亚洲3号

定义

亚洲3号是香港亚洲卫星有限公司向休斯空间与通信公司订购的一颗商用静止轨道通信卫星，卫星采用 HS-601HP 高功率平台，本体稳定方式为三轴稳定，计划定点于东经 105.5 度的轨道位置^[1][2]。按设计，它主要承担亚洲、中东、大洋洲及独联体地区的电视节目分发和电信业务^[3]。

该星设计装载 28 台 C 波段转发器和 16 台 Ku 波段转发器，C 波段转发器配 55 瓦行波管放大器，Ku 波段转发器配 138 瓦行波管放大器；整星依靠两副对日跟踪的四板太阳翼供电，输出功率可达 9.9 千瓦，在地影期间由镍氢蓄电池供电^[1]。卫星发射质量约 3 465 千克，设计寿命 15 年^[2]。

由于发射故障，这颗卫星最终没有在预定轨位投入使用，但其依靠月球引力完成轨道转移的过程，成为航天器轨道设计中被反复引用的案例^[2]。

原理

通信卫星的工作方式是把地面站上行的信号经转发器变频、放大后向覆盖区下行。亚洲3号属于弯管式透明转发卫星，星上不进行解调与再调制，因此同一覆盖区内的用户可以直接通过转发器组网。C 波段波长较长，受降雨衰减影响小，适合覆盖范围广、气候条件复杂的区域；Ku 波段频率较高，可用带宽大，但需要更高的发射功率和更窄的波束^[1]。

卫星的覆盖能力由天线决定。亚洲3号装有两副直径 107 英寸的格里高利赋形天线，其中 C 波段天线位于星体东侧，用于覆盖亚洲与大洋洲的广大区域；Ku 波段天线位于西侧，用于对东亚的集中覆盖。南亚方向另由一面直径 50 英寸的双栅赋形反射器负责，星体对地面还装有直径 40 英寸的可转动 Ku 波段点波束天线，可在其可见地球范围内对任意约 5 度范围的目标区定向照射^[1]。

静止轨道卫星要长期停留在固定经度上，必须定期进行位置保持。亚洲3号采用双组元推进系统完成轨道调整与位保，推进剂余量直接决定卫星的在轨寿命。卫星一旦入轨偏差过大，修正所耗推进剂会显著压缩可用寿命，这一约束也是后来轨道挽救方案选择的核心依据^[2]。

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A[地面上行站] --> B[C/Ku 波段接收天线]

B --> C[转发器: 变频与功率放大]

C --> D[赋形波束天线]

D --> E[覆盖区内用户终端]

发展历程

1996 年 2 月，亚洲卫星有限公司选定休斯空间与通信国际公司承建该星，合同同时包含运载火箭安排与地面站升级内容^[1]。卫星由休斯在加利福尼亚州埃尔塞贡多的设施完成总装，属 HS-601HP 型号^[3]。

原定 1997 年 12 月 23 日的发射因发射场 10 至 12 千米高空风速超过 30 米每秒、超出质子号允许上限而推迟，这是质子号服役 30 年间首次因气象原因推迟发射^[4]。12 月 24 日卫星在拜科努尔升空，火箭第四级本应工作 110 秒，实际仅工作约 1 至 2 秒即关机，卫星被留在倾角约 51 度的高椭圆轨道上，虽功能完好却无法直接定点^[5][2]。承保方随后按全损处理，卫星产权转给休斯全球服务公司，并改称 HGS-1，双方约定日后收益与保险方分成^[2]。

挽救方案由休斯方面设计并经专利保护，思路是先在近地点多次加速抬高远地点，使卫星接近月球轨道，再借助月球引力改变轨道面。1998 年 5 月 13 日卫星以距月面约 6 200 千米的距离首次掠过月球，同年 6 月 6 日又以约 34 300 千米的距离再次飞掠，随后用星上发动机继续调整，最终进入一条倾角数度的地球同步轨道^[2]。这一做法被视作首个商业卫星的月球近旁转向任务，也使卫星保住了约一半的设计寿命^[1]。

进入稳定轨道后，卫星按指令展开太阳翼，但两副中仅有一副顺利打开，星上相关机构未按预期工作，分析认为与转运阶段经历的、设计范围之外的温度交变有关^[1]。1999 年初，这颗卫星被泛美卫星公司收购并改称 PAS-22，随后获准漂移至西经 62 度附近工作，2002 年 7 月停止使用并进入墓地轨道^[2]。为填补原定轨位的空缺，亚洲卫星公司于 1998 年 3 月订购了同型替代星亚洲3S，后者于 1999 年 3 月 21 日由质子号成功发射^[1]。

应用

按设计用途，亚洲3号服务于亚太等地区的电视节目分发与电信传输，覆盖范围包括东亚、南亚、中东和大洋洲，可为电视台、电信运营商和企业专网提供转发器容量^[3]。其 Ku 波段设置了东亚、南亚与可移动三类波束，配合星上矩阵开关，转发器可在波束之间调度，信号也能实现以一个波束上行、另一个波束下行，从而提高容量在区域间的调配灵活性^[6]。

由于发射未能成功，上述业务实际由后续的亚洲3S承担。亚洲3S为亚洲3号的复制星，同样由休斯采用 HS-601HP 平台制造，装载 28 台 C 波段和 16 台 Ku 波段转发器，于 1999 年 5 月 8 日在东经 105.5 度轨位接替亚洲一号投入运行^[6]。

局限

亚洲3号的性能受制于静止轨道通信的固有条件。C 波段天线波束宽、覆盖广，但增益有限，用户终端需要较大的天线口径；Ku 波段虽可用带宽更大，却对降雨衰减更为敏感，覆盖边缘地区的链路余量需求更高^[1]。星上采用透明转发，不具备星上处理能力，链路质量与调制方式受地面设备制约。

发射故障暴露了运载环节的风险边界。第四级提前关机使卫星停留在大倾角高椭圆轨道，若不进行轨道面修正，卫星无法对固定区域连续覆盖。倾角修正所需的推进剂与卫星寿命直接冲突，取消倾角或以月球引力降低倾角都要付出时间或测控能力上的代价^[2]。

挽救行动本身也存在未能克服的问题。两次月球飞掠消耗了大部分推进剂，卫星最终只消除了约 40 度倾角，停留在有数度倾角的地球同步轨道而非严格的静止轨道，需要持续的位置与姿态维持^[2]。太阳翼仅展开一副，进一步限制了供电能力和可用载荷数量；卫星设计寿命 15 年，实际在轨使用约 4 年，2002 年 7 月退役^[2]。

参见

• 亚洲卫星有限公司 —— 亚洲3号的订购方与运营方。

• 地球同步轨道 —— 亚洲3号预定定点运行所依赖的轨道类型。

• 转发器 —— 通信卫星实现信号变频与放大的核心载荷。

• 质子号运载火箭 —— 执行亚洲3号发射任务的运载火箭。

• 月球近旁转向 —— 亚洲3号挽救过程中所用轨道机动技术的原理。

• 亚洲3S —— 亚洲3号的复制替代星，接替其在东经 105.5 度工作。