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

　　

　　4月12日19時04分，我國在西昌衛星發射中心，用長征三號乙運載火箭成功發射「實踐十三號衛星」，標誌著我國通信衛星已進入高通量時代。

　　

　　簡單點説

　　

　　這顆衛星可以幫你

　　

　　在飛機機艙內暢快上網

　　

　　解決高鐵上信號時斷時續等問題

　　

　　但是，

　　

　　你以為實踐十三號衛星

　　

　　只是為了滿足你小小的手機信號？

　　

　　它的作用還大著呢！

　　

　　

　　經過多年的建設和發展，無線網路信號已經覆蓋國內所有城市和主要鄉鎮。但是，我國幅員遼闊、地形複雜，在山地、沙漠、草原、海洋等地方，資訊傳遞仍屬於盲區。

　　

　　另一方面，西部地區寬頻接入設施落後、跨國企業陸上鋪設公眾網路困難、網路運營商無法擁有自主可控的電信服務等網路障礙嚴重阻礙了我國資訊化進程的推進。

　　

　　而打破這一僵局的關鍵在於尋求新手段實施網路基礎建設，高通量衛星正是在這樣的背景下發展起來的。

　　

　　“實踐十三號是我國首顆高通量通信衛星（HTS），首次搭載了Ka頻段通信載荷，衛星通信總容量達20Gbps，超過了我國之前研製的所有通信衛星容量的總和。”周志成介紹。

　　

　　衛星通過26個用戶點波束和3個饋電波束，能夠覆蓋我國除西北、東北的大部分陸地和近海約200km海域，並憑藉其快捷組網、高速接入、容量大、成本低等優勢，可以隨時隨地將寬頻通信的“觸角”延伸到那些地面無線網路信號覆蓋不到或光纜無法接入的地方。

　　

　　衛星可支援地面用戶最高150Mbps的下載速率和12Mbps的上行速率，也就是説，不管使用者是身在偏遠的小山村還是在廣袤無垠的大草原，是在遠離喧囂的海島上還是在聳入雲端的高峰上，都可以在衛星的幫助下不間斷地高速上網，切身感受到寬頻通信的無處不在、無時不待。

　　

　　此外，實踐十三號衛星採用天地一體化設計理念，將助力運營商實現無縫“動中通”。所謂“動中通”，是指衛星通過多波束無縫切換、終端自動跟蹤捕獲等技術，為車輛、輪船、飛機等移動載體在運動過程中提供通信保障。

　　

　　據統計，我國平均每天鐵路客運量高達760萬人次，飛機乘客超過120萬人。但乘客的上網體驗卻非常不佳：高鐵列車上手機信號時斷時續，遊輪駛出境口便成了資訊孤島，而飛機機艙內上網更是天方夜譚……

　　

　　在這些高速穿梭在不同區域的交通工具內，信號切換過於頻繁，這讓以往的地面通訊手段愛莫能助。而這些問題在高通量衛星實踐十三號面前都將迎刃而解，多波束無縫切換技術與終端自動跟蹤捕獲功能的完美配合，將時時刻刻為乘客聯通世界，徹底改善上網體驗。

　　

　　“實踐十三號的成功發射，標誌著我國衛星通信從此進入高通量時代，真正意義上實現了衛星通信的寬頻應用，填補了我國在該領域的技術空白。”趙堅自豪地説。

　　

　　

　　我國有為數眾多的人參與徒步、登山、越野、騎行、海釣、自駕遊等戶外項目，但因為一些戶外地區通信信號差甚至完全沒有信號，每月有近千起迷路或失聯事件發生。

　　

　　更為重要的是，當地震、海嘯、洪水、泥石流等自然災害發生時，一旦地面固定和行動通訊設施遭到損毀、陷於癱瘓時，受災地區群眾就無法與外界取得聯繫，不能及時、快速、準確地傳遞災情資訊。

　　

　　“2008年汶川大地震暴露出我國應急通信中的多項薄弱環節。”趙堅表示，由於缺乏獨立自主的移動通訊手段，致使有關部門無法在第一時間獲取災區資訊。從那以後，國家就組織相關部門進行科學論證、精準研判、痛下決心，一定要建立起具有足夠抗干擾能力的應急通訊系統。

