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亚太6D通信卫星成功发射!东方红四号增强型卫星平台首亮相

时间:2020年07月09日 信息来源:本站原创 点击:1900 字体:

2020年7月9日20时11分,亚太6D通信卫星在西昌卫星发射中心由长征三号乙运载火箭成功发射。亚太6D通信卫星是一颗地球静止轨道高通量宽带通信卫星,由航天科技集团五院(以下简称五院)通信卫星事业部抓总研制,采用我国自主研发的新一代东方红四号增强型卫星公用平台(DFH-4E平台)建造,发射重量约5550公斤,在轨服务寿命15年。截至目前,五院已研制发射304颗航天器。

 

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亚太6D通信卫星是我国第11颗整星出口的商业通信卫星和我国首个Ku频段全球高通量宽带卫星通信系统的首发星,同时也是我国目前通信容量最大、波束最多、输出功率最大、设计程度最复杂的民商用通信卫星,代表我国高通量通信卫星研制能力达到国际先进水平。

 

亚太6D通信卫星主要为亚太区域用户提供优质、高效、经济的全地域、全天候的卫星宽带通信服务,用以满足其海事通信、航空机载通信、陆地车载通信以及固定卫星宽带互联网接入等多种应用需求,将在商业通信、应急通信和公共通信方面发挥重要作用,有力促进和推动服务地区的社会进步和经济发展。

 

高端品质,铸造国际一流

 

2016年7月,亚太6D通信卫星的项目签约仪式在深圳市举行,标志着我国首个Ku频段全球高通量宽带卫星系统启动建设,亚太6D通信卫星正是该系统的首颗卫星。

 

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“高通量通信卫星(HTS)”简单而言,就是指采用频率复用、多点波束等先进技术,实现比常规通信卫星高出数十倍通信容量的通信卫星,让用户随时随地享受到方便快捷的卫星互联网传输服务,在网络覆盖延伸、骨干网络备份、边远地区覆盖、保障应急通信等方面发挥着不可替代的作用。2017年4月12日,我国首颗高通量通信卫星中星16号成功发射,而在短短几年后,亚太6D通信卫星就将我国高通量通信卫星技术能力提升到国际一流水平。

 

亚太6D通信卫星采用Ku/Ka频段进行传输,通信总容量达到50Gbps,单波束容量可达1Gbps以上,可以为用户提供高质量的话音、数据通信服务;采用90个用户波束,实现可视范围下全球覆盖,在载荷重量、通信容量、设计复杂程度等方面,刷新了国内同类通信卫星的最高纪录。

 

五院亚太6D通信卫星总指挥/总设计师魏强介绍,项目团队先后攻克了Ku频段超宽带多端口功率放大器(MPA)、关口站灵活切换等诸多关键技术,使得卫星技术指标与能力达到国际先进水平。作为中国高端出口商业通信卫星的又一张“闪亮名片”,该项目对于我国东方红系列通信卫星的国际化发展有着十分重大的意义。

 

为了保证卫星功率资源的灵活分配和应用,五院西安分院在该卫星上应用了Ku频段宽带多通道混合矩阵放大器,它可以在地面应用热点或降雨造成的信号衰减的情况下,实现卫星信号输出功率的动态调整。西安分院研制人员首次采用新型波导安装等技术,将布局空间利用到极致。

 

自主创新,打造全新平台

 

2010年,着眼于未来通信卫星发展趋势和应用需求,我国提出在东方红四号卫星平台(DFH-4平台)基础上,进一步开展技术创新,全面提高我国通信卫星平台的国际竞争力。2012年,东方红四号增强型卫星平台(以下简称DFH-4E平台)研制工作正式启动,经过多年的刻苦攻关,基于东方红四号增强型卫星平台的亚太6D通信卫星成功发射,实现了该平台在国际商业航天舞台上的“首次亮相”。

 

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“DFH-4E平台具有‘高承载、大功率、长寿命、高可靠性’等优势,能力更强、更加智能,能够满足未来各类卫星通信应用需求,具有广阔的应用前景”,五院亚太6D通信卫星产品保证负责人石明介绍说。

 

有效载荷承载能力好比一辆汽车的底盘,是衡量卫星平台能力的重要指标。由于采用了全新DFH-4E平台,亚太6D通信卫星的有效载荷重量是普通东四卫星的1.5倍,转发器设备数量是普通东四卫星的2至3倍,波导数量是普通东四卫星的近6倍。结合DFH-4E平台的结构特点和亚太6D通信卫星的实际需求,项目团队创新提出“扩展通信舱”构型和“通信舱水平板”的结构形式,并通过耦合热管设计,确保了亚太6D通信卫星超大规模的有效载荷既“放得下、摆得好”,又“散热快、不发烧”。

 

