书城科普读物为了地球领导权——人造卫星
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第11章 太空电视台——广播电视卫星

广播电视卫星

在战争时期,广播电视卫星不但是宣传工具,还是战士。2003年3月,“自由伊拉克”行动开始。美国空袭几分钟之后,巴格达的伊拉克国家广播突然终止。一位新播音员用阿拉伯语说:“伊拉克之声开始广播。真主伟大!”接着一位女播音员说:“萨达姆的政府正在遭到袭击。独裁者的末日到了。独裁政权会一个一个从地球上消失。这是我们期待的一天……”伊拉克听广播的人都意识到,电台频段被美国军队接管了。

战争一开始,联军就展开了心理战,他们用小降落伞将几十万只小收音机空投到伊拉克城镇、共和国卫队、萨达姆敢死队。收音机接收广播卫星转播的新闻和战况,对瓦解伊拉克军队起到很大作用。伊拉克军人发现美军说得对,萨达姆竟然在撒谎后,手握收音机,离开战场回到家乡。广播电视卫星的心理战达到了不战而屈人之兵的效果。

广播电视卫星是设立在太空的广播电视发射台。每家每户的收音机、有线电

视、数字电视、网络电视、手机电视,大都是当地电台、电视台从广播电视卫星上接收下来,然后通过有线或无线网络转发出去的。

20世纪50年代初,美国科学家提出利用月球进行卫星通信。设想得很伟大,但人类的卫星都没有诞生,月球又远在天边只得作罢。10年后,通信卫星进入太空,并成为最大的种类。据全球卫星数据中心统计,到2009年底全球一共有165颗广播通信卫星,共转发23422个频道节目,其中高清电视频道1410个,标清电视频道15603,广播频道4572个,数据信道1794个。

“气球”卫星

1960年8月12日,美国用“德尔塔”运载火箭把一个特殊载荷送上地球轨道。它进入轨道后膨胀成一个大气球。为什么要用昂贵的火箭发射一个气球呢?其实,它不是一个真的气球,它是重56千克,直径30.48米的“回声-1A”号卫星。它是人类发射的第一颗试验型通信卫星,也是人类在卫星通信道路上迈出的重要一步。

“回声-1A”号卫星虽是一只“气球”,但是它的材料却不是普通气球用的橡胶,而是一种特别结实的聚酯薄膜。薄膜的厚度只有0.127毫米,薄得还不如香烟盒上的包装纸,却可以抵御陨石的袭击。为了增加气球对无线电电波的反射能力,薄膜的表面还涂上了一层更薄的铝箔,使反射率达到90%以上。

“回声-1A”号卫星发射前,被挤瘪后装进整流罩内的一个小箱子。卫星定位2分钟后,里面的升华剂被阳光照射后膨胀成大气球。大气球在轨道上展开,卫星发射成功。“回声-1A”号卫星是一个被动的广播和电视信号、洲际通信、洲际电话的反射器。1968年5月24日,“气球”卫星重新进入大气层烧毁。

贝尔的卫星

1960年秋天,由贝尔成立于1885年的美国电报电话公司开始从地球走向太空。美国贝尔电话实验室开始研究通信卫星和卫星通信系统。贝尔卫星系统设想将包括50~120颗简单的有源卫星,部署在大约11200千米高的轨道上。贝尔公司设想:利用当时开发的所谓大型火箭,一次发射就可以将十几颗这样的卫星放置到轨道上。

贝尔电话实验室与美国电报电话公司设计并建造了第一颗通信卫星。1961年,美国电报电话公司研制成功第

一颗通信卫星,命名为“电星-1”号。“电星-1”号卫星也是一个气球,是重171千克、直径8.76米的圆球体,不过它比“回声-1A”号卫星那个光秃秃的大气球漂亮多了。“电星-1”号卫星与“回声-1A”号卫星的最大区别是通信方式:“回声-1A”号卫星是无电源的反射信号,而“电星-1”号卫星是有电源的转发信号。

1962年7月10日,“电星-1”号通信卫星发射。发射15小时后,美国播放了美国国旗飘扬的电视录像和美国著名主持人科林伍德广播的场景。许多老百姓惊呼:“哦!我的上帝,卫星上有人!”有人甚至纳闷:“科林伍德什么时候跑到卫星上去了。现在的科学真发达!”

“电星”系列卫星一共研制了6颗。“电星-2”号卫星重176千克,于1963年5月7日发射升空。由于成本费用太高,风险太大,并且没有获得什么利益,所以另外4颗卫星没有发射。人们这才发现,到太空里捞钱比火中取栗难多了。金光闪闪的卫星早期的通信卫星都是离地面很近的近地轨道通信卫星。它们的通信时间和覆盖范围都受到很大限制。20世纪60年代初,美国国家航空航天局研制了3颗“辛康”号地球同步静止轨道试验通信卫星。

“辛康”号静止通信卫星的外形非常简单,是一个直径0.71米、高0.38米、重38千克的圆柱体,注满燃油质量为68千克。1台固体推进剂远地点发动机,喷嘴喷射总高度64厘米的火焰,产生1000磅力(4448牛)的推力,加速度为1431米/秒。

“辛康”号卫星的圆柱体表面贴满了3840个金光闪闪的太阳能电池硅片,每小时为卫星提供29瓦电能。当卫星在阳光下飞行时,太阳能电池能提供99%的直接供电。当卫星飞行在地球的阴影时,由镍镉充电电池提供电源。

1963年2月14日,“辛康-1”号发射。最初的通信测试是成功的,约5小时后进行远地点发动机点火,将卫星推入一个近乎同步静止的轨道。然而在发动机完成点火后大约20秒,卫星却不知什么原因失去所有联系。卫星没有进入标准的静止轨道,属于部分成功。

