上圖 實(shí)踐二十號(hào)衛(wèi)星轉(zhuǎn)場(chǎng)前，科研人員將其裝入密封容器。 （資料圖片）
下圖 東五平臺(tái)電推進(jìn)試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)。 （資料圖片）
隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不斷提升和國(guó)防現(xiàn)代化建設(shè)的不斷加速，我國(guó)通信衛(wèi)星對(duì)性能的需求越來(lái)越迫切。此次發(fā)射的實(shí)踐二十號(hào)衛(wèi)星代表了我國(guó)衛(wèi)星的最高技術(shù)，而其研發(fā)平臺(tái)東方紅五號(hào)衛(wèi)星公用平臺(tái)也將滿足未來(lái)大型衛(wèi)星平臺(tái)型譜的空白，為我國(guó)今后20年的高通量通信衛(wèi)星研制打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)
近日，我國(guó)實(shí)踐二十號(hào)衛(wèi)星在中國(guó)文昌航天發(fā)射場(chǎng)由長(zhǎng)征五號(hào)遙三運(yùn)載火箭成功發(fā)射。這顆衛(wèi)星是我國(guó)自主研發(fā)的新一代大型地球同步軌道衛(wèi)星平臺(tái)——東方紅五號(hào)衛(wèi)星公用平臺(tái)（以下簡(jiǎn)稱東五平臺(tái)）的首飛試驗(yàn)星，對(duì)提升新技術(shù)成熟度、促進(jìn)新技術(shù)應(yīng)用、進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)航天技術(shù)發(fā)展具有重要意義。
實(shí)踐二十號(hào)衛(wèi)星由航天科技集團(tuán)公司五院抓總研制，重達(dá)8噸，是目前我國(guó)研制的發(fā)射重量最重的衛(wèi)星，也是目前我國(guó)科技含量最高的衛(wèi)星，該衛(wèi)星的首要任務(wù)是驗(yàn)證東五平臺(tái)的技術(shù)穩(wěn)定性，并且搭載了10多項(xiàng)國(guó)際領(lǐng)先的技術(shù)驗(yàn)證載荷，肩負(fù)著技術(shù)驗(yàn)證的使命。航天科技集團(tuán)公司五院總工程師、實(shí)踐二十號(hào)衛(wèi)星總指揮、東方紅五號(hào)衛(wèi)星公用平臺(tái)總指揮周志成院士告訴經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)記者，“以‘實(shí)踐’命名衛(wèi)星，就是對(duì)該星肩負(fù)探索意義的最好詮釋”。
研制衛(wèi)星平臺(tái)先行
通信衛(wèi)星，目的在于實(shí)現(xiàn)信息傳輸，是信息社會(huì)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。它具有通信距離遠(yuǎn)、覆蓋面積大、信道質(zhì)量高、通信容量大等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于國(guó)際國(guó)內(nèi)或區(qū)域通信、海事通信、電視廣播等領(lǐng)域。
“研制衛(wèi)星，平臺(tái)先行”。衛(wèi)星的應(yīng)用性能，往往都是通過(guò)在一個(gè)公用平臺(tái)上加載不同功能的載荷實(shí)現(xiàn)。目前，世界上許多國(guó)家都采取衛(wèi)星公用平臺(tái)的設(shè)計(jì)方法，平臺(tái)只需做少量的適應(yīng)性修改即可裝載不同的有效載荷，以此縮短衛(wèi)星研制周期，節(jié)省研制經(jīng)費(fèi)，提高衛(wèi)星可靠性。
長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)形成了以東方紅三號(hào)、東方紅四號(hào)等為代表的東方紅系列衛(wèi)星公用平臺(tái)及型譜化產(chǎn)品。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不斷提升和國(guó)防現(xiàn)代化建設(shè)的不斷加速，我國(guó)通信衛(wèi)星對(duì)性能跨越的需求越來(lái)越迫切，提供更快上網(wǎng)速度和更多人同時(shí)在線的通信需求成為全社會(huì)的呼聲。“研制東五平臺(tái)的初衷就是因?yàn)槲覈?guó)需要高通量的通信衛(wèi)星。”周志成院士說(shuō)。東五平臺(tái)具有“高承載、高功率、高熱耗、高控制精度”的特點(diǎn)，達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，將填補(bǔ)東方紅系列大型衛(wèi)星平臺(tái)型譜的空白，可滿足中國(guó)近20年內(nèi)高通量通信衛(wèi)星的需求。
據(jù)航天科技集團(tuán)五院實(shí)踐二十號(hào)衛(wèi)星副總設(shè)計(jì)師裴勝偉介紹，為了更好地發(fā)揮實(shí)踐二十號(hào)衛(wèi)星的在軌驗(yàn)證效能，瞄準(zhǔn)航天未來(lái)發(fā)展需求，研制團(tuán)隊(duì)從全國(guó)收集的眾多搭載試驗(yàn)項(xiàng)目中開(kāi)展了多輪遴選，最終選擇了十余項(xiàng)國(guó)際領(lǐng)先的“前沿性、戰(zhàn)略性”技術(shù)試驗(yàn)載荷，其中多項(xiàng)為國(guó)際或國(guó)內(nèi)首次。
“黑科技”助衛(wèi)星騰飛
此次成功發(fā)射的實(shí)踐二十號(hào)衛(wèi)星凝結(jié)了科研人員巨大的智慧和心血，眾多的“黑科技”加持也讓它擁有了一身真功夫。
