“黑科技”助衛星騰飛 未來20年通信衛星就靠它

發布時間: 2020-01-04 10:34:30 來源: 互聯網 欄目: 科技新聞 點擊:

云南时时彩 www.eiffm.com 上圖 實踐二十號衛星轉場前,科研人員將其裝入密封容器。 (資料圖片)下圖 東五平臺電推進試驗現場。 (資料圖片)隨著國民經濟發展水平的不斷提升和國防現代化建設的不斷加速,我國通信衛星對性能的需求越來越

  上圖 實踐二十號衛星轉場前,科研人員將其裝入密封容器。 (資料圖片)

  下圖 東五平臺電推進試驗現場。 (資料圖片)

  隨著國民經濟發展水平的不斷提升和國防現代化建設的不斷加速,我國通信衛星對性能的需求越來越迫切。此次發射的實踐二十號衛星代表了我國衛星的最高技術,而其研發平臺東方紅五號衛星公用平臺也將滿足未來大型衛星平臺型譜的空白,為我國今后20年的高通量通信衛星研制打下堅實基礎

  近日,我國實踐二十號衛星在中國文昌航天發射場由長征五號遙三運載火箭成功發射。這顆衛星是我國自主研發的新一代大型地球同步軌道衛星平臺——東方紅五號衛星公用平臺(以下簡稱東五平臺)的首飛試驗星,對提升新技術成熟度、促進新技術應用、進一步推動我國航天技術發展具有重要意義。

  實踐二十號衛星由航天科技集團公司五院抓總研制,重達8噸,是目前我國研制的發射重量最重的衛星,也是目前我國科技含量最高的衛星,該衛星的首要任務是驗證東五平臺的技術穩定性,并且搭載了10多項國際領先的技術驗證載荷,肩負著技術驗證的使命。航天科技集團公司五院總工程師、實踐二十號衛星總指揮、東方紅五號衛星公用平臺總指揮周志成院士告訴經濟日報記者,“以‘實踐’命名衛星,就是對該星肩負探索意義的最好詮釋”。

  研制衛星平臺先行

  通信衛星,目的在于實現信息傳輸,是信息社會的神經網絡。它具有通信距離遠、覆蓋面積大、信道質量高、通信容量大等優點,廣泛應用于國際國內或區域通信、海事通信、電視廣播等領域。

  “研制衛星,平臺先行”。衛星的應用性能,往往都是通過在一個公用平臺上加載不同功能的載荷實現。目前,世界上許多國家都采取衛星公用平臺的設計方法,平臺只需做少量的適應性修改即可裝載不同的有效載荷,以此縮短衛星研制周期,節省研制經費,提高衛星可靠性。

  長期以來,我國形成了以東方紅三號、東方紅四號等為代表的東方紅系列衛星公用平臺及型譜化產品。隨著國民經濟發展水平的不斷提升和國防現代化建設的不斷加速,我國通信衛星對性能跨越的需求越來越迫切,提供更快上網速度和更多人同時在線的通信需求成為全社會的呼聲。“研制東五平臺的初衷就是因為我國需要高通量的通信衛星。”周志成院士說。東五平臺具有“高承載、高功率、高熱耗、高控制精度”的特點,達到國際領先水平,將填補東方紅系列大型衛星平臺型譜的空白,可滿足中國近20年內高通量通信衛星的需求。

  據航天科技集團五院實踐二十號衛星副總設計師裴勝偉介紹,為了更好地發揮實踐二十號衛星的在軌驗證效能,瞄準航天未來發展需求,研制團隊從全國收集的眾多搭載試驗項目中開展了多輪遴選,最終選擇了十余項國際領先的“前沿性、戰略性”技術試驗載荷,其中多項為國際或國內首次。

  “黑科技”助衛星騰飛

  此次成功發射的實踐二十號衛星凝結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。

  很多人都把太陽翼比作衛星的“翅膀”,不過它的作用可不是用來飛行,而是為衛星提供能源。實踐二十號衛星身軀龐大,它的“翅膀”是我國迄今為止面積最大、翼展最長、展開方式最復雜的太陽翼,雙翼展開比波音737飛機的翼展還要寬上10米。太陽翼面積的大大增加,就能帶來源源不斷的超強電流供給,讓實踐二十號衛星始終擁有充沛體力,提供更多的廣播電視、移動通信等服務。

  實踐二十號衛星巨大的太陽翼雖然不能像翅膀一樣上下揮舞,但是能夠低速轉動,保證始終朝向太陽,從而最大限度地獲取太陽能。帶動太陽翼轉動的則是一個“小關節”——太陽翼驅動機構,太陽翼驅動機構雖然個頭嬌小,但卻是一個耐冷耐熱耐沖擊的“大力士”,它能輕輕松松承受巨型太陽翼展開帶來的沖擊載荷,驅動百余斤的質量轉動也不在話下。

  實踐二十號衛星的太陽翼還能夠提供超強電流。如何讓這些電流既不過大也不過小,而且能聽話地流動到衛星裝置的每一個角落,維持衛星的健康運轉呢?為此,研制人員為衛星配備了一顆“大心臟”——國內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%,實現了國產電源控制器從跟跑、并跑到領跑的跨越。

  隨著衛星互聯網業務的增加,用戶對于大容量通信衛星的需求越來越迫切。實踐二十號衛星搭載的由航天科技集團五院研制的高通量通信載荷,涵蓋了Q/V頻段載荷、寬帶柔性轉發器等。“提高衛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頻段相當于把這條高速公路拓寬了4倍至5倍,將大大緩解目前國際對靜止軌道頻率日趨激烈的競爭局面。”航天科技集團五院實踐二十號衛星總設計師李峰說。

  大容量衛星唱主角

  從一組數字就能看到東五的“跨越”。和之前通信衛星家族的現役“主力產品”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,東五平臺更大、更高、更強,具有“高承載、高功率、高熱耗、高控制精度”的特點,達到國際領先水平。

  通過分艙??榛杓坪褪只兄頗J?,東五平臺可大幅縮短研制周期,提高生產效率,針對成熟通用載荷,衛星研制周期不超過36個月。同時,東五平臺的單機國產化率達100%,將有力帶動我國航天裝備發展。

  作為我國地球同步軌道大型衛星公用平臺,東五平臺可廣泛應用于高軌通信、微波遙感、光學遙感、空間科學探測、科學試驗、在軌服務等多個領域,是世界航天領域少有的多適應性平臺。

  因此,實踐二十號衛星的成功發射,標志著東五平臺的成熟度又向前邁進了一步,為東五平臺的全面推廣與應用奠定了堅實基礎。尤其在當下,隨著商業化衛星直播、應急通信、移動通信、物聯網等業務的開展,以及常規固定衛星通信事業的穩步發展,衛星通信產業擁有了豐富的需求和廣闊的市場,以寬帶通信衛星為代表的新興業務需求日益迫切。

  業界預測,到2022年,大容量(高通量)衛星將占全球總衛星帶寬的50%;2022年前后,我國寬帶衛星容量需求也將達到1TB以上。面對廣闊的需求,服務于國家“一帶一路”和“寬帶中國”戰略,我國將依托東五平臺,研制若干顆100GB至1TB容量的通信衛星,覆蓋“一帶一路”沿線國家及周邊地區。

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