不像鸟的“晨鸟”卫星

1965年4月6日,美国国际通信卫星组织发射了第一颗商业地球静止轨道通信卫星——“国际通信卫星-1”号。人们还给它起了个好听的名字——“晨鸟”,希望它能像一只报春的晨鸟,给人类卫星通信技术带来绚丽多彩的春天。不过这只“晨鸟”却一点不像鸟的样子,形状是类似于“辛康-3”号卫星那样的圆柱体。

“晨鸟”卫星是世界上第一颗商业通信卫星,直径0.72米、高0.59米、重39.4千克,采用休斯公司的“HS-303”卫星平台,有效载荷为1台转发器,可提供240路电话通道或1路电视节目的通信服务。卫星的外表面覆盖了6000块太阳能电池。

“晨鸟”卫星成功地展示了先进的静止通信卫星的概念。“晨鸟”卫星只有18个月的工作设计寿命,却在太空中连续工作了近4年,直到1969年1月才退役。美国国际通信卫星组织从研制“晨鸟”卫星开始,现在已成为世界最著名的通信卫星公司,研发了27代国际通信卫星,到2010年底该公司已发射了100多颗各种通信卫星,目前仍有52颗在轨。“晨鸟”卫星,真的是一只报春的晨鸟。其实,为“晨鸟”起名的理由是:早起的鸟儿有虫吃。广播卫星广播卫星是向广播电台、电视台、电视转播站发送音视频信号的卫星,分为声音、音乐的音频广播卫星和电视广播卫星。广播卫星没有国界。它大多使用C频段,覆盖范围达三分之一个地球。纯正的意大利那不勒斯语演唱的歌剧、美国的乡村音乐和夏威夷草裙舞音乐、印度热情奔放的宝莱坞歌舞,可以在南极、在太平洋小岛、在撒哈拉沙漠上空飘荡。中国的京剧、越剧在地球的另一边听和在老家听,都是一个时间,一样的韵味。

音频广播卫星可以进行专门的声音、音乐广播,也常常加入到电视广播卫星里一起广播。美国波音公司制造的两颗广播卫星,是专门播送新闻、音乐信息的,多达100多套节目,大半个地球的人都能收听到十分清晰的广播节目,包括在汽车、火车、舰船、飞机上或在森林、沙漠、孤岛上。

直播卫星

直播卫星是向公众直接播放电视、广播节目的专用卫星。它主要用于电视直播,通过卫星将视频、图文和声音等节目直接提供给家庭接收。直播卫星采用Ku频段、发射功率很大,家里只要安装一套像小碟子、小脸盆一样大的天线,就可以直接接收卫星电视了。根据国际电信联盟的规定:直播卫星覆盖范围只能在国内,不能辐射到周围的国家。

直播卫星有强大的广播功能。美国发射了军用直播卫星,可以对部队进行实时广播。各级指挥员和战斗员,可以实时知道整个战场的战争态势和上级的指挥命令,当然那是加密的,没有专用解码器是看不见的。

高清电视卫星

高清电视卫星是专门直播高清电视的卫星。高清电视是指高清晰度的电视。高清电视的图像非常清晰、色彩逼真,能看见婴儿脸上的汗毛,看得见小猫瞳孔里的一丝丝流动的光线。高清电视的声音如水晶般透明清澈,称为丽音。

美国直播卫星公司的最新一颗高清电视卫星于2009年12月29日发射。卫星高8米,宽3.7米,长3.3米,入轨打开天线后高8米,宽7.8米,太阳能帆板打开为48.7米。太阳能帆板功率为18千瓦。卫星重6060千克,装载了114台Ka转发器,可以转发超过1000个高清频道。美国直播卫星公司一直在追求:好卫星,更好的卫星。

美国国家航空航天局一直是位科技与幽默的大师。它不用发射任何卫星,让航天飞机将天线带上国际空间站,将天线安装在国际空间站上,就可提供高清直播电视。美国直播卫星公司实现了不用卫星照样转发广播电视,省去了卫星和巨大的太阳能帆板等,当然这也是空间站的一项功能。立体电视卫星2005年春,美国纽约最繁华的高档时装商店里,在富有南美风格的强烈音乐节奏下,橱窗内彩灯变换,出现了几位美女。美女们风情万种,优美的身材做出各种挑逗的舞姿,抛着媚眼。

美女的表演引发围观和争议。一位女观众拉起丈夫就走,叫道:“哦!我的上帝。这里怎么也成了红灯区?”一位激动的老观众挥舞着双手大叫:“滚出去!”突然,灯光、音乐骤停,美女们瞬间消失。观众们顿时瞠目结舌,你看看我、我看看你,不明白发生了什么事情。美女们到哪儿去了呢?专家告诉人们:这是全息立体影像,刚才是一次高科技的误会。

科技造就未来。现代电视技术正朝数字化、高清晰化、立体化三大方向发展。全息立体技术将颠覆传统观念,人类将进行一场视觉革命。

科技追求完美。立体电视是继数字电视后的一场重大革命,是从摄像到显像完全建立在光学技术、仿真技术、数字技术、计算机技术、网络技术和激光技术等先进技术上的一个整体系统。立体电视还未普及,就已经发展了三代。

目前,最先进的立体电视是全息立体电视。它采用全息摄像的三维立体电视技术,播放这种运用全息摄像技术制作的电视节目,可以从各个角度看立体电视,甚至围成一个圈看电视,每个人看见的影像都不一样。

智慧创造立体显示技术。全息影像技术最先应用到军事上,可虚拟一架战机、一艘战舰,甚至一个基地、一个战场,并不稀奇。目前,立体电视已经到了最后攻关阶段。立体电视将改变人们的欣赏方式,甚至思想。

科技创造神奇。人们已经看见立体卫星电视的曙光。