很多人都把太陽(yáng)翼比作衛(wèi)星的“翅膀”，不過(guò)它的作用可不是用來(lái)飛行，而是為衛(wèi)星提供能源。實(shí)踐二十號(hào)衛(wèi)星身軀龐大，它的“翅膀”是我國(guó)迄今為止面積最大、翼展最長(zhǎng)、展開(kāi)方式最復(fù)雜的太陽(yáng)翼，雙翼展開(kāi)比波音737飛機(jī)的翼展還要寬上10米。太陽(yáng)翼面積的大大增加，就能帶來(lái)源源不斷的超強(qiáng)電流供給，讓實(shí)踐二十號(hào)衛(wèi)星始終擁有充沛體力，提供更多的廣播電視、移動(dòng)通信等服務(wù)。
實(shí)踐二十號(hào)衛(wèi)星巨大的太陽(yáng)翼雖然不能像翅膀一樣上下?lián)]舞，但是能夠低速轉(zhuǎn)動(dòng)，保證始終朝向太陽(yáng)，從而最大限度地獲取太陽(yáng)能。帶動(dòng)太陽(yáng)翼轉(zhuǎn)動(dòng)的則是一個(gè)“小關(guān)節(jié)”——太陽(yáng)翼驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，太陽(yáng)翼驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)雖然個(gè)頭嬌小，但卻是一個(gè)耐冷耐熱耐沖擊的“大力士”，它能輕輕松松承受巨型太陽(yáng)翼展開(kāi)帶來(lái)的沖擊載荷，驅(qū)動(dòng)百余斤的質(zhì)量轉(zhuǎn)動(dòng)也不在話下。
實(shí)踐二十號(hào)衛(wèi)星的太陽(yáng)翼還能夠提供超強(qiáng)電流。如何讓這些電流既不過(guò)大也不過(guò)小，而且能聽(tīng)話地流動(dòng)到衛(wèi)星裝置的每一個(gè)角落，維持衛(wèi)星的健康運(yùn)轉(zhuǎn)呢？為此，研制人員為衛(wèi)星配備了一顆“大心臟”——國(guó)內(nèi)功率最大的電源控制器。與第一代電源控制器相比，它在功率增大3倍以上、功率密度提升2.5倍的情況下，重量卻只增加了40%，實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)電源控制器從跟跑、并跑到領(lǐng)跑的跨越。
隨著衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的增加，用戶對(duì)于大容量通信衛(wèi)星的需求越來(lái)越迫切。實(shí)踐二十號(hào)衛(wèi)星搭載的由航天科技集團(tuán)五院研制的高通量通信載荷，涵蓋了Q/V頻段載荷、寬帶柔性轉(zhuǎn)發(fā)器等?！疤岣咝l(wèi)星通信容量的主要手段在于提高可用頻段帶寬，如果把靜止軌道比作太空中的一條高速公路，那么這條高速公路是所有太空高速公路上最為擁擠的。但是，使用Q/V頻段相當(dāng)于把這條高速公路拓寬了4倍至5倍，將大大緩解目前國(guó)際對(duì)靜止軌道頻率日趨激烈的競(jìng)爭(zhēng)局面?！焙教炜萍技瘓F(tuán)五院實(shí)踐二十號(hào)衛(wèi)星總設(shè)計(jì)師李峰說(shuō)。
大容量衛(wèi)星唱主角
從一組數(shù)字就能看到東五的“跨越”。和之前通信衛(wèi)星家族的現(xiàn)役“主力產(chǎn)品”東三、東四相比，東五的重量從5.5噸提高到了8噸，在軌壽命從15年提高到了16年，整星功率從10千瓦提高到了28千瓦。不難看出，東五平臺(tái)更大、更高、更強(qiáng)，具有“高承載、高功率、高熱耗、高控制精度”的特點(diǎn)，達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。
通過(guò)分艙模塊化設(shè)計(jì)和數(shù)字化研制模式，東五平臺(tái)可大幅縮短研制周期，提高生產(chǎn)效率，針對(duì)成熟通用載荷，衛(wèi)星研制周期不超過(guò)36個(gè)月。同時(shí)，東五平臺(tái)的單機(jī)國(guó)產(chǎn)化率達(dá)100%，將有力帶動(dòng)我國(guó)航天裝備發(fā)展。
作為我國(guó)地球同步軌道大型衛(wèi)星公用平臺(tái)，東五平臺(tái)可廣泛應(yīng)用于高軌通信、微波遙感、光學(xué)遙感、空間科學(xué)探測(cè)、科學(xué)試驗(yàn)、在軌服務(wù)等多個(gè)領(lǐng)域，是世界航天領(lǐng)域少有的多適應(yīng)性平臺(tái)。
因此，實(shí)踐二十號(hào)衛(wèi)星的成功發(fā)射，標(biāo)志著東五平臺(tái)的成熟度又向前邁進(jìn)了一步，為東五平臺(tái)的全面推廣與應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。尤其在當(dāng)下，隨著商業(yè)化衛(wèi)星直播、應(yīng)急通信、移動(dòng)通信、物聯(lián)網(wǎng)等業(yè)務(wù)的開(kāi)展，以及常規(guī)固定衛(wèi)星通信事業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展，衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)擁有了豐富的需求和廣闊的市場(chǎng)，以寬帶通信衛(wèi)星為代表的新興業(yè)務(wù)需求日益迫切。
業(yè)界預(yù)測(cè)，到2022年，大容量（高通量）衛(wèi)星將占全球總衛(wèi)星帶寬的50%；2022年前后，我國(guó)寬帶衛(wèi)星容量需求也將達(dá)到1TB以上。面對(duì)廣闊的需求，服務(wù)于國(guó)家“一帶一路”和“寬帶中國(guó)”戰(zhàn)略，我國(guó)將依托東五平臺(tái)，研制若干顆100GB至1TB容量的通信衛(wèi)星，覆蓋“一帶一路”沿線國(guó)家及周邊地區(qū)。
摘自【人民網(wǎng)】