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用“星語”化解“交流的無奈”——專家揭秘中國首顆高通量衛星實踐十三號
2017-04-12 20:32:29 來源: 新華社
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  新華社西昌4月12日電 題:用“星語”化解“交流的無奈”——專家揭秘中國首顆高通量衛星實踐十三號

  新華社記者白國龍、胡喆

  坐飛機上不能上網、置身山水之美不能發朋友圈、草原上馳騁不能視頻聊天……這些“交流的無奈”在不久的將來都會成為過去時。

  12日晚,實踐十三號衛星在西昌衛星發射中心升空,標志著我國通信衛星事業邁向高通量時代。

  作為國內迄今通信容量最大的衛星,實踐十三號衛星有哪些新技術、新本領?它如何滿足人們對寬帶通信無時不在的需求?新華社記者日前赴西昌衛星發射中心採訪,獲得有關專家權威解答。

  通信“寬帶”星:傳送能力增10倍 助力“動中通”

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

  通信容量,是衡量信息傳送能力的概念。通信衛星的通量越大,信息傳送能力就越強。專家説,過去國內一個衛星大約有2Gbps的通量,主要服務于廣播、銀行、石油係統等骨幹通信,而實踐十三號衛星採用Ka頻段多波束寬帶通信係統,總容量達20Gbps,傳送能力有了數量級的提升。

  中國航天科技集團公司五院實踐十三號衛星工程總師劉方説,實踐十三號衛星能夠覆蓋我國除西北、東北的大部分陸地和近海百公裏以上海域,它的一項重要業務是提供高速“動中通”服務。

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

  “通過多波束無縫切換配合機載、車載或船載終端的自動跟蹤捕獲功能,實踐十三號衛星能從技術上為航空、航運、鐵路等各類交通工具上的乘客聯通世界,改善上網體驗。”劉方説。

  中國航天科技集團公司五院實踐十三號負責衛星運控和試驗應用係統的總師、總指揮唐左向説,實踐十三號衛星通信容量大,可傳送高清視頻,而且終端小,便于攜帶使用,可隨時與衛星建立語音、數據和視頻的傳輸,能為戶外遊客、受災民眾提供應急通信服務,把途中或災區的情況第一時間傳遞出去。

  用電“減肥”:讓衛星輕裝上陣更“長壽”

  衛星在空間按一定軌道運行時,受微薄大氣阻力、地球引力等影響,軌道會下降,因此需要用推進係統噴氣的方式,保持衛星的軌道位置。

  與使用化學燃料作推進劑不同,實踐十三號衛星是我國第一顆使用電推進的衛星。

  中國航天科技集團公司五院實踐十三號衛星係統總指揮周志成告訴記者,電推進比常規的化學推進效能提升10倍,它能延長衛星壽命,大大減輕發射重量,是提升衛星性能的重要手段,正逐漸成為世界各國衛星推進係統的主流。

  “一顆衛星60%的重量都是化學推進劑,重達5噸的採用常規化學推進的衛星,若改成電推進,重量可減掉2.5噸。”周志成説,實踐十三號衛星只需100多千克的氙氣,就能保證衛星15年在軌的南北位置保持任務。

  實踐十三號衛星的電推進係統採用的是氙離子推力器,是對衛星太陽帆板轉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整衛星軌道的推力。

  原理簡單,實踐起來很難。據專家介紹,不論是俄羅斯、歐洲的霍爾電推進技術,還是美國的離子電推進技術,在最初應用于衛星時都曾遭遇挫折。

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

  “這標志著中國的電推進技術進入全面應用階段。”周志成説。

  多項“首創”:開啟中國通信衛星新時代

  不論從技術還是應用上看,實踐十三號衛星都創下國內高軌衛星領域多個“首次”:首次在我國高軌衛星上搭載激光通信係統;首次在我國高軌長壽命通信衛星上百分之百工程化應用國産化産品;首次在我國衛星上將技術試驗和示范應用相結合,既滿足新技術在軌試驗的目的,又滿足載荷示范應用的要求,提高工程綜合效益。

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

  “盡管和國外80Gbps、100Gbps的通信衛星相比,實踐十三號衛星的通信容量並不算多。”周志成説,但這是一顆試驗星,由于同時承擔了其他試驗任務,只把通信容量做到20Gbps。技術一旦突破了,後續研制100Gbps,甚至更大容量的通信衛星都有望更快完成。

  國防科工局係統工程司副司長趙堅表示,實踐十三號衛星開啟了我國衛星通信的高通量時代,真正意義上實現了自主通信衛星的寬帶應用,填補我國在該領域的空白,將對我國衛星通信産業的發展起到極大的促進作用。

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【糾錯】 責任編輯: 薛濤
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