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空间探索是当代最具吸引力的探索活动之一,任何一个国家和民族,或多或少都会有向往星空的梦想,巴基斯坦也不例外。作为南亚大国,巴基斯坦幅员辽阔、人口众多,文化和宗教多样,经济发展不平衡,如何积极完善本国的航天工业体系,建设航天设施,利用航天技术解决发展过程中面临的各类困难,促进社会经济的发展、提升民族自豪感、增强国家安全性,是巴基斯坦航天届一直努力的方向。
一、航天管理和研究机构

提到一个国家的航天管理机构,一般统称航天局。事实上,由于各国发展历史不同,管理机构的实际名称也各有区别。比如,美国叫国家航空航天局(NASA)、英国叫航天局、法国叫国家空间研究中心(CNES),欧洲还有个多边合作组织欧空局(ESA)。在巴基斯坦,这个组织的名字比较长,称为巴基斯坦空间和上层大气研究组织(Space and Upper Atmosphere Research Commission,SUPARCO)。
SUPARCO前身可追溯至1961年成立的巴基斯坦原子能委员会PAEC。1957年10月4日,苏联发射了世界上第一颗人造卫星,1958年5月17日,毛*东泽**主席提出"我们也要搞人造卫星"。1961年成立的SUPARCO属于世界范围内成立较早的航天机构之一。1981年,SUPARCO正式分拆出成为独立机构,其主要职责是负责空间科学和空间技术的研发和和平利用,提升本国的航天技术能力,促进空间技术在社会经济发展中的应用。
SUPARCO总部位于卡拉奇,在拉合尔、伊斯兰堡、木尔坦、白沙瓦等地设有分支机构。除总部为,卡拉奇设有空间研究和应用中心、空间和大气科学研究所、遥感和地理信息国家中心、遥感卫星研发中心等机构,拉合尔设有通信卫星研发中心、卫星测控站、空间科学和应用分部,伊斯兰堡设有卫星数据接收站、平流层研究站和地磁研究站,木尔坦设有空间和大气研究站,白沙瓦设有空间应用和研究中心。
二、航天项目
(一)Rehbar系列探空火箭
Rehbar-1是巴基斯坦的第一个航天项目,其起源与NASA关系密切。1961年5月25日,时任美国总统肯尼迪宣布阿波罗计划,登月和返回是这一计划的核心两部分。而上层大气风场作为重要的空间环境参数,对航天器的飞行安全、再入精度等影响较大。美国科学家发现,印度洋是研究上层大气结构的最佳地点。巴基斯坦抓住这一机会,与NASA建立了合作伙伴关系,联合启动了上层大气探空火箭项目。
1962年6月7日,巴基斯坦的首发火箭Rehbar-1发射升空,飞行高度约130km。这一发射成功,使其成为继以色列和日本之后,亚洲第三个发射运载火箭的国家。Rehbar-1及其后续发射的探空火箭,为研究上层大气的风场切变和风场结构发挥了重要作用。这些研究数据,作为NASA基础信息的一部分,支撑了1969年7月20日美国登月计划的实现。

巴基斯坦首发火箭- Rehbar-1

巴基斯坦为纪念火箭发射发行的邮票
遗憾的是,受到冷战因素的影响,巴基斯坦的运载火箭发展让步于导弹*器武**研发。1991年美国因巴基斯坦发展核技术,制裁巴基斯坦,指责SUPARCO利用其运载火箭研制经验研发导弹。1993年,联合国以巴基斯坦违反导弹技术管制条例MTCR为由,制裁巴基斯坦。同年,美国以向巴基斯坦出口导弹技术为由,宣布对中国的商业发射进行制裁。随后,巴基斯坦又因导弹问题受到了两次制裁。受此影响,巴基斯坦的运载火箭发展步伐基本被打乱了。
(二)Badr系列卫星
Badr是一个距离麦加约120km的地名,公元624年穆罕默德在此亲自指挥了著名的Badr战争。SUPARCO选其作为卫星名字,主要是为了纪念这一事件。 Rehbar项目之后,SUPARCO一直致力于通信卫星的研发,卫星名称Paksat。虽然经过多年的准备,1984年时任巴基斯坦总统Zia-ul-Haq视察SUPARCO时,突然宣布由于预算限制终止了这一计划,很多科学家离开了SUPARCO。此后,SUPARCO转而开展Badr-1 试验卫星的研制工作。1986年,SUPARCO在卡拉奇和拉合尔分别建设了卫星地面站,用于Badr-1 卫星任务。
Badr-1卫星于1990年7月16日搭载中国的长征二号E运载火箭发射,是巴基斯坦的第一颗实验卫星。其实,这颗卫星原计划1986年使用美国的运载火箭发射,但因为1986年1月挑战者号航天飞机悲剧,造成美国的运载火箭发射计划推迟,才有了巴方和中国的合作。所谓实验卫星,一般目的是为了开展技术实验、积累工程经验。SUPARCO定义Badr-1的任务目标是:积累卫星研制的关键技术,为未来的卫星研制打造设施基础,验证其独立开发的卫星分析的在轨性能,开展两个地面站之间的语音和数据传输实验,演示数据存储转发技术,培养学术、科学和大众社会的使用卫星技术的兴趣。

