近日，我國目前體量最大、技術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。
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、太赫茲技術在內(nèi)的多項核心關鍵技術首次在軌驗證。多個空間技術領域的新產(chǎn)品也通過了在軌測試，標志著我國航天領域多項關鍵技術、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就是超高速激光通信技術。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，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，作為新技術試驗衛(wèi)星，實踐二十號還驗證了最新的電推進技術。未來，這項技術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。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。
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