗地球静止轨道卫星的间隔要在0.3°以上的建议。


如今,人类对高速卫星通信的需求越来越旺盛,为满足人们日益增长的对高品质通信的要求(尤其是世界杯、欧洲杯或者奥运会期间的体育赛事高清转播),地球静止轨道卫星越来越密集。


工程师研究出了共轨技术,来应对卫星数量增加和轨道紧缺的情况。


共轨技术:随着卫星定轨精度的提高和人类获取卫星当前状态能力的提高,可以让2颗甚至更多颗卫星占据地球静止轨道的同一经度,而通过微调偏心率和倾角让这些卫星始终保持安全距离的技术


也就是说,原来是独占位置的小平房,现在变成了高层公寓楼,几户共占一块地皮。


有关共轨技术和相关的控制优化策略,小火箭准备专门开一个专题和大家探讨。


西经-110°W一线,是努纳武特-蒙大拿-怀俄明-犹他-亚利桑那-南下加利福尼亚一线。加拿大、美国和墨西哥的中西部大城市均覆盖在内。


美国第二大城市洛杉矶(包括好莱坞)的通信需求,仰赖定点在这个经度的地球静止轨道卫星。


在这个经度,有4颗卫星共轨(与-110°的间隔小于1°):


4306003A-110.20 ECHOSTAR 10             
4402023A-110.10 DIRECTV 5 (TEMPO 1)     
4508035A-1100 ECHOSTAR 11             
4699059A-109.22.1 TELSTAR 12 (ORION 2)    

上表第44号地球静止轨道卫星DirecTV-5就有改名字的一个过程。


这颗卫星主要广播西班牙语电视节目。


嗯,是的,这也是-110°W这个经度如此拥挤的一个原因。


上图是全球说西班牙的人口分布图,深蓝色为以西班牙语为官方第一语言的国家或地区;颜色稍微浅一些的,是虽然不是当地官方语言,但是却有25%以上的人口的母语为西班牙语的国家或地区;再浅一些的,是10%到25%的人口说西班牙语的地方;再浅一些的,是5%到10%的人说西班牙语的地方。


可见,在北美洲和南美洲,-110°W经线刚好处在深蓝色区域附近。


西经-95°W的经线位置对于美洲的重要性也是不言自明的。


在这个位置,有4颗卫星共轨:


7316035A-950 INTELSAT 31 (IS-31)       
7414062A-950 INTELSAT 30 (IS-30)       
7502030A-950 GALAXY 3C (G-3C)        
7607036A-94.90 SPACEWAY 3              


值得一提的是,这个经度上的Galaxy 3C通信卫星(4.86吨重)是由天顶运载火箭以海上发射的方式入轨的。


有关海上发射,详见小火箭的公号报告《小火箭聊运载火箭的海上发射技术》。


132、134和139号都是TDRS卫星,也就是美国天基测控系统卫星。


早些年,美国天基测控卫星数量比较少,卫星负荷很重。


TDRS-3卫星为了满足多种任务的需求,不得不在太空中,在地球同步轨道上闪转腾挪,到处奔波。


1988年,她刚刚入轨的时候,定点在西经-151°W上空。也就是在东太平洋的上空,与阿拉斯加州的中部地区在一条经线上。


待了没多久,在1988年年底到1990年期间,TDRS-3天基测控卫星就跑到了西经-171°W重新定点了。这里还是太平洋上空,不过比之前要靠西一些,与白令海峡在同一条经线上。


1990年,TDRS-3天基测控卫星再次变轨,定点在西经-174°W上空。


待了1年,1991年,TDRS-3天基测控卫星大幅度变轨,定点在西经-62°W上空,跑到了南美洲的巴西上方。


3年后,TDRS-3再次变轨,于1994年回到了西经-171°W上方。


1995年,TDRS-3卫星非常给力地做了超级变轨机动,自己跑到了东经85°E上方。这是印度洋上空。她在这个位置停留了14年。


2009年,TDRS-3卫星做了或许是她生前的最后一次变轨,到了西经-49°上空。


放一个小火箭风格的白沙天基测控系统地面设施的注释照片。


上图就是美国第一代天基测控卫星(跟踪和数据中继卫星)完全展开后的样子。


小火箭给该星做了一些注释。


第三代的天基测控卫星使用波音601HP平台,功率比第二代要大不少。


TDRS-12和TDRS-13与先前的TDRS-11,快速组成了第三代天基测控星座。


上图为美国天基测控星座的部署情况。


如今,美国天基测控系统能够在S波段提供6M/s的速率,在Ku波段和Ka波段提供 800 M/s的速率,供SpaceX、美国军方、国际空间站、国家侦察局(锁眼侦察卫星系列)、美国宇航局NASA(哈勃望远镜)使用。


