解密實(shí)踐十三號(hào)衛(wèi)星：通信容量超過(guò)其他衛(wèi)星總和

4月12日19時(shí)04分，在長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭的托舉下，實(shí)踐十三號(hào)（中星16）衛(wèi)星由西昌衛(wèi)星發(fā)射中心出發(fā)，挺進(jìn)了浩瀚蒼穹。

國(guó)家國(guó)防科工局表示，這顆衛(wèi)星將在真正意義上實(shí)現(xiàn)自主通信衛(wèi)星的寬帶應(yīng)用，促進(jìn)我國(guó)衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

該衛(wèi)星一舉突破我國(guó)高軌衛(wèi)星領(lǐng)域電推進(jìn)、Ka頻段多波束寬帶通信系統(tǒng)、激光通信等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了多個(gè)“首次”。

這顆在眾多領(lǐng)域率先“吃螃蟹”的衛(wèi)星，成為了國(guó)內(nèi)通信衛(wèi)星的“新標(biāo)桿”。

電推進(jìn)系統(tǒng)讓推進(jìn)效率提升10倍

記者從實(shí)踐十三號(hào)衛(wèi)星研制單位——中國(guó)航天科技集團(tuán)公司五院通信衛(wèi)星事業(yè)部了解到，該衛(wèi)星在國(guó)內(nèi)首次采用電推進(jìn)系統(tǒng)，完成全壽命期間的南北位置保持。

據(jù)該衛(wèi)星總設(shè)計(jì)師李峰介紹，電推進(jìn)相對(duì)于傳統(tǒng)的化學(xué)推進(jìn)，具有高比沖、小推力、長(zhǎng)壽命特點(diǎn)。在長(zhǎng)壽命航天器上應(yīng)用電推進(jìn)系統(tǒng)，能大幅減少推進(jìn)劑的攜帶量，使衛(wèi)星減輕自重、節(jié)約空間，承載更多有效載荷。

實(shí)踐十三號(hào)衛(wèi)星設(shè)計(jì)壽命15年。在東三B平臺(tái)研制之初，五院就將電推進(jìn)作為平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)配置，攻克了諸多技術(shù)難題，最終完成其工程化研制。李峰說(shuō)，實(shí)踐十三號(hào)衛(wèi)星采用的離子電推進(jìn)系統(tǒng)，性能是常規(guī)化學(xué)推進(jìn)的10倍。過(guò)去一顆衛(wèi)星在15年的壽命周期需要675公斤化學(xué)燃料，使用離子電推進(jìn)系統(tǒng)后僅需90公斤。

實(shí)踐十三號(hào)衛(wèi)星總指揮周志成表示，此次應(yīng)用將填補(bǔ)我國(guó)高承載比衛(wèi)星平臺(tái)的空白。

通信容量超國(guó)內(nèi)其余通信衛(wèi)星總和

實(shí)踐十三號(hào)衛(wèi)星上搭載的Ka頻段多波束寬帶通信系統(tǒng)，是首次在國(guó)內(nèi)通信衛(wèi)星上應(yīng)用，可支持多用戶(hù)、大容量雙向載荷，在廣大地區(qū)通過(guò)該衛(wèi)星進(jìn)行數(shù)據(jù)高速下載的同時(shí)，還能支持大量用戶(hù)高速上傳數(shù)據(jù)。

在衛(wèi)星Ka載荷研制過(guò)程中，研制團(tuán)隊(duì)突破了Ka載荷多波束寬帶系統(tǒng)設(shè)計(jì)、天線(xiàn)反射器型面精度控制和測(cè)量、天線(xiàn)指向精度標(biāo)校等一系列技術(shù)難題，相關(guān)技術(shù)達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)技術(shù)水平。

五院通信衛(wèi)星事業(yè)部副部長(zhǎng)王敏介紹，實(shí)踐十三號(hào)是國(guó)內(nèi)容量最大的寬帶衛(wèi)星，通信總?cè)萘窟_(dá)到20Gbps以上，超過(guò)我國(guó)此前所有通信衛(wèi)星容量的總和。他表示，這意味著傳送能力更強(qiáng)。下一步，我國(guó)還將研制百G乃至1T以上容量的衛(wèi)星通信系統(tǒng)。

此外，該衛(wèi)星首次在我國(guó)高軌衛(wèi)星上應(yīng)用了激光通信系統(tǒng)。由于激光通信具有高帶寬、高傳輸速率優(yōu)點(diǎn)，是滿(mǎn)足大容量、高速率通信的重要手段之一。

發(fā)射高軌衛(wèi)星不用熬夜了

在過(guò)去我國(guó)高軌衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)中，為了考慮衛(wèi)星的安全余量，發(fā)射窗口通常選在凌晨。實(shí)踐十三號(hào)衛(wèi)星則首次將發(fā)射窗口提前至傍晚19點(diǎn)，開(kāi)創(chuàng)了高軌衛(wèi)星可在兩個(gè)窗口選擇發(fā)射的先例。

在制定該衛(wèi)星發(fā)射窗口時(shí)，研制團(tuán)隊(duì)充分研究了發(fā)射窗口提前所導(dǎo)致的地影時(shí)間增加、測(cè)控不可見(jiàn)弧段延長(zhǎng)、變軌期間蓄電池放電等不利影響，利用東方紅三號(hào)B平臺(tái)技術(shù)革新所帶來(lái)的性能提升，制訂了詳細(xì)的飛行程序和預(yù)案。在新窗口下成功完成發(fā)射任務(wù)，標(biāo)志著我國(guó)在衛(wèi)星發(fā)射及運(yùn)營(yíng)管理多樣化方面取得了進(jìn)展。

東三B平臺(tái)讓衛(wèi)星事半功倍

“作為東方紅三號(hào)B平臺(tái)全配置的首發(fā)星，實(shí)踐十三號(hào)將開(kāi)展平臺(tái)和載荷新技術(shù)的試驗(yàn)驗(yàn)證工作�！敝苤境烧f(shuō)。

實(shí)踐十三號(hào)衛(wèi)星工程總設(shè)計(jì)師劉方表示，東三B平臺(tái)是我國(guó)最新一代中等容量通信衛(wèi)星平臺(tái)，技術(shù)可與國(guó)際先進(jìn)水平比肩，“中等容量”更是瞄準(zhǔn)國(guó)際市場(chǎng)需求。該平臺(tái)采用了新一代綜合電子系統(tǒng)，應(yīng)用了大量國(guó)產(chǎn)抗輻照集成電路，系統(tǒng)重量?jī)H為原東方紅四號(hào)衛(wèi)星平臺(tái)電子系統(tǒng)的一半左右，具有集成度高、通用性強(qiáng)、重量輕、體積小等優(yōu)點(diǎn)。

同時(shí)，東三B平臺(tái)牽引帶動(dòng)了我國(guó)星載鋰離子蓄電池的研制開(kāi)發(fā)。相比傳統(tǒng)的鎳氫電池，鋰電池具有單體電壓高、能量重量比大、熱效應(yīng)小、自放電少、無(wú)記憶等優(yōu)點(diǎn)，重量也能減少一半左右，可為衛(wèi)星增加上百公斤的承載能力。

目前，東三B平臺(tái)的綜合電子系統(tǒng)已推廣應(yīng)用至東方紅四號(hào)增強(qiáng)型平臺(tái)和東方紅五號(hào)衛(wèi)星平臺(tái)，為我國(guó)通信衛(wèi)星平臺(tái)高效能電子系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。