曾翔龙

小彬和彤彤参加了世界航天署的航天活动，而他们的同班同学双胞胎兄妹华华和夏夏的寒假科学实践活动则选择跟随航天实验室的阿T博士专门研究各种类型的卫星。在卫星之旅开始前，阿T博士问他们：“你们知道什么是卫星吗？”华华抢答道：“围绕恒星旋转的就叫作卫星！”“错错错，围绕恒星旋转的是行星，围绕行星旋转的才是卫星！”夏夏赶快纠正了华华。阿T博士听后点了点头，微笑着对他们说：“我们这趟卫星之旅，探秘的可不是你们所说的这种‘天然卫星，而是号称人类太空之眼的‘人造卫星！这可是迄今为止数量最多的一类航天器。”听到这里，夏夏问：“那么人造卫星是如何进入太空的呢？”阿T博士回答：“人造卫星是‘乘坐太空飞行载具如运载火箭、航天飞机等进入太空的，像天然卫星一样环绕地球或其他行星运行。”“那我们这次要见的是哪一种卫星呢？”华华迫不及待地问道。阿T博士故作神秘地说：“暂时保密！”

拜会太空邮局局长

飞船载着三人来到了宇宙之中。透过舷窗，华华和夏夏看到了各种各样的天体，当然还有飘浮着的“垃圾”。哪个才是此行要拜访的神秘大咖？兄妹倆一脸疑惑地痴望着窗外的星辰。阿T博士仿佛看出了兄妹俩的疑惑：“别急，我们要拜访的大咖一般住在很高的地方。”又飞了很久，他们老远便看到一个奇怪的“胖子”，它一会儿朝着一个方向听着什么，一会儿又朝着另一个方向喊着什么，可忙碌呢！走下飞船，阿T博士迫不及待地给他俩介绍：“这是东方红先生，是这一片天区的邮局局长，专门负责传送地面的各种无线电信号。华华感叹道：“太空还有邮差？”东方红先生哈哈大笑起来。阿T博士解释道：“太空邮差就是一颗颗通信卫星呀，它们在太空中为地面上的人类传递信息，是不是就像从前送信的邮差一样！1945年2月，有位叫作亚瑟·C.克拉克的人给《无线世界》杂志写了一封信，提出了利用卫星通信的构想。同年10月，克拉克在《无线世界》发表了一篇文章，进一步充实了卫星通信理论。不到十年之后，美国海军实施了一个名为“月球中继通信”的计划，该计划使用月球作为天然的通信卫星，旨在提供一种安全可靠的无线电通信，这算是卫星通信最初的构想了。世界上第一颗人造地球卫星是苏联的斯普特尼克1号，该卫星于1957年10月4日发射入轨。这么说起来，东方红先生算是晚辈了。”说罢，阿T博士又对东方红先生说：“这两个小家伙的科学实践项目选择的是探究卫星，所以我就带他们来看看你平时都在做些什么工作。”东方红笑着对兄妹俩说：“阿T博士说得没错，我们这个家族学名叫通信卫星，通信卫星作为无线电通信的中继站，就像一个国际信使。我们每天都要收集来自地面的各种‘信件，然后再将‘信件准确地投递到另一个地方的用户手中。”华华说：“在课堂上老师好像讲过东方红一号——我们中国的第一颗人造地球卫星。”东方红点点头：“没错，它是我的祖爷爷，它那时的功能只是以20.09MHz的频率向地面发送《东方红》乐曲，所以还不能称之为真正意义上的通信卫星。1984年出生的重441千克的东方红二号三兄弟，才让我们国家真正开始进入卫星通信时代。”阿T博士转过头来小声对兄妹俩说：“通信卫星造价很高，但由于它们能传输大量的信息，可以免除地面中继站之间架设线路的费用，因此对于长距离的传输来说仍是最有效也最省钱的方法。一颗通信卫星就能覆盖广阔的地域，三颗通信卫星基本上能够覆盖全球。”“好厉害呀！”华华、夏夏拍手叫道。

紧急救援

突然，东方红接到命令，我国渔民在黄海海域遭遇风暴，需要和地面救援部门通话，要求立刻进行支援。阿T博士立刻拿出他随身携带的“万能放大镜”对着事发地点不断查找遇险渔船……终于，他们发现了风暴中的渔船，从太空中看渔船小极了，就像树叶一样在巨浪中荡来荡去。阿T博士将万能放大镜的倍率不断提升，直至看到船舱驾驶室，华华和夏夏看到船长在焦急地拨打着卫星电话，不过好像怎么也打不通。“咦，他为什么不用手机呢？”夏夏疑惑地问。阿T博士说：“手机通信需要基站，而海上可没办法架设基站，即使有一些小岛，也根本无法覆盖这么大的面积。只有把基站架到地球之外，就像东方红先生所在的这个位置（距地面约36000千米），才有可能为这么大片海域提供通信信号。”“这么说，东方红先生就是那个基站？”夏夏问道。“是呀，我们可以称东方红先生为邮局局长，也可以称它为太空基站……反正都是传送信息的。”华华补充道。

