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開啟中國通信衛(wèi)星新時代

專家揭秘中國首顆高通量衛(wèi)星實踐十三號

      12日晚，實踐十三號衛(wèi)星在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心升空，這標(biāo)志著我國通信衛(wèi)星事業(yè)邁向高通量時代。

      作為國內(nèi)迄今通信容量最大的衛(wèi)星，實踐十三號衛(wèi)星有哪些新技術(shù)、新本領(lǐng)？它如何滿足人們對寬帶通信無時不在的需求？《解放軍報》記者日前赴西昌衛(wèi)星發(fā)射中心采訪，獲得有關(guān)專家權(quán)威解答。

      通信“寬帶”星：傳送能力增十倍 助力“動中通”

      實踐十三號衛(wèi)星，是我國第一顆高通量通信衛(wèi)星，它的通信容量比之前我國研制的所有通信衛(wèi)星加起來還要多。

      通信容量，是衡量信息傳送能力的概念。通信衛(wèi)星的通量越大，信息傳送能力就越強。專家說，過去國內(nèi)一個衛(wèi)星大約有2Gbps的通量，主要服務(wù)于廣播、銀行、石油系統(tǒng)等骨干通信，而實踐十三號衛(wèi)星采用Ka頻段多波束寬帶通信系統(tǒng)，總?cè)萘窟_(dá)20Gbps，傳送能力有了數(shù)量級的提升。

      中國航天科技集團(tuán)公司五院實踐十三號衛(wèi)星工程總師劉方說，實踐十三號衛(wèi)星能夠覆蓋我國除西北、東北的大部分陸地和近海百公里以上海域，它的一項重要業(yè)務(wù)是提供高速“動中通”服務(wù)。

      “動中通”是指車輛、輪船、飛機(jī)等移動載體在運動過程中的衛(wèi)星通信保障。目前，在飛機(jī)、高鐵列車、游輪等高速交通工具上，乘客隨時隨地上網(wǎng)的需求還得不到很好地滿足。

      “通過多波束無縫切換配合機(jī)載、車載或船載終端的自動跟蹤捕獲功能，實踐十三號衛(wèi)星能從技術(shù)上為航空、航運、鐵路等各類交通工具上的乘客聯(lián)通世界，改善上網(wǎng)體驗?！眲⒎秸f。

      中國航天科技集團(tuán)公司五院實踐十三號衛(wèi)星運控和試驗應(yīng)用系統(tǒng)總師、總指揮唐左向說，實踐十三號衛(wèi)星通信容量大，可傳送高清視頻，而且終端小，便于攜帶使用，可隨時與衛(wèi)星建立語音、數(shù)據(jù)和視頻的傳輸，能為戶外游客、受災(zāi)民眾提供應(yīng)急通信服務(wù)，把途中或災(zāi)區(qū)的情況第一時間傳遞出去。

      4月12日19時04分，我國實踐十三號衛(wèi)星在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心由長征三號乙運載火箭成功發(fā)射。這是我國首顆高通量通信衛(wèi)星，通信總?cè)萘窟_(dá)20Gbps，超過我國已研制發(fā)射的通信衛(wèi)星容量總和。

      用電“減肥”：讓衛(wèi)星輕裝上陣更“長壽”

      與使用化學(xué)燃料作推進(jìn)劑不同，實踐十三號衛(wèi)星是我國第一顆使用電推進(jìn)的衛(wèi)星。

     中國航天科技集團(tuán)公司五院實踐十三號衛(wèi)星系統(tǒng)總指揮周志成告訴記者，電推進(jìn)比常規(guī)的化學(xué)推進(jìn)效能提升了10倍，它能延長衛(wèi)星壽命，大大減輕發(fā)射重量，是提升衛(wèi)星性能的重要手段，目前正逐漸成為世界各國衛(wèi)星推進(jìn)系統(tǒng)的主流。

      “一顆衛(wèi)星60%的重量都是化學(xué)推進(jìn)劑，重達(dá)5噸的采用常規(guī)化學(xué)推進(jìn)的衛(wèi)星，若改成電推進(jìn)，重量可減掉2.5噸?！? 周志成說，實踐十三號衛(wèi)星只需100多千克的氙氣，就能保證衛(wèi)星15年在軌的南北位置保持任務(wù)。

      實踐十三號衛(wèi)星的電推進(jìn)系統(tǒng)采用的是氙離子推力器，是對衛(wèi)星太陽帆板轉(zhuǎn)化來的電能做高電壓處理，用上千伏的電壓將氙氣在真空中電離，加速升級噴射出來從而獲得調(diào)整衛(wèi)星軌道的推力。

      原理簡單，實踐起來很難。據(jù)專家介紹，不論是俄羅斯、歐洲的霍爾電推進(jìn)技術(shù)，還是美國的離子電推進(jìn)技術(shù)，在最初應(yīng)用于衛(wèi)星時都曾遭遇挫折。

為了啃下這塊“硬骨頭”，我國科學(xué)家在地面做了151項大型試驗，12000小時的模擬實驗，歷經(jīng)15年艱難探索，終于在實踐十三號衛(wèi)星上應(yīng)用電推進(jìn)技術(shù)。

      多項“首創(chuàng)”：開啟中國通信衛(wèi)星新時代

      不論從技術(shù)還是應(yīng)用上看，實踐十三號衛(wèi)星都創(chuàng)下國內(nèi)高軌衛(wèi)星領(lǐng)域多個“首次”：首次在我國高軌衛(wèi)星上搭載激光通信系統(tǒng)；首次在我國高軌長壽命通信衛(wèi)星上百分之百工程化應(yīng)用國產(chǎn)化產(chǎn)品；首次在我國衛(wèi)星上將技術(shù)試驗和示范應(yīng)用相結(jié)合，既滿足新技術(shù)在軌試驗的目的，又滿足載荷示范應(yīng)用的要求，提高工程綜合效益。

      同時，實踐十三號衛(wèi)星是東方紅三號B平臺的首發(fā)星。這一平臺是我國研制的最新一代中等容量通信衛(wèi)星平臺，將促進(jìn)國內(nèi)衛(wèi)星平臺能力的大幅提升。

      “盡管和國外80Gbps、100Gbps的通信衛(wèi)星相比，實踐十三號衛(wèi)星的通信容量并不算多?！敝苤境烧f，但這是一顆試驗星，由于同時承擔(dān)了其他試驗任務(wù)，只把通信容量做到20Gbps。技術(shù)一旦突破了，后續(xù)研制100Gbps，甚至更大容量的通信衛(wèi)星都指日可待。

     國防科工局系統(tǒng)工程司副司長趙堅表示，實踐十三號衛(wèi)星開啟了我國衛(wèi)星通信的高通量時代，真正意義上實現(xiàn)了自主通信衛(wèi)星的的寬帶應(yīng)用，填補我國在該領(lǐng)域的空白，將對我國衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到極大的促進(jìn)作用。

      4月12日19時04分，我國實踐十三號衛(wèi)星在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心由長征三號乙運載火箭成功發(fā)射。這是中國航天科技集團(tuán)的科研團(tuán)隊。