供配电系统是卫星的“心脏”和“血液循环系统”,确保着星上设备有效运作。为了满足卫星供配电需求,项目团队依托DFH-4E平台,为亚太6D通信卫星量身定制了“大功率供配电套装”:采用新一代14.4kW电源控制器、大型一维二次展开太阳翼、大功率太阳翼驱动机构、大容量锂离子电池组,自主研发全新能源自主管理软件等。通过这些创新应用,亚太6D通信卫星整星大功率需求得到有效满足,平台供电安全防护、电源系统在轨自主管理能力等均达到国际先进水平。

 

在平稳安全的情况下,汽车的长距离行驶依赖充足的燃油或电力,而通信卫星的服务寿命往往取决于推进剂的限制。亚太6D通信卫星采用化学推进和电推进全配置,就像太空中的“油电混合动力汽车”,采用我国自主研制的长寿命、高可靠LIPS200离子电推进技术完成南北位置保持,全面满足15年的服务寿命要求。通过采用电推进技术,DFH-4E平台卫星可以节省下来大量的化学推进剂重量,从而提高有效载荷的重量上限,进一步提升卫星的应用价值。

 

作为DFH-4E平台的全配置首发星,亚太6D通信卫星将在任务执行期间对这一全新平台进行全面验证,不断扩展该平台的技术能力,不断推动该平台的技术完善与后续推广应用。相信在不远的将来,更多的DFH-4E平台卫星将陆续闪耀星空,在通信卫星的国际舞台上大放异彩。

 

忠诚勇敢,锤炼通信品牌

 

“刨根问底”的型号两总,“不知妥协”的设计人员,是研制团队给人的第一印象,而这背后则是对产品质量的严格要求,对技术细节的一丝不苟。亚太6D通信卫星携带的有效载荷重量是以往DFH-4平台卫星1.5倍,但卫星的起飞重量却没有发生较大改变。虽然采用电推进技术节省了部分化学推进燃料,但仅仅这样还远远不够。于是,大到卫星的结构设计,小到轻量化、小型化设备的选择,为了帮这个5吨重的“大块头”减重,各位设计师们可没少动脑筋。“选择固定钽箔的钢螺钉还是钛螺钉都要提出具体要求,即使太阳翼的配重螺钉只有30多克,我们也必须做好记录”,五院卫星总体主任设计师刘建功打趣说,“因为我们从不‘斤斤计较’,而是‘克克计较’。”经过严苛的设计优化,亚太6D通信卫星的贮箱和气瓶减重近20%,超小型化国产变频器减重30%,双频点信标机合二为一,大量应用小型化产品……通过各种创新优化,亚太6D通信卫星全面满足各项设计指标,其出色承载能力也成为了我国通信卫星的新标杆。

 

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宝剑锋从磨砺出,梅花香自苦寒来。亚太6D通信卫星发射成功的背后,是研制团队多年来的砥砺奋斗与敬业奉献。“亚太6D通信卫星设计异常复杂,配置多、切换多,这不仅意味着优异的卫星能力,也带来了成倍的设计、总装与测试任务”,五院亚太6D通信卫星副总指挥彭云鹤介绍说。为了保证卫星研制进度,项目团队一方面开展流程优化和提升测试效率的钻研工作。通过力、热互换等流程优化,应用分合路测试组件及一体化大功率负载等先进测试设备,节省整星AIT时间。同时,从去年7月载荷舱完成交付后,项目团队就默契开始了加班加点的超常工作模式。有的队员常年奔走于北京、深圳、兰州、西安之间,大年三十也无法陪伴家人身边;有的队员住的太远,为了节省路上时间,干脆直接在休息间的沙发上和衣而眠;有的队员没时间理发,头发长了,就让身边的同事拿着文具剪给理个刘海儿;有的队员才刚刚参加工作,就一直坚守在试验现场,在女朋友面前“玩起了消失”……再苦再难,他们从不抱怨,即使是在2020年春节疫情最严重的时期,他们也坚守岗位,确保卫星24小时不断电。最终,亚太6D通信卫星从三舱对接到进驻发射场仅用了6个月,卫星按时出厂、成功发射,得到用户方的高度赞扬。

 

数十年的忘我奋斗过程中,五院通信卫星团队逐渐形成了“忠于初心、诚于价值、勇于担当、敢于超越”的“通信卫星团队精神”,这也是亚太6D通信卫星团队砥砺前行的精神动力。

 

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“忠于初心,是通信卫星团队最鲜明的特点;诚于价值,是通信卫星团队最显著的共识;勇于担当,是通信卫星团队最突出的品格;敢于超越,是通信卫星团队最执着的追求。《东方红》的乐章仿佛仍然响彻耳边,今天的我们,正在用赤诚书写历史,用奋斗铸就辉煌。”五院亚太6D通信卫星研制团队一名成员的话也道出全体五院人共同的心声。



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