除火箭本身值得關注之外,此次搭載長征五號遙三運載火箭發射的衛星,更是令人期待。那就是——我國最新一代靜止軌道通信衛星平臺“東方紅五號”及其首飛實驗星實踐二十號衛星。
前者相當于汽車的底盤,后續衛星只需要添加各種專用功能模塊,根據不同有效載荷做少量適應性修改即可。而后者在完成在軌技術驗證之后,可以將通信總容量從20G(此前我國通信衛星的總合)提升到300G至1T。用實踐二十號衛星副總設計師周穎的話說:“實踐二十號衛星代表了我國民商用通信衛星發展的新高度。”
在這塊航天高科技的“試驗田”里,航天科技集團第五研究院西安分院培育了代表我國高通量衛星未來發展方向的Q/V載荷,“種植”了能夠實現星間、星地更大容量衛星通信的“激光終端”,還栽培了能夠實現通信資源靈活分配的“寬帶柔性轉發器”。
高通量通信衛星是我國通信衛星未來發展的重要方向。我國已經發射的首個高通量衛星實踐13號衛星,可以使地面用戶能享受到衛星寬帶互聯網服務。
周穎介紹,“實踐二十號衛星上搭載的Q/V載荷是未來高通量通信衛星和超高通量通信衛星關口站主要使用的載荷,代表著未來高通量衛星發展的主要方向,也是國際航天在高通量衛星研制上的重要方向。”
什么是超高通量衛星?以高速公路為例,如果將現有的傳統通信衛星比作是普通公路的話,高通量衛星就是高速公路,那么能夠實現通信容量在1Tbps以上的超高通量衛星則是現有高速公路通行能力50倍以上的高速公路。使用Q/V載荷的高通量衛星以及超高通量衛星將可以大大地提高在偏遠地方實現寬帶互聯網的能力,并且更為高效、成本更低。
如果說Q/V載荷是實現衛星高通量通信的“新星”,那么西安分院研制的激光終端則可以稱為“大牛”。該終端將作為激光通信的主體,通過激光傳輸實現星地和星間通信。激光通信是未來地面超大容量關口站實現的主要途徑,也是未來建設天基信息網絡中星間通信的主力。
相比傳統的微波傳輸,光寬帶在傳輸過程中幾乎不受帶寬的限制,就可以實現大容量的衛星通信和數據傳輸,并且具備速率高、保密性強等優勢。作為衛星通信和衛星數據傳輸領域的“網紅級”產品,激光終端現在是備受青睞,一些國家重大工程項目都瞄準了激光終端的應用潛力和應用價值,紛紛拋出了橄欖枝。未來,隨著激光終端研制技術的成熟,小型化和批量化研制將成為其主流。
由五院西安分院為實踐二十號衛星所研制的寬帶柔性轉發器在國際上也屬難度較大的載荷產品,代表著一個國家星載數字透明處理的最高水平。衛星通過寬帶柔性轉發可以將頻率資源進行詳細劃分,并且通過在軌網絡管理實現多用戶的靈活使用,提升星上通信資源的使用效率。
在軌使用時,寬帶柔性轉發器通過在軌網絡管理自動分配鏈路,在用戶使用結束之后,將鏈路分配給其他需要使用的用戶。就好比地面手機通信基站信號通路的靈活分配一樣,如果有1萬個用戶,由于手機用戶不可能同時在線使用,那么有1千條線路就基本可以滿足所有用戶的使用。而傳統的衛星轉發方式,只能實現固定用戶固定通道的信號傳輸。
張學良 本報記者 石喻涵







