航天飞机逃生系统

卫星各显神通

夜深了，一位年轻姑娘独自走在黑暗的街道上。突然，一个幽暗的人影向她走来，眼看一场拦路抢劫就要发生！姑娘迅速将手揣进衣袋里，手指按在里面一个小装置的按键上。片刻之后，警察的巡逻车赶到现场，罪犯被逮捕了，姑娘得救了。那么，是什么使姑娘幸免于难呢？原来是在姑娘头上36 000千米高空上盘旋着的一颗卫星，人们亲切地称它“保镖”卫星。

美国普林斯顿的物理学家杰拉德 · 奥尼尔研制的这种卫星系统是由三颗卫星组成，这三颗卫星始终翱翔在地面固定位置上空的静止轨道上。地面上发送信息的人，有一个像电子计算器大小的以电池作为能源的收发两用机相配合。

上面说的姑娘就是把信息输入收发两用机里，发送到卫星上去的。卫星在收到信息以后就对地面进行扫描，依靠收发两用机发出的定位器信号，向地面发送信息。这种信息是经过设在地面的一台超级电子计算机处理，然后就被传输到最近的警察局。超级电子计算机能在几微秒的时间内处理完信息。

这种地球卫星还可以用来报告火灾、车辆和医疗救急。在许多这样的场合下，发送信息的人应当头脑清醒。如果由于健康原因你不能发出信息也不要紧，可以在收发两用机上附上一个能够识别你心跳、血液化学成分等的传感器代你发出信息。如果有人敢于谎报军情，卫星上有许多内设的保险装置，能够阻止这种恶作剧。因为每一个发送信息的人都有自己的识别代码，他在发出警报时不可能不暴露自己的代码和位置。地球卫星根据你的准确位置（误差只有1—1.2米），不仅能阻止报告假的遇险信号，而且还能防止收发两用机本身被盗。对奥尼系统，强盗可能干的最傻的事情就是，他偷了收发两用机以后自己又使用它。

这种卫星系统并不是旨在使人同卫星进行直接联系的唯一的通讯工具。在美国宾夕法尼亚州，莫比尔卫星公司正在设计一个围绕轨道运转的系统，使人能够跟踪火车和货车的活动，同时，向边远的农村提供可靠的卫星电话服务。

除了“保镖卫星”，还有一种救人脱离苦难的卫星。

航海失事得不到及时的救援，与航海缺少可靠的、高效的通信手段有关。自1899年轮船上开始安装无线电通信设备以来，船与岸上的联系主要依靠短波通信。因为短波是靠电离层折射而传播的，所以受天气变化的影响较大，通信中断几小时乃至几天是常有的事。短波波段的频带较窄。随着远洋航海事业的发展，海事通信日益频繁，短波波段的通信频率十分拥挤，极易相互干扰。一份普通的莫尔斯码电报，通常需要6—8小时以后才能收到，远远不能满足海上失事救援、船舶指挥调度以及提高运输效率的需要。

20世纪60年代初，利用人造卫星进行洲际通信试验成功，这就为发展海事卫星通信创造了条件。利用人造卫星作为中继站的微波通信，具有作用距离远、通信容量大、可靠性高和成本低等优点。

1982年9月9日，加拿大一架乘坐了人的小飞机突然与地面失去联系，在不列颠哥伦比亚省东北部上空消失。营救部门随即开始了紧急的搜索营救活动。但是，这一地区山高林密，道路崎岖，利用现有的营救手段成功的可能性极小。

出人意料的是，苏联的试验型营救卫星“宇宙－1383号”发挥了作用，它是1982年6月30日发射的，按例行轨道运行，9月10日刚好飞越这个地区上空，清晰地接收到了小飞机上应急定位信标机发出的呼救信号。卫星立即把这一信息发送给安大略省特伦顿卫星搜索营救控制中心。经电子计算机处理，算出了飞机遇难的精确位置，控制中心立刻把这些数据传输给不列颠哥伦比亚省的维多利亚。载有营救设备和人员的“火牛”运输机，根据卫星提供的位置数据，迅速从该省的科莫克斯飞往出事地点，很快就发现了小飞机残骸，及时营救了包括飞机驾驶员、副驾驶员在内的3名受重伤的遇险者。

利用人造卫星救难，这还是第一次。迄今，世界上所使用的营救手段，主要是飞机和地面站。它所接收到飞机、舰船上应急定位信标机发出的呼救信号，随即组织营救。由于受视距的限制，飞机的搜索区域或地面站的接收范围不可能很大，特别是一些边远荒野地带，飞机在那里失事后，更不容易被发现。用飞机搜索营救费时费钱，成功率很低。据有关资料统计，全世界每年遇难的舰船约350艘。如何准确记录飞机、舰船遇难的时间，确定其出事的地点，多年来一直是个棘手的问题。

随着航天技术的发展，人们自然会想到利用卫星进行搜索营救的可能性。营救卫星系统主要由卫星和地面站两部分组成。卫星部分包括天线、接收机、信息处理机和转发器。地面站部分包括2—3米直径的接收天线和数据处理设备。卫星采用近圆形的极地轨道，轨道平面经过地球的南极和北极两地区，轨道高度为800—1 000千米。地球是从西向东自转的，所以一颗卫星每12小时就能绕地球一周。一旦它“监听”到飞机、舰船发出的呼救信号（频率为121.5、243、406兆赫），立即转发给地面接收站。如果卫星不在地面站接收范围上空它可把信号记录在磁带上，待飞经地面站上空时再把信号转发下来。

国际海事卫星组织于1979年7月宣告成立，总部设在伦敦。我国也是成员国之一。国际海事卫星组织的第一代海事卫星通信系统的目标是：凡是在南、北纬75度线之间海域内航行的船只，都能进行24小时的连续通信；自动迅速地与国内或国际通信网接通，使船只能同岸上的任何地点直接挂电话，发电报、传真和传输数据；有专用的应急通信线路，船只遇险时，一按电钮就能发出呼救信号；能向航行中的船只播送气象预报、海流情况和导航数据等资料。海事卫星通信网的建成，对于加强商船的调度管理，提高海上的运输效率，以及组织营救失事船只等都有重要意义。除了商船外，海上钻井船、海上采油平台以及远洋考察船等，都可以利用海事卫星同岸上进行通信联系，特别是可以迅速地把大量海洋探测数据传输到岸上的研究中心进行分析处理，以提高海洋资源勘测和开发的效率。

作为长期规划，国际海事卫星组织还打算发展第二代海事卫星系统。这个系统将由地球同步轨道卫星和极地轨道卫星组成，使包括南、北极在内的全球水域上的船只都能与岸上通信，并能观测气象，提供气象资料，帮助船只导航定位，实现通信、气象、导航三位一体。系统的服务对象，也将从海面的船只扩大到空中的飞机，陆上的长途车辆，直至所有的活动目标。