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作者：郭倩

來源：《中國航天報(bào)》20180404期

這些天，鴻雁星座將在今年全面啟動建設(shè)的新聞在不少人的微信朋友圈里“刷屏”。這個(gè)全球低軌衛(wèi)星星座通信系統(tǒng)，將在世界范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無縫隙全覆蓋，為全球用戶提供無所不在的窄帶語音和寬帶互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。也就是說，無論偏遠(yuǎn)山林、荒漠還是海上，地球上任何地點(diǎn)的任何人或者任何物體，都可以在任何時(shí)間實(shí)現(xiàn)信息互聯(lián)。

在鴻雁星座建設(shè)中，中國航天科技集團(tuán)有限公司五院西安分院承擔(dān)了衛(wèi)星有效載荷的研制工作以及天地系統(tǒng)的論證工作。近日，記者從五院西安分院了解到，鴻雁星座首發(fā)星項(xiàng)目已于2018年年初完成星地一體化系統(tǒng)和關(guān)鍵單機(jī)初步設(shè)計(jì)，進(jìn)入關(guān)鍵單機(jī)詳細(xì)設(shè)計(jì)階段。

多條腿并進(jìn)應(yīng)對快節(jié)奏

鴻雁星座初步計(jì)劃由54顆主星、300余顆從星(低軌小衛(wèi)星)及全球數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)處理中心組成，主體預(yù)計(jì)在2023年建成。短短幾年要完成300余顆衛(wèi)星組網(wǎng)，對衛(wèi)星研制而言，這種快節(jié)奏的挑戰(zhàn)是空前的，但也是全方位提升能力的機(jī)遇。

“這就要求衛(wèi)星有效載荷的研制與生產(chǎn)，要突破傳統(tǒng)的方式，做到快、智、廉,即快速、智能、低成本，同時(shí)還要長壽命運(yùn)行?！蔽靼卜衷河行лd荷總體部衛(wèi)星通信載荷總體室主任周穎說。

因此，衛(wèi)星有效載荷系統(tǒng)及單機(jī)的設(shè)計(jì)，要面向制造、面向批量化生產(chǎn)、面向成本進(jìn)行，同時(shí)有效載荷的設(shè)計(jì)、工藝、制造也要打破單向線性的流程，做到多條腿并進(jìn)，一起走路。

西安分院從2017年11月份開始進(jìn)行集中系統(tǒng)設(shè)計(jì)、單機(jī)設(shè)計(jì)其中工藝人員和物資經(jīng)理進(jìn)行集同設(shè)計(jì)，確保載荷系統(tǒng)設(shè)計(jì)和單機(jī)設(shè)計(jì)滿足相關(guān)需求。

要做到“快、智、廉”，一條重要且可行的思路就是將單機(jī)進(jìn)行模塊化、高集成設(shè)計(jì)。按照傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念，鴻雁星座的一顆衛(wèi)星通信艙就需要200多個(gè)單機(jī)，但通過優(yōu)化與整合星上設(shè)備，衛(wèi)星的有效載荷通信艙內(nèi)僅需要9臺集成組件構(gòu)成，目前先期進(jìn)行攻關(guān)的4臺組件均已完成相應(yīng)工作。

在集成化的設(shè)計(jì)理念下，9臺集成組件在通信艙相互連接后，外加相應(yīng)的天線，衛(wèi)星的有效載荷就可以投入工作，同時(shí)為提高批量投產(chǎn)的效率，后期衛(wèi)星將在整星組裝后進(jìn)行統(tǒng)一試驗(yàn)。按照這樣流水線式的研制方式，西安分院有望在周的時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)出一顆低軌衛(wèi)星的有效載荷系統(tǒng)。

快節(jié)奏組網(wǎng)的需求下，高質(zhì)量生產(chǎn)不可或缺。西安分院在組件的設(shè)計(jì)上打破原有的單位分割，聯(lián)合不同專業(yè)的技術(shù)人員集中工作，集思廣益，嚴(yán)格評審。

智能化生產(chǎn)線提升效率

低軌通信衛(wèi)星單星覆蓋的范圍較小，按照設(shè)計(jì)，鴻雁星座的衛(wèi)星僅需107分鐘就可以繞地球一圈，每顆衛(wèi)星提供服務(wù)的時(shí)間窗口較窄，這對星間服務(wù)的無縫銜接及其可靠性提出了更高的要求。

周穎表示：“不僅要保證每臺組件產(chǎn)品的質(zhì)量，而且需要單機(jī)產(chǎn)品滿足批產(chǎn)和降低成本的需要,因此，大規(guī)模數(shù)字化、自動化的衛(wèi)星集成生產(chǎn)線呼之欲出?！?/span>

據(jù)西安分院領(lǐng)域指揮楊帆介紹，目前,西安分院正在著力推進(jìn)自動化、智能化的衛(wèi)星星座生產(chǎn)線建設(shè)。鴻雁星座的衛(wèi)星將類似汽車一樣實(shí)現(xiàn)流水線上的自動化生產(chǎn)，徹底告別幾個(gè)人圍著衛(wèi)星團(tuán)團(tuán)轉(zhuǎn)的手動安裝模式，提升了衛(wèi)星有效載荷生產(chǎn)的效率和經(jīng)濟(jì)性。

西安分院院長李軍表示，鴻雁星座衛(wèi)星有效載荷的研制工作以及天地系統(tǒng)的論證工作將有力推進(jìn)西安分院科研生產(chǎn)轉(zhuǎn)型升級，全面提升科研生產(chǎn)實(shí)力。

當(dāng)今世界范圍內(nèi)，宇航發(fā)展的目光也不斷投向大規(guī)模低軌通信衛(wèi)星的組網(wǎng)。

截至2017年6月，全球互聯(lián)網(wǎng)普及率為51.7%，這意味著全球仍有一半的人口未實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)連接，也意味著天基互聯(lián)網(wǎng)是一塊誘人的大蛋糕。目前，美國太空探索技術(shù)公司、One Web公司，加拿大電信衛(wèi)星公司都提出了組建衛(wèi)星星座提供通信服務(wù)的計(jì)劃。

逐浪于市場，低軌通信衛(wèi)星組網(wǎng)對火箭的發(fā)射能力、衛(wèi)星的運(yùn)維能力等都提出了更為現(xiàn)實(shí)的需要。

對五院西安分院而言，創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念、更新研制模式、提升硬件水平等等一切正在有條不素地開展，“鴻雁”羽翼漸豐的過程也是西安分院自身不斷革新進(jìn)步的過程。