近日,我國目前體量最大、技術(shù)水平最為先進的通信衛(wèi)星——實踐二十號成功完成全部核心試驗,充分驗證了衛(wèi)星性能及多項最新技術(shù)。
實踐二十號衛(wèi)星于2019年12月27日隨長征五號遙三運載火箭發(fā)射升空,于1月5日定點在地球同步軌道后,開始進行在軌測試。
航天科技集團五院 實踐二十號衛(wèi)星總設計師 李峰:
我們策劃了整個整星測試項目在軌是84項,目前來看重要的核心的載荷測試已經(jīng)完成了,取得的成果非常讓人鼓舞,全面符合我們的設計預期。
據(jù)了解,實踐二十號衛(wèi)星已經(jīng)成功完成了包括超高速激光通信技術(shù)、太赫茲技術(shù)在內(nèi)的多項核心關(guān)鍵技術(shù)首次在軌驗證。多個空間技術(shù)領域的新產(chǎn)品也通過了在軌測試,標志著我國航天領域多項關(guān)鍵技術(shù)、材料和產(chǎn)品達到了國際領先水平。后續(xù),衛(wèi)星將在邊試驗邊提供服務的模式下,進行長期在軌工作。
實踐二十號:世界在軌驗證最高傳輸速率
此次實踐二十號驗證的一項核心技術(shù)就是超高速激光通信技術(shù)。那么這個“超高速”是什么概念呢?對于通信衛(wèi)星來說會有怎樣的意義?
“傳輸速率”的大小是通信衛(wèi)星能力最直觀的體現(xiàn)。在實踐二十號衛(wèi)星之前,我國曾在實踐十三號衛(wèi)星上驗證過激光通信技術(shù),當時的傳輸速率是5Gbps。而實踐二十號則直接將這個數(shù)值提高了一倍,達到了10Gbps,這也是目前世界在軌驗證得到的最高傳輸速率。
中國工程院院士 航天科技集團五院實踐二十號衛(wèi)星總指揮 周志成:
將來你比方老百姓的娛樂,下載電影,傳輸速率就提升很多,人的體驗就不一樣了。所以我們掌握了10個G的激光通訊,我們在后續(xù)的應用衛(wèi)星的制造上,我們就會有很多的方案可以提供給大家,包括把激光通信、高通量放在我們低軌互聯(lián)網(wǎng)星座里去。
也就是說,這個超高速的傳輸速率未來將大大改變我們的生活。事實上,從我國首顆通信衛(wèi)星“東方紅二號”開始,通信衛(wèi)星的傳輸速率在不斷提高,也為人們提供著一代一代升級的服務。而基于東方紅五號平臺研制的實踐二十號衛(wèi)星,將進一步拓寬通信傳輸?shù)念l段,提升用戶的體驗,也為未來高通量衛(wèi)星的研制奠定基礎。
實踐二十號:電推進系統(tǒng)全面驗證
除了驗證通信衛(wèi)星的傳輸速率,作為新技術(shù)試驗衛(wèi)星,實踐二十號還驗證了最新的電推進技術(shù)。未來,這項技術(shù)有望廣泛應用于各類航天器,大幅提升衛(wèi)星的運行效率。
對于高軌道通信衛(wèi)星來說,定點位置是不能改變的。一旦偏離預定位置,就無法提供對應區(qū)域的服務。而要想保持在這個定點位置,就需要一套推進系統(tǒng)提供動力。過去,這個推進系統(tǒng)一般是通過化學燃料作為推進劑。
航天科技集團五院 實踐二十號衛(wèi)星總設計師 李峰:
我們需要攜帶幾乎衛(wèi)星重量一半的推進劑,來做在軌的東西位(置)保(持),南北位(置)保(持)這一系列的工作。這樣的話就導致我們衛(wèi)星承載的有效載荷的重量無法迅速提升。
而電推進就可以解決這個問題。衛(wèi)星不再需要攜帶很重的化學燃料,而是攜帶特殊的氣體——“氙氣”,就可以電解產(chǎn)生離子流,形成推力。這個推進效率達到了過去的十倍左右。
航天科技集團五院510所 電推進事業(yè)部總經(jīng)理 耿海:
這么大的體量的衛(wèi)星要用化學推進的話,它帶的推進劑可能就要接近三噸,而我們帶的推進劑可能只有200公斤,這就是一個數(shù)量級的差異。
專家介紹,電推進系統(tǒng)對于材料的選擇,和在太空中解決高壓加電等問題,都是世界級的難關(guān)。我國從上世紀70年代開始論證電推進系統(tǒng),到今天已經(jīng)將近50年的時間了。此次在實踐二十號上實現(xiàn)技術(shù)驗證,對未來在深空探測等領域的航天器研制,都將起到重要作用。
關(guān)鍵詞: 通信衛(wèi)星