说完，大家转头看向东方红先生，它正忙碌地调试着什么。华华看着放大镜中的渔船陕要被海浪掀翻了，着急地大喊道：“先生，快点呀！浪越来越大，船要翻了！”就在这千钧一发之际，东方红先生比画了一个“OK”的手势，信号连通了！华华和夏夏赶紧把目光又投回渔船，果然船长的卫星电话接通了，船长通过卫星电话向东方红先生发出了求救信息，他报告了船上的情况、风浪的级别、船所在的具体位置。东方红先生收到后，立刻向地面的救援中心传送了船长发来的信息。不一会儿，地面救援中心就派来了救援直升机，船上的船员全部获救！

惊险过后

华华、夏夏正为船员们得救而雀跃不已，突然看到一边的东方红先生汗珠儿一大把。夏夏掏出手帕说：“先生，我给您擦擦汗吧，您真是太辛苦了。”东方红先生说：“这样的事情其实经常发生，不仅海上，沙漠和山区这些基站稀少的地方也非常需要我来中转信号。对了，地震、海啸、台风等自然灾害发生时，地面基站一旦损坏，也需要我挺身而出。我不但可以传送语音信号，还可以传送图像信号，可以将灾区的情况快速传送给救援部门。”华华、夏夏一边连连发出赞叹，一边拿着笔记本快速记录着。阿T博士对兄妹俩解释说：“对通信卫星来说，最重要也最有历史意义的应用是远距离电话服务。来自陆地的电话信号通过固定的公共电话交换网传送到通信地面站，再从地面站发到地球静止轨道卫星上去。同样，下行信号的传播路径也是如此。20世纪末，随着海底电缆的发展，人们越来越多地使用光纤通信，这也在一定程度上减少了使用固定地面站进行卫星通信的用户。目前，在一些没有海底电缆的遥远岛屿上仍在使用卫星电话。”

华华、夏夏听得津津有味，阿T博士接着说：“东方红先生是第四代东方红卫星，是第四代通信平台的大哥，体重大约有5100千克，它是2006年从西昌卫星发射中心踏上工作岗位的，当年它的兄弟还有出国前往尼日利亚和委内瑞拉工作的，算是第一批走出国门的卫星了。新一代高通量卫星很快就会搭乘‘胖五火箭踏上工作岗位，接替它的工作。”正说着，东方红先生又接到卫星电视直播的任务，看着忙碌的东方红先生，阿T博士和兄妹倆不忍再打扰，兄妹俩临走前恋恋不舍地拥抱着东方红先生。

阿T博士拉着兄妹俩跟东方红先生告别后，走进了飞船。华华问：“博士，我们还没听够呢！”阿T博士一脸无奈地说：“没听够，我来给你们讲吧，不能再打扰东方红先生了，要不电视转播画面该中断了！其实，通信卫星一般采用地球同步轨道，卫星在这条轨道上以每秒3075米的速度自西向东绕地球旋转，绕地球一周的时间为23小时56分4秒，恰与地球自转一周的时间相等。因此从地面上看，卫星像挂在天上不动似的。这样一来，地面接收站的工作就方便多了，它们只需要将天线固定对准卫星即可昼夜不间断地进行通信。你们记得我刚才说三颗通信卫星就能差不多覆盖全球吗？其实，更准确地说，三颗位于赤道上空的静止轨道卫星才能够覆盖地球除南北极之外的全部区域。这些通信卫星作为地球静止轨道卫星，必须位于赤道上空，因此，当地面站的位置远离赤道时，卫星视线就会低于地平线。在高纬度地区，通信会由此受到影响并会产生多路径干扰问题（多路径干扰类似于回声的现象，在接收机收到从卫星直接发射的信号的同时，它也接收到由其他物体反射的卫星信号，比如信号在地面接收站天线和地面之间来回反射）。因此，除了地球同步轨道的通信卫星外，还有距离地球表面较近，轨道高度为2000千米到35 786千米的中地球轨道通信卫星和低于中地球轨道，距地球表面大约160千米到2000千米的低地球轨道通信卫星。当卫星收听到从一个地面站发来的微弱无线电信号后，会自动把它变成大功率信号，然后传送到另一个地面站，或当超出该卫星的通信范围后，将信号协同发送给另一颗通信卫星兄弟，再发到地球另一侧的地面站上，这时我们就能收到来自很远的地方发出的信号了。”

华华看看还在认真记笔记的夏夏，忍不住笑着说：“到达下一站的时间不要太长哟，要不然博士一路讲，你一路记，咱们这个卫星探究报告连起来就能绕地球一圈啦！”飞船在大家的笑声中，穿梭于黑暗之中……