数据中继卫星

1964年，美国航天测控专家M.马尔科姆^[注]提出“在轨跟踪与数据接收站”的设想，即利用地球同步轨道卫星的转发功能进行数据传输和测控的概念。需要中继信息的卫星通过轨道间联络将数据传输给地球静止轨道中继卫星，再由中继卫星传回地面。通常将地球站经数据中继卫星至航天器方向的通信线路称为前向链路；反之，从用户航天器经数据中继卫星至地球站方向的通信线路称为返向链路。建立一套覆盖全球的数据中继系统，需要在适当的轨道位置上至少部署三颗地球同步轨道中继卫星，这样就可达到低地球轨道近100%的轨道覆盖率。

数据中继卫星的主要用途包括：①为载人航天器提供跟踪、测控以及数据中继服务。②为各类中低轨道遥感卫星提供跟踪、测控以及数据中继服务。③为各类航天发射提供全程测控支持。④为特殊用途的飞机或其他飞行器提供测控和高速率数据中继服务。⑤为地面特殊用户提供应急通信服务。跟踪与数据中继卫星

美国、俄罗斯、欧洲、日本、中国相继建设了数据中继卫星系统。美国从1976年开始部署军用“卫星数据系统”（SDS）起，已发展三代。1983年美国“挑战者”号航天飞机发射了“跟踪与数据中继卫星”。2000年6月起由“宇宙神”IIA运载火箭开始发射美国第二代“跟踪和数据中继卫星”。2013年起由“宇宙神”V运载火箭开始发射美国第三代“跟踪与数据中继卫星”。俄罗斯从1985年开始，研制了两代民用和军用中继卫星。1985年10月,俄罗斯采用“质子”K运载火箭发射第一代“射线”号卫星（全称“射线”通信和数据中继卫星）。2011年11月起，俄罗斯采用“质子”M运载火箭开始发射第二代“射线”号卫星。俄罗斯也建设了军用的数据中继卫星系统，第一代为“急流”号卫星，第二代为“鱼叉”号卫星。欧洲采用于2001年7月，采用“阿里安”V运载火箭发射“阿蒂米斯”号卫星（全称“阿蒂米斯”数据中继与技术试验卫星），开展了微波与激光的数据中继技术验证，并制定了发展“欧洲数据中继卫星”计划。2016年1月，“欧洲数据中继卫星”A号搭载在“欧洲通信卫星”9B号上发射。日本于2002年9月采用H2A运载火箭成功发射“数据中继和跟踪卫星”（DRTS），主要用于目标卫星和地面站之间的数据中继试验。中国于2008年4月采用“长征”3号丙运载火箭发射第一代数据中继卫星——“天链”1号卫星。2018年5月中国在西昌卫星发射中心由“长征”4号丙运载火箭发射了世界上第一颗月球数据中继卫星——“鹊桥”号月球中继星。

数据中继卫星从根本上解决了中、低轨用户测控、数据传输的高覆盖率问题，提高了各类卫星使用效益和应急能力，具有很高的经济效益和综合效益。未来将应用更高的通信频率或激光通信，进一步扩大通信传输容量。另一方面通过搭载中继终端的方式降低运营成本。