實(shí)踐十三號衛(wèi)星:開啟中國通信衛(wèi)星新時(shí)代
2017-04-13 / 閱讀次數(shù):2329
開啟中國通信衛(wèi)星新時(shí)代
專家揭秘中國首顆高通量衛(wèi)星實(shí)踐十三號
12日晚,實(shí)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(shí)代。
作為國內(nèi)迄今通信容量最大的衛(wèi)星,實(shí)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(shí)不在的需求?《解放軍報(bào)》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(dòng)中通”
實(shí)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(qiáng)。專家說,過去國內(nèi)一個(gè)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(shí)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(shí)踐十三號衛(wèi)星工程總師劉方說,實(shí)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(xiàng)重要業(yè)務(wù)是提供高速“動(dòng)中通”服務(wù)。
“動(dòng)中通”是指車輛、輪船、飛機(jī)等移動(dòng)載體在運(yùn)動(dòng)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(shí)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(dòng)跟蹤捕獲功能,實(shí)踐十三號衛(wèi)星能從技術(shù)上為航空、航運(yùn)、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(yàn)。”劉方說。
中國航天科技集團(tuán)公司五院實(shí)踐十三號衛(wèi)星運(yùn)控和試驗(yàn)應(yīng)用系統(tǒng)總師、總指揮唐左向說,實(shí)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(shí)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?yàn)?zāi)區(qū)的情況第一時(shí)間傳遞出去。
4月12日19時(shí)04分,我國實(shí)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(yùn)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(xiàng)大型試驗(yàn),12000小時(shí)的模擬實(shí)驗(yàn),歷經(jīng)15年艱難探索,終于在實(shí)踐十三號衛(wèi)星上應(yīng)用電推進(jìn)技術(shù)。
多項(xiàng)“首創(chuàng)”:開啟中國通信衛(wèi)星新時(shí)代
不論從技術(shù)還是應(yīng)用上看,實(shí)踐十三號衛(wèi)星都創(chuàng)下國內(nèi)高軌衛(wèi)星領(lǐng)域多個(gè)“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(yàn)和示范應(yīng)用相結(jié)合,既滿足新技術(shù)在軌試驗(yàn)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(shí),實(shí)踐十三號衛(wèi)星是東方紅三號B平臺(tái)的首發(fā)星。這一平臺(tái)是我國研制的最新一代中等容量通信衛(wèi)星平臺(tái),將促進(jìn)國內(nèi)衛(wèi)星平臺(tái)能力的大幅提升。
“盡管和國外80Gbps、100Gbps的通信衛(wèi)星相比,實(shí)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(yàn)星,由于同時(shí)承擔(dān)了其他試驗(yàn)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(jiān)表示,實(shí)踐十三號衛(wèi)星開啟了我國衛(wèi)星通信的高通量時(shí)代,真正意義上實(shí)現(xiàn)了自主通信衛(wèi)星的的寬帶應(yīng)用,填補(bǔ)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(shí)04分,我國實(shí)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(yùn)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(duì)。
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