我国的天基测控星座也在不断地建设升级过程中,表中的天链卫星,就是中国天基测控卫星。(比如小火箭地球同步轨道卫星列表中的序号为200、307、313、447的4颗卫星。)


有关天基测控的技术和部署情况,详见小火箭的公号报告《小火箭聊火箭与导弹的天基测控系统》。


下表,201、202、203这3颗欧洲运营商的热鸟通信卫星,在东经13°E的地球静止轨道上共轨。



上表,序号281-Beidou卫星,就是大名鼎鼎的中国北斗导航卫星星座在地球静止轨道上的卫星。


和美国的GPS星座不同,中国的北斗导航星座有着更多多样化的轨道。


北斗卫星第三代导航系统空间段计划由35颗卫星组成,包括5颗静止轨道卫星、27颗中地球轨道卫星、3颗倾斜同步轨道卫星。


序号350,是我国的风云-2G气象卫星。


风云是中国的气象卫星系列,由上海航天局研制,主用户为中国气象局。


目前,风云系列有地球静止轨道风云二号、风云四号;太阳同步轨道风云三号系列卫星在轨运行。


中国地球静止气象卫星预定的定点位置有三个:105ºE、86.5ºE和123.5ºE,其中105ºE为业务卫星的定点位置,其他两个为备份位置。


小火箭给出风云系列的命名规则:


单数为大倾角的极轨卫星(竖着绕地球转);双数为地球静止轨道卫星(横着绕地球转)


风云二号多星观测网的形成,为我国和世界的天气预报提供实时动态的气象观测资料,并在国际上首先实现了15分钟间隔双星连续加密观测,远高于国外25分钟全圆盘图观测时间间隔,有力提升了我国的气象综合监测能力。




以上就是小火箭对450颗在轨地球同步轨道卫星的介绍(重点是地球静止轨道卫星)。



另,还有34颗卫星,其距离地球表面同样是3.6万公里,因此绕地球的周期也是和地球自转相同的,为23小数56分钟4秒,属于地球同步轨道,但是因倾角不在0°附近,不是地球静止轨道。


为了报告的完整性,小火箭在此把这34颗卫星也列出来:



用途


这2063颗在轨运行的卫星,各有哪些用途呢?


小火箭按每颗卫星的最主要用途,排除模棱两可的“其他”项,融合了军事、商业、民用的三个领域,划分出6个专项:


通信、遥感、导航、技术验证、空间科学、地球物理。


通信卫星以773颗的数量登顶,紧随其后的是771颗遥感卫星。



直观示意图如上。


按比例来说,通信和遥感卫星分别占在轨活跃卫星总数的37.5%和37.4%。


技术验证卫星占13.3%;导航卫星(包括全球导航卫星和区域导航卫星)占6.7%。


寿命


通常来说,小卫星拥有5年以下的在轨寿命,地球静止轨道卫星拥有10年到15年的在轨寿命。


本报告,将所有在轨活跃2063颗卫星按在轨寿命时长划分统计一下,也就是按入轨年限统计分类:


上世纪70年代入轨,如今依然能够活跃使用的卫星,有1颗;


上世纪80年代入轨,如今依然能够活跃使用的卫星,有2颗;


上世纪90年代入轨,如今依然能够活跃使用的卫星,有92颗;


本世纪00年代入轨,如今依然能够活跃使用的卫星,有403颗;


本世纪10年代入轨,如今依然能够活跃使用的卫星,有1565颗;


更详细的分类,见下表:


0到4岁的卫星占全球活跃卫星总数的52%,这是一个朝气蓬勃的产业。



在小火箭给出这份报告的时刻,在轨活跃卫星,最年长的,是AO-7业余无线电卫星(1974年11月15日入轨,为70后);最年轻的,是2019年5月17日入轨的中国北斗BEIDOU-2 G8导航卫星。


AO-7业余无线电卫星,于1974年11月15日在范登堡空军基地由一枚德尔塔2310运载火箭送入预定轨道。


AO-7卫星重28.6公斤。


目前正在近地点1439公里,远地点1459公里,倾角为101.74°的轨道上正常运行。


这个八面体形状的高360毫米,外包络圆直径424毫米的小家伙,用太阳能电池供电(不是核动力),至今还活着。


AO-7卫星向全世界的业务无线电爱好者服务,其承载模式A(145.850-950 MHz上行链路和29.400-500 MHz下行链路)和模式B(432.180-120 MHz上行链路和145.920-980 MHz下行链路(反向))的线性转发器以及29.500MHz和145.700 MHz信标,还能工作。


