實(shí)踐十三號(hào)中首次使用了電推進(jìn)技術(shù)，執(zhí)行衛(wèi)星在軌的南北位置保持任務(wù)，衛(wèi)星在軌壽命15年。實(shí)施十三號(hào)衛(wèi)星系統(tǒng)總指揮周志成說(shuō)：“作為南北位置保持，整星要帶3噸多化學(xué)推進(jìn)劑，就是一顆星60%都是化學(xué)燃料，用了電推進(jìn)后，我們實(shí)際上只帶100公斤的氙氣就可以完成15年的位置保持，這是一個(gè)劃時(shí)代的技術(shù)。”據(jù)透露，這一先進(jìn)推進(jìn)技術(shù)的研制也用了15年。

我國(guó)的通信衛(wèi)星研制始于上世紀(jì)70年代，1970年4月24日，第一顆人造地球衛(wèi)星東方紅一號(hào)成功發(fā)射，開創(chuàng)了中國(guó)航天史的新紀(jì)元。

遵循獨(dú)立自主研制、瞄準(zhǔn)國(guó)際先進(jìn)水平、科研與實(shí)踐結(jié)合的原則，已發(fā)展了四代通信衛(wèi)星，走過了一條從探索到實(shí)踐、從試驗(yàn)到實(shí)用、從國(guó)內(nèi)到國(guó)際的發(fā)展道路。目前，我國(guó)已形成固定通信廣播、移動(dòng)通信、數(shù)據(jù)中繼等衛(wèi)星通信技術(shù)服務(wù)體系，在軌民(商)通信衛(wèi)星16顆，轉(zhuǎn)發(fā)器總數(shù)量達(dá)273個(gè)，構(gòu)建了北京、香港、喀什三地互聯(lián)互通、互為備份的衛(wèi)星測(cè)控和業(yè)務(wù)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，建成了連接南亞、非洲、歐洲和美洲的衛(wèi)星電信港，基本形成了全球化的衛(wèi)星通信服務(wù)能力。在國(guó)內(nèi)，衛(wèi)星通信服務(wù)業(yè)快速發(fā)展，全國(guó)直播衛(wèi)星開通用戶超過7000萬(wàn)戶。在國(guó)際上，衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)拓展至30多個(gè)國(guó)家和地區(qū)，市場(chǎng)影響力大幅提升。

4月12日19時(shí)04分，我國(guó)實(shí)踐十三號(hào)衛(wèi)星在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心由長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭成功發(fā)射。

實(shí)踐十三號(hào)衛(wèi)星工程由國(guó)防科工局組織實(shí)施。衛(wèi)星、運(yùn)載火箭分別由中國(guó)航天科技集團(tuán)公司中國(guó)空間技術(shù)研究院、中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院研制，地面測(cè)控系統(tǒng)由西安衛(wèi)星測(cè)控中心負(fù)責(zé)，運(yùn)控和試驗(yàn)應(yīng)用系統(tǒng)由中國(guó)衛(wèi)通集團(tuán)有限公司負(fù)責(zé)。此次發(fā)射任務(wù)是長(zhǎng)征系列運(yùn)載火箭的第246次發(fā)射。

12日晚，實(shí)踐十三號(hào)衛(wèi)星在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心升空，這標(biāo)志著我國(guó)通信衛(wèi)星事業(yè)邁向高通量時(shí)代。

作為國(guó)內(nèi)迄今通信容量最大的衛(wèi)星，實(shí)踐十三號(hào)衛(wèi)星有哪些新技術(shù)、新本領(lǐng)？它如何滿足人們對(duì)寬帶通信無(wú)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(hào)衛(wèi)星，是我國(guó)第一顆高通量通信衛(wèi)星，它的通信容量比之前我國(guó)研制的所有通信衛(wèi)星加起來(lái)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(shuō)，過去國(guó)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(hào)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(jí)的提升。

中國(guó)航天科技集團(tuán)公司五院實(shí)踐十三號(hào)衛(wèi)星工程總師劉方說(shuō)，實(shí)踐十三號(hào)衛(wèi)星能夠覆蓋我國(guó)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(wú)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(hào)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(shuō)。

中國(guó)航天科技集團(tuán)公司五院實(shí)踐十三號(hào)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(shuō)，實(shí)踐十三號(hào)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(yǔ)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(guó)實(shí)踐十三號(hào)衛(wèi)星在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心由長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭成功發(fā)射。這是我國(guó)首顆高通量通信衛(wèi)星，通信總?cè)萘窟_(dá)20Gbps，超過我國(guó)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(zhǎng)壽”

與使用化學(xué)燃料作推進(jìn)劑不同，實(shí)踐十三號(hào)衛(wèi)星是我國(guó)第一顆使用電推進(jìn)的衛(wèi)星。

中國(guó)航天科技集團(tuán)公司五院實(shí)踐十三號(hào)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(zhǎng)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(guó)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(shuō)，實(shí)踐十三號(hào)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(hào)衛(wèi)星的電推進(jìn)系統(tǒng)采用的是氙離子推力器，是對(duì)衛(wèi)星太陽(yáng)帆板轉(zhuǎn)化來(lái)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(jí)噴射出來(lái)從而獲得調(diào)整衛(wèi)星軌道的推力。

原理簡(jiǎn)單，實(shí)踐起來(lái)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(guó)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(guó)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(hào)衛(wèi)星上應(yīng)用電推進(jìn)技術(shù)。

多項(xiàng)“首創(chuàng)”：開啟中國(guó)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(hào)衛(wèi)星都創(chuàng)下國(guó)內(nèi)高軌衛(wèi)星領(lǐng)域多個(gè)“首次”：首次在我國(guó)高軌衛(wèi)星上搭載激光通信系統(tǒng)；首次在我國(guó)高軌長(zhǎng)壽命通信衛(wèi)星上百分之百工程化應(yīng)用國(guó)產(chǎn)化產(chǎn)品；首次在我國(guó)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(hào)衛(wèi)星是東方紅三號(hào)B平臺(tái)的首發(fā)星。這一平臺(tái)是我國(guó)研制的最新一代中等容量通信衛(wèi)星平臺(tái)，將促進(jìn)國(guó)內(nèi)衛(wèi)星平臺(tái)能力的大幅提升。

“盡管和國(guó)外80Gbps、100Gbps的通信衛(wèi)星相比，實(shí)踐十三號(hào)衛(wèi)星的通信容量并不算多。”周志成說(shuō)，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(guó)防科工局系統(tǒng)工程司副司長(zhǎng)趙堅(jiān)表示，實(shí)踐十三號(hào)衛(wèi)星開啟了我國(guó)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(guó)在該領(lǐng)域的空白，將對(duì)我國(guó)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(guó)實(shí)踐十三號(hào)衛(wèi)星在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心由長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭成功發(fā)射。這是中國(guó)航天科技集團(tuán)的科研團(tuán)隊(duì)。