算机、光学设备、推进系统和传感器部件。即使最终用途就是商用,也有一种观点,也就是“军事关键技术清单”中提出的观点,称,“在很多情况下,商用通信卫星可以提高许多项太空技术能力,然后将被运用于所有的军事太空系统”。如果这种观点是正确的,那么“控制”就得从最严格意义上理解,通常就是“禁止”的委婉说话。对两用技术的四个主要领域进行简要介绍可以使我们更清楚地说明事情是多么复杂。
通信卫星
通信卫星
所谓通信卫星是绕地在轨飞行的、转播无线电信号的太空飞行器。信号从地面的基站,也就是地面站,发到卫星的异频雷达收发机上。这个电路设备负责接收、调整和放大上行链路信号,然后向其他的地面站转播。通信卫星在日常生活中用途广泛,包括提供直接入户电视信号、追踪包裹、提供视频会议信号、发送传真、支持高速互联网、提供手机和长途电话服务等等。前文已经提到,信息技术是告诉增长的全球产业。在美国,手机用户从1999年的8600万增加到了2004年的亿,占到了全部电话服务的一半。在中国,手机用户从1999年的4300万增加到了2004年亿,手机信号几乎覆盖了中国全境。简而言之,通信卫星提供的服务可是一笔大生意。
2004年,大约有880颗卫星在轨飞行,其中包括443颗商用通信卫星和99颗军用通信卫星,商用通信卫星中的234颗是地球同步卫星(GEO)。出于技术原因,卫星的功能不同,轨道高度也随之不同。要理解为什么某些轨道对执行某些功能的卫星有用,一点点轨道学知识是有必要的,能达到让诗人听懂的程度也就够了。
今天,大多数太空飞行器都在三种基本轨道之一上飞行'1'。近地轨道(LEO),距地表低于2000千米的轨道;中高轨道(MEO),距地表大约在10000千米的轨道;以及地球同步轨道(GEO),大约在35800千米高。航天飞机是在近地轨道上飞行的,国际空间站也是一样。由于近地轨道距离地球最近,因而也是许多成像卫星飞行的轨道。最近距离的观察提供最佳质量的图片。中高轨道的环境非常复杂,因为范·阿伦(Van Allen)辐射带就位于此。辐射粒子漩涡可能对太阳能电池、集成电路、传感器和人员造成伤害。全球定位系统卫星就位于中高轨道之上,而移动通信卫星则既有在近地轨道飞行的,也有位于中高轨道之上的。地球同步轨道是非常独特的轨道,位于该轨道之上的卫星按照一定速度旋转,漂浮在地球地面的某个特定地方之上。这一高度能使在同步轨道上的三颗距离相等的卫星覆盖大部分地表。这一点对提供或者转播通信信号尤其重要。由于同步卫星漂浮在某一点上,负责接收信号的地面雷达就不用移动。因此大多数大型通信卫星都位于地球同步轨道上。
当前,在通信卫星领域,存在着两大问题。第一地球同步轨道拥塞,也就是没地方了,这加剧了无线电信号频率(RF)干扰,频谱已经用尽。在轨道拥塞方面,卫星之间必须保持一定距离以避免广播信号交迭。虽然由于技术进步的原因,这种距离已经越来越近,但地球同步轨道空间资源仍然是有限的。同步卫星的“定点”已经成了一种稀缺物品,引发了国家之间以及一国的不同部门之间的竞争。
无线电频谱—这是电磁频谱的一部分,用来接收无线电信号并从卫星转发—也是一种有限的自然资源。对于用户和可能用户来说,能满足高端需求的频谱就那么多。无线电频谱分为不同的、以赫兹来计量的波段。波段越宽,传播的信息越多,因此“宽带”便和更快的互联网连接息息相关。自第二次世界大战期间开始运用雷达以来,波段逐渐通用以字母命名。典型的提供视频和数据服务的商用运营商使用C波段(4