巴基斯坦的第一颗卫星

中巴航天科技人员在发射火箭前的合影
Badr-1卫星的发射,使得巴基斯坦称为穆斯林世界第一个、南亚地区继印度之后第二个具备卫星研制能力的国家。卫星重50公斤,呈26面体,设计寿命6个月,每天过境巴基斯坦三到四次,每次4一6分钟。
这个卫星的样子看起来是不是有些熟悉?对,外观、重量、作用上和苏联的Sputnik伴侣号、中国的东方红一号卫星非常像。这也是在特定的工业基础条件下,一个国家探索研制第一颗卫星的普遍道路。
这颗卫星是在拉合尔的卫星研发中心进行设计的。1975年巴基斯坦的邻居印度成功发射第一颗卫星,1979年巴基斯坦提出"我们也要搞人造卫星",并派出工程师参与英国萨瑞大学空间中心1984年发射的UO-11卫星的研制培训。随后,这些工程师回国,在SUPARCO的领导下,参与了卫星的研制工作。 2001年,SUPARCO发射了BADR-2遥感卫星。该卫星由SUPARCO和英国SIL 公司(Space Innovations Limited)联合研制,SIL提供了平台技术。卫星重量约68kg,分辨率250m,设计寿命2年。
(三)通信卫星
巴基斯坦自研通信卫星项目终止后,如何保证国际电联ITU分配给其的轨位资源优先使用权,成为SUPARCO急需解决的问题之一。2002年,巴基斯坦通过一个短期的应急方案解决了这一问题,即从美国休斯卫星公司手中购买了一颗失效的卫星,变轨到该轨道位置,从而成功占用了该归位。这颗卫星原本是休斯公司为印尼研制的,但发射升空后因电池故障而失效。这颗卫星,巴基斯坦称为Paksat-1。
9年后,2011年的8月15日,中国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,将巴基斯坦通信卫星1R(Paksat-1R)成功送入预定轨道。这是中国首次向亚洲用户以"在轨交付"方式出口卫星,也是我国今年首次为国际用户提供商业卫星出口服务。卫星名称里面的R是替代的意思,从名称上就可以看出这颗卫星是Paksat-1卫星的接替星。

Paksat-1R卫星在轨工作示意
Paksat-1R项目由中国长城工业集团有限公司总承,卫星由中国空间技术研究院研制,设计寿命15年,定点于东经38°,采用东方红四号卫星平台,星上装载有2个频段30路转发器和3副天线,卫星波束覆盖南亚、中东、东部非洲地区以及欧洲部分城市和地区,主要用以满足巴基斯坦在电信、广播、宽带多媒体服务等领域的通信需求。SUPARCO时任主席Ahmed Bilal日前称, Paksat-1R的成功发射不仅是使巴基斯坦梦想成真,还证明巴科学家和工程师已经掌握包括空间科学在内的尖端技术、知识和能力。Bilal称,该枚通讯卫星的发射对SUPARCO而言是历史性事件,巴科学家和工程师在卫星设计和制造的各个环节获取了第一手直接经验,该枚卫星多个部件由SUPARCO完全自主制造完成。


