天通一號03星成功發射!中國航天迎來2021開門紅
2021年01月20日09:42

  來源:科技日報

  孔曉燕 付應麗 科技日報記者 付毅飛

  2021年1月20日0時25分,我國在西昌衛星發射中心用長征三號乙運載火箭,成功將天通一號03星發射升空。在為中國航天發射帶來2021年開門紅的同時,也標誌著我國首個衛星移動通信系統建設取得重要進展。

  天通一號03星是中國航天科技集團五院通信與導航總體部自主研製的第三顆移動通信衛星。它在軌交付後,將與天通一號01星、02星組網運行,為我國及周邊、中東、非洲等相關地區,以及太平洋、印度洋大部分海域用戶,提供全天候、全天時、穩定可靠的話音、短消息和數據等移動通信服務。

  發展衛星移動通信是我國必然要求

  當今,人們對信息的獲取和使用需求越來越高,衛星移動通信可以彌補地面移動通信的不足。

  五院天通一號衛星總指揮邊炳秀介紹,衛星移動通信系統主要為小型化移動終端,包括地面個人移動終端、車載終端、機載終端、船載終端等,提供多樣化的中低速率的通信服務。

  該系統能夠實現對海洋、山區和高原等地區近乎無縫的覆蓋,滿足各類用戶對移動通信覆蓋性的需求。因其靈活移動和便攜的特點,具有很高的民用和商用價值。

  上世紀90年代初,以中國工程院院士童鎧為代表的航天專家,對衛星移動通信做了專題研究。他們分析衛星移動通信與地面移動通信對我國國防和國民經濟建設的影響後認為,在我國這樣一個幅員遼闊、山地多平原少、地區經濟發展不平衡、人口分佈不均、自然災害頻發、通信需求量大的國家,發展衛星移動通信是必然要求。

  2008年汶川地震後,為了擁有自主移動通信衛星系統,我國啟動了天通一號衛星研製工作。為此,五院突破了大口徑可展開網狀天線、多波束形成等關鍵技術。2016年,S頻段大容量地球同步軌道移動通信衛星天通一號01星成功發射,實現了我國移動通信衛星零的突破。隨後02星、03星啟動研製。

  天通一號將與5G融合發展

  記者從五院瞭解到,天通一號03星基於東方紅四號衛星平台研製,核心部組件全部自主研發,關鍵技術均擁有自主知識產權。

  五院天通一號衛星總設計師陳明章表示,天通一號系列衛星研製成功,使我國擁有了自主知識產權的衛星移動通信系統,標誌著我國在新載荷、大平台的研製與應用等領域進入了國際領先行列。同時也表明我國在衛星的設計製造能力、平台技術、載荷技術、基礎元器件、原材料和地面仿真實驗驗證技術領域,達到了較高技術水準,有力提升了後續同類衛星的研製水平。

1月20日0時25分,我國在西昌衛星發射中心用長征三號乙運載火箭,成功將天通一號03星發射升空。圖片來源:新華網
1月20日0時25分,我國在西昌衛星發射中心用長征三號乙運載火箭,成功將天通一號03星發射升空。圖片來源:新華網

  據瞭解,天通一號01星發射以來,已在應急救援、反恐、海事通信等領域發揮了重要作用。在九寨溝地震、大興安嶺森林火災、山竹颱風登陸、廣西洪澇災害等災情中,天通衛星電話成為應急通信的重要保障。長征十一號運載火箭海上發射時,視頻畫面通過天通一號01星的信號第一時間傳回。2020年1月,該衛星正式商用。2020年11月,02星成功發射。

  03星與01星、02星組網後,將大大擴寬我國國土及周邊海域的各類手持和小型移動終端提供話音和數據通信覆蓋,滿足更多民商用戶多樣化通信需求。

  有關部門統計,2025年前我國各類衛星移動終端用戶需求超過300萬戶,用戶覆蓋個人通信、海洋運輸、遠洋漁業、極地科考及國際維和等方面。

  後續,研製隊伍將繼續推動天通一號移動通信衛星系統向全球擴展,實現衛星移動通信的規模化應用與運營,同時將探索5G與移動系統的融合發展,為國家空間基礎設施建設發揮更大作用。

  任務火箭實現兩大變化

  此次任務是長征系列運載火箭第358次發射。據航天科技集團一院長三甲系列火箭總體副主任設計師張亦樸介紹,任務所用長征三號乙遙74運載火箭主要有兩個變化:首次實現儀器艙去任務化,首次在液體火箭中試用發射場諸元設計系統。

圖片來源:中國航天報
圖片來源:中國航天報

  張亦樸說,近年來,長三甲系列火箭開展去任務化設計,火箭三級以下結構逐步實現去任務化。但由於主力火箭——長三乙G2和G3構型火箭整流罩直徑不同,分別為4米和4.2米,與之對接的儀器艙仍有兩種構型,局部狀態存在差異,每種構型的儀器艙只能執行特定的發射任務。研製人員通過大量仿真和地面驗證試驗,統一了儀器艙的構型。現在火箭自儀器艙、三級、二級、一級均實現去任務化,完全可以與任務脫鉤,任務適應性進一步提升。

  發射場諸元設計系統主要包括瞄準諸元設計模塊和發射場風補諸元設計模塊。其中,瞄準諸元設計模塊已正式使用,取消了以往人工計算、通過紙質文件傳遞的環節,完全實現了數據的自動計算、傳遞,提高工作效率並有效避免了人為差錯風險。

  在西昌衛星發射中心的支援與配合下,發射場風補諸元設計系統開始試用。該系統涉及環節較多,當前已通過網絡打通了發射場氣象系統、諸元設計系統、飛行軟件測試系統,建成後將有效提升發射場風補諸元設計、生成、傳遞和驗證的全自動化能力。

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