当然,期间国际条约改了一次,所以2304.1 MHz的频率实际上并未开启,不过已经很强大了。


上世纪70年代末,AO-7卫星的电池系统短路,整星宣告报废。


但是,到了上世纪80年代初期,有一些工程师突然发现,AO-7卫星又能用了(据分析,应该是短路的线路被电流的热量烧断,变为开路,备份电池系统开始正常工作,当卫星的光照条件足够好的时候,电量刚好够用,整星就能够恢复提供服务了)。


于是,一些秘密组织和工程师开始使用这颗卫星进行加密无线电通信。


实际上,直到今天,AO-7卫星依然在为一些组织提供服务。


所以说,人生无常,卫星的命运也是如此,有时有些事情突如其来,有时有些重逢也让人绽放微笑。



发射


在轨活跃着的这2063颗卫星,分别是在哪里发射进入太空的呢?


小火箭在这里也给出结果。


注:按小火箭联合会标准,以卫星进入预定轨道之前接触的最后一个发射装置所属的飞行器或者发射架为发射场最终判据。这样,在国际空间站上释放的卫星,发射场将会被认定为国际空间站,由空射运载火箭送入预定轨道的卫星,发射场会指定为相应的运载火箭载机。


这2063颗卫星,是从25个不同的发射场进入太空的



变化


这是小火箭联合会第12份全球在轨卫星报告,同时也是第1份以公开形式发布的在轨卫星报告。这十几年来,在轨卫星的情况发生了怎样的变化


本文末尾,我拿2006年和2019年这两年的数据做横向比较吧:


2006年,全球在轨活跃卫星总数为873颗

2019年,全球在轨活跃卫星总数为2063颗,涨136.3%。


2006年,全球拥有在轨活跃卫星的前3名为:美国,俄罗斯,中国

2019年,全球拥有在轨活跃卫星的前3名为:美国,中国,俄罗斯


2006年,美国拥有在轨活跃卫星473颗,占全球的54.2%

2019年,美国拥有在轨活跃卫星906颗,占全球的43.9%,降了10.3个百分点,降幅达19%。


美国也就终于在2019年的5月份,占全球活跃卫星的比例低于了50%,不再占据过半数的卫星数量。


2006年,俄罗斯拥有在轨活跃卫星89颗,占全球的10.2%

2019年,俄罗斯拥有在轨活跃卫星153颗,占全球的7.4%,降了2.8个百分点,降幅达27.4%!


俄罗斯从此不再占有全球在轨活跃卫星10%以上的份额。


2006年,中国仅拥有在轨活跃卫星35颗,占全球的4%

2019年,中国拥有在轨活跃卫星301颗,占全球的14.6%,涨了10.6个百分点,涨幅达265%


从此,中国在轨活跃卫星占比超过10%,成为仅次于美国的全球第2大卫星拥有国,数量是第3名俄罗斯的2倍。


感谢中国所有的航天人!感谢我们励精图治,在各个岗位上努力奋斗的中国人!


要记得,我们曾经只是世界上第5个独立掌握运载火箭发射技术的国家,经过36年的发展,终于站上全球前3的位置,但当时,其规模仅是美国的7.4%,是俄罗斯的39%;


如今,中国在太空保有的卫星数量,为美国的三分之一,是俄罗斯的2倍。


2006年,中美俄3国的卫星保有量占全球的68.4%

2019年,中美俄3国的卫星保有量占全球的65.9%


随着卫星拥有国的数量越来越多,全球在轨卫星迎来了更为多元的时代(当然,随着星链计划的推进和实施,这个多元化的进程还会出现反复)。


从卫星拥有数量占全球的比例来看,在排名前十位的国家里,唯有中国的占比没有下降,而且逆势上涨了265%。


2006年,在太空中绕地球运行的活跃卫星,每100颗里,只有4颗是中国的;2019年,每100颗卫星中,有15颗是中国的


无论世事如何变幻,无论风云怎样无常,无论前方是否荆棘满路,我们还是凭着一股倔劲和拼劲赶上来了


2019年,就要过去一半了,小火箭在大家的捐助下,也终于能够奋力完成这份涉及所有在轨活跃卫星的报告。


在轨活跃卫星的总数,什么时候能够突破3000颗呢?


或许,在2025年;但或许,也就在2020年。


全文结束,感谢大家!

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