Paksat-1R卫星发射

巴总理参观巴基斯坦通信卫星1R地面站
为了进一步提升巴基斯坦的卫星通信能力,SUPARCO启动了巴基斯坦多任务通信卫星Paksat-MM1任务。 2018年 3月22日,在时任巴基斯坦计划改革和发展部长阿桑·伊克巴尔和中国驻巴基斯坦大使姚敬的见证下,中国长城工业集团有限公司董事长刘强与SUPARCO主管副局长沙基尔·扎希德在伊斯兰堡正式签署了《巴基斯坦过渡通信卫星项目合同》。Paksat-MM1项目与Paksat-1项目类似,实际上分成两大部分实施。一是租借原位于122°E的亚洲四号通信卫星,提前开展相关业务,锁定市场份额,为后续项目的签约打下良好基础。这颗卫星由波音公司研制,于2003年发射,设计寿命15年。重新定轨后的卫星称为Paksat-MM1,可覆盖巴基斯坦全境及其周边地区,星上转发器将向巴基斯坦提供直播卫星电视、宽带数据传输和应急通信服务,将造福巴基斯坦人民,有利于巴基斯坦经济可持续发展和社会进步,也可为"一带一路"和中巴经济走廊提供空间信息服务。可以预见,后续巴方将采购一颗中国新研的通信卫星,接替当前在轨的Paksat-MM1。

Paksat-MM1(亚洲四号)卫星在轨示意

中巴双方卫星合作签约仪式
(四)遥感卫星
SUPARCO在加快通信卫星建设的同时,一直也积极关注着遥感卫星系统的建设工作。其一方面积极开展微小卫星的研制工作,另一方面也在积极探索采购商业遥感卫星。2016年4月,还是中国长城工业集团有限公司,与SUPARCO签署了巴基斯坦遥感卫星一号PRSS-1遥感卫星项目合同。

PRSS-1卫星示意
2年后, 2018年7月,PRSS-1卫星成功发射。卫星由中国航天科技集团有限公司所属中国空间技术研究院航天东方红卫星有限公司研制,采用CAST2000卫星平台,整星重量约1000kg,搭载两台分辨率优于1m/4m全色/多光谱相机,两台相机成像拼接后的幅宽超过60km。

吊装过程中的PRSS-1卫星
卫星研制过程中,中方还对巴方的80多名工程师进行了卫星系统、地面应用和卫星操作等知识的培训。可以预见,这些参与培训等工程师,将成为中巴航天技术交流等使者,将中国的航天技术和管理理念带回巴基斯坦,促进中巴两国未来在航天领域开展更多的合作。

中巴工程师与卫星合影

参加研制的部分中巴工程师合影

PRSS-1卫星发射场转运

地面站落成揭幕合影
卫星获取的遥感信息可广泛应用于巴基斯坦的国土资源普查、环境保护、灾害监测和管理、农作物估产和城市规划等领域,将对巴基斯坦发展国民经济、改善人民生活、促进社会进步等发挥积极作用,也将为中巴经济走廊和"一带一路"建设提供空间遥感信息服务。
三、未来规划
2011年7月,巴基斯坦空间计划2040获批准。根据这一计划,2040年前,巴基斯坦未来将发射5颗GEO轨道卫星和6颗LEO轨道卫星。2011年8月发射的PakSat-1R是这一计划的首颗卫星。
得益于中国和巴基斯坦之间的坚实合作关系,中巴双方的航天合作也异常紧密。 2012年6月7日,在中巴两国领导人的见证下,中巴双方共同签署了《2012-2020 年中国国家航天局与巴基斯坦空间和外大气层研究委员会航天合作大纲》。合作大纲结合两国航天发展规划,围绕两国民用航天开展合作,确定了中巴两国在2020年前航天合作的行动指南。
2017年12月7日,巴基斯坦空军司令宣布,巴基斯坦将在中国的支持下开展航天员培训。
2018年5月14日,巴基斯坦政府宣布,将建设巴基斯坦航天中心( Pakistan Space Centre,PSC),牵头实施在国内卫星的研制工作。该中心将研制亚米级遥感卫星PRSS-02和巴基斯坦导航卫星系统(Pakistan Navigation Satellite System ,PakNav)作为首要任务。
2018年11月4日,中华人民共和国和巴基斯坦伊斯兰共和国关于加强中巴全天候战略合作伙伴关系、打造新时代更紧密中巴命运共同体的联合声明,提出双方将进一步加强空间技术应用领域合作,在载人航天领域内的合作,中国载人航天工程办公室和巴基斯坦空间和外大气层研究委员会将就合作签署框架协定。
可以说,巴基斯坦发展航天的势头不减,在与中方的全面合作中,已经逐步覆盖了通信、遥感、导航、载人航天等主要领域,其自身的航天基础设施和研制能力也在不断完善提高,正在逐步向航天大国迈进。
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