实践20号卫星打高3.2万公里，直接进奔月轨道，目的不同寻常

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经过9天飞行7次变轨之后，由长征五号遥三运载火箭发射升空的实践-20号卫星成功定点于东经105.5°的地球同步轨道，这标志着全球最大地球同步轨道卫星平台东方红五号首战告捷，是我国迈向航天强国的重要标志。

实践-20号卫星成功定点预定轨道

刚刚迈入的2020年恰好也是我国东方红一号卫星发射入轨50周年的重要时刻，中国航天用半个世纪时间走出了一条苦难辉煌之路。

东方红一号是我国卫星事业的拓荒者，东方红二号实现地球同步轨道通信卫星零突破，东方红三号与国际先进水平望其项背，东方红四号则部分实现与国际先进水平的并跑发展，如今基于东方红五号平台研制的实践-20号卫星成功入轨意味着我们打赢了一场最为彻底的翻身仗，因为它的先进程度已经问鼎世界巅峰。

东五平台星箭分离测试

“世界先进水平”与“世界领先水平”是我们常用来表述国产装备先进层次的两个词语，前者的言外之意是指与世界最强水平持平，而后者则意味着超越世界最强，实践-20号的高频词就是“世界领先水平”。

实践-20号的领先主要体现在两大方面，一个是东方红五号卫星平台，另一个就是该卫星携带的Q/V频段甚高通量通信载荷、激光通信、深冷回路等十多项具有国际领先水平的先进载荷。

东五平台由一群年龄三十出头的年轻人打造

东方红五号卫星平台最大重量在8至9吨区间，这是世界最大体量的地球同步轨道卫星平台，卫星越大意味着携带载荷越多，实现的功能就越多越强大，然而卫星造大却是一件极为艰难的事情。

首先卫星越大意味着供电需求更大，为此空间技术研究院为东方红五号研制了一种二次二维展开的大尺寸太阳能电池翼，其展开长度甚至比波音737客机翼展还要宽10米。

东五平台二次二维展开太阳能电池翼

再者，东方红五号是一款部署在距离地球约3.6万公里地球同步轨道的高轨卫星平台，其承受的宇宙射线与太阳耀斑辐射剂量要远远高于近地轨道卫星，对卫星平台抗辐射性能提出了更高要求。

东方红五号平台采用了双动力系统，其中就包括LIPS-300五千瓦多模式离子电推发动机。相较于传统液体燃料发动机，电推发动机消耗燃料工质更少，且比冲更高，特别适合卫星轨道维持机动，以及航天器深空机动，该发动机也将是我国小行星探测器优选动力。

国产电推发动机

东方红系列是公用卫星平台，通信卫星只是此类平台的应用领域之一。话说自东方红三号以来这个卫星家族就与嫦娥探月工程结下了不解之缘，嫦娥一号、嫦娥二号、嫦娥五号T1试验器共三次探月任务全部基于东方红三号卫星平台，如今基于东方红五号卫星平台的实践-20号同样如此。

我国以往发射地球同步轨道卫星，往往选择远地点低于3.6万公里的地球同步转移轨道，而实践-20号刚一入轨就进入到远地点6.8万公里的超地球同步轨道，比预定轨道整整高出了3.2万公里，这究竟是为什么呢？

实践-20号星箭分离

长征五号遥三运载火箭地球同步转移轨道运力为14吨，而实践-20号是8吨级，按部就班走地球同步转移轨道完全可以正常入轨。

当时笔者就考虑实践-20号进入6.8万公里超地球同步轨道很可能是为今年第四季度发射嫦娥五号进行高轨发射验证，因为嫦娥五号与实践-20号同为8吨级高轨航天器，所搭乘火箭又都是长征五号。

此前笔者与朋友的讨论

果不其然，实践-20号进入预定轨道当天（2020年1月5日）航天科技集团五院通信卫星事业部总体室主任蔡亚星就证实了我的猜测，据他介绍本次入轨的初始轨道就是地月转移轨道（奔月轨道），验证嫦娥五号奔月轨道本就是此次发射的任务之一。超地球同步轨道还有一个好处就是相较于由低轨向高轨爬升的地球同步转移轨道更节省卫星燃料，有利于提高卫星在轨寿命。

由此不得不感慨中国航天的精打细算与过硬实力，用一次发射既验证了长征五号大火箭技术可靠性，又发射了具有里程碑意义的东方红五号卫星平台，同时还验证了嫦娥五号奔月轨道，可以说是一箭三雕。

一次发射实现三大战略目标

在连续两年摘得全球航天发射榜冠军之后，今年中国航天将继续超级模式，仅航天科技集团一家就将刷新我国40+火箭发射纪录，这还没有算上航天科工集团与民营航天，全部加起来我国2020年发射次数将超过50次。

长征五号B、长征七号甲、长征八号三款新型运载火箭将在今年首飞，新一代载人飞船试验船、火星一号探测器也都将在今年首飞，其中最令人瞩目的当属嫦娥五号月球采样返回任务。

嫦娥-5号月球采样飞船

此前受困于长征五号遥二火箭发射失利，嫦娥五号发射日期从2017年一路推迟至2020年，从这里也可以看出月球采样返回任务的艰难性。回顾历史放眼世界，能实施月球采样返回任务的国家此前只有两家，一个是曾经实施阿波罗载人登月计划的美国，另一个就是已经作古的苏联。

随着长征五号遥三运载火箭圆满复飞，嫦娥五号任务也已经进入快车道，今年第四季度它将搭乘长征五号遥四运载火箭自海南文昌航天发射场升空。重达8吨的嫦娥五号将刷新人类无人月球采样返回任务新纪录，携带月壤重量将至少是苏联所有月球采样返回任务的12倍！

嫦娥-5号返回器

嫦娥五号将构筑人类探月技术新高峰，8吨级飞船重量虽弱于阿波罗载人登月飞船的45吨，然而麻雀虽小五脏俱全，轨道器、返回器、着陆器、上升器，阿波罗飞船有的嫦娥五号全都有，同样要执行38万公里轨道距离的月球轨道交会对接任务，然而嫦娥五号是无人操作，智能化、自动化水平远超阿波罗飞船。

嫦娥五号着陆器（下）与上升器（上）

嫦娥五号更是苏联月球-16、月球-20两艘无人月球采样飞船难以企及的高度，后者不仅携带月壤重量远逊于嫦娥五号，自动化水平更是落后几个数量级。苏联月球采样飞船仅由着陆舱与上升器组成，根本不涉及月球轨道交会对接。

月球-16与月球-20两艘飞船的月面起飞段有返回舱、以及供飞船返回地球的燃料死重，因此携带月壤重量受到极大限制，这是因为苏联自始至终都没有掌握月球轨道交会对接技术，所以不得不选择落后的月面直接起飞返回地球方案。

嫦娥-5号上升器月面起飞

嫦娥五号整个运行过程将经历：火箭地面起飞、星箭分离、地月轨道转移、轨反组合体与登月段分离、月面着陆、机械臂采样、月面起飞、月球轨道交会对接、轨反组合体与上升器分离、月地轨道转移、返回舱分离、再入地球大气层共12个关键步骤，这将是人类迄今为止技术最为尖端的无人登月飞船。

嫦娥-5号上升器与轨反组合体月球轨道对接

嫦娥五号任务的实施具有世界性战略意义，它代表着两大超越，不仅超越了苏联无人探月，更超越了阿波罗登月飞船的技术局限。随着921新一代载人重型火箭渐入佳境，以嫦娥五号为起点的我国新一轮载人登月计划必将再次刷新人类征战太空的新纪录。