　　

　　實踐十三號衛星採用了頻率更高的Ka頻段通信，其優勢十分明顯：它既適合政府和單位的全方位通信保障需求，以及特殊行業應急通信保障，如石油、電力、交通、通信運營企業等，也適合於個人攜帶使用需求，保障戶外出行安全。

　　

　　無論是戶外遊客還是受災民眾配備了這種用戶終端後，可以隨時與衛星建立語音、數據和視頻的傳輸，把途中或災區的情況第一時間傳遞出去，為開展救援開闢一條“綠色通道”，將損失降至最小。

　　

　　實踐十三號衛星將引領我國高通量衛星通信技術發展，實現我國衛星平臺技術水準跨越式提升，推動我國商用衛星國産化進程，對我國後續衛星載荷技術發展起到至關重要的作用。

　　

　　

　　“作為我國首顆電推進工程化應用的衛星，實踐十三號衛星推進系統選用氙離子推力器，無需消耗化學推進劑便可完成15年壽命期內的南北位置保持任務。”國防科工局系統工程司副司長趙堅説，推進系統之於衛星，就如同發動機之於汽車，衛星想要在諸多因素干擾下穩定運作在預設軌道中，必須依靠推進系統提供動力。

　　

　　以往大多數衛星都是利用化學推進系統進行位置保持，而攜帶大量化學推進劑不僅限制了衛星的性能，更增加了運載火箭的負荷。

　　

　　單位推進劑量産生的衝量叫做比衝，比衝越高表明在保持位置時所消耗的推進劑越少。而配備離子電推進系統的實踐十三號正具備了高比衝的特點，這大大減少了其推進劑的攜帶量。

　　

　　“之前一顆衛星需要帶3噸左右的化學推進劑，佔總重量的60%，十分笨拙，其中南北位置保持所需的推進劑超過600公斤，而使用電推進的實踐十三號衛星只需帶100公斤的氙氣就可以順利完成南北位置保持任務。”

　　

　　航太科技集團公司五院通信衛星事業部部長周志成告訴作者，電推進系統的推進效率十倍以上于化學推進系統，“瘦身”成功後的實踐十三號有效載荷顯著提升，威力不容小覷。

　　

　　電推進系統的工作原理是利用高電壓電離推進劑並加速噴出産生推力。“電推進聽起來簡單，但實施過程中需要突破許多技術瓶頸、攻克多重實驗難關。”周志成透露，航科五院將整顆衛星放進真空罐進行電推進全系統匹配實驗，在1000伏的電壓下電離氙氣，再通過加速柵極噴射出來。

　　

　　“過去，在衛星中使用100伏的電壓，這在國際上都是一項技術難題。而現在要在真空、電漿的環境中，完成1000伏電壓下的長時間工作，這對很多國內元器件廠家來説都是一種前所未有的挑戰。”周志成説。

　　

　　考慮到實踐十三號衛星是我國首顆採用離子電推進技術的高軌衛星，一套不同於傳統化學推進技術的在軌衛星測控管理系統也應運而生。此系統採用雙站測控的技術方案，一方面系統可靠性得到充分保證，更重要的是將滿足測軌精度的時間週期大大縮短。

　　

　　與此同時，經過分析計算和倣真測試，該策略完全能夠滿足使用電推進技術的在軌運作管理要求，在保證和提高在軌運作壽命的同時，大大降低了衛星整星重量，使之可以更加靈活的實現通信衛星的載荷配置。

　　

　　此外，實踐十三號衛星是東三B平臺全配置首發星，該平臺是我國研製的最新一代中等容量通信衛星平臺，採用了綜合電子、電推進、高效熱控、鋰離子蓄電池等先進技術。

　　

　　“這些技術得以實現，是蘭州空間技術物理研究所堅持不懈40年的奮鬥成果，是一代又一代航太人前赴後繼、矢志不渝的驕人戰績。”周志成説，此次發射，標誌著中國電推進技術已進入全面應用階段，並達到與國際領先水準比肩齊飛的層面。