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航天科技集团研制的我国第一代数据中继系列卫星圆满收官纪实

发布时间:2021-07-24 03:30    来源:114资讯

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原标题:航天科技集团研制的我国第一代数据中继系列卫星圆满收官纪实

7月6日23时53分,我国在西昌卫星发射中心使用长征三号丙运载火箭,成功将天链一号05星发射升空,卫星顺利进入预定轨道。至此,由航天科技集团五院研制的我国第一代数据中继系列卫星圆满收官。

通信覆盖率提高至98%以上

天链一号01星、02星、03星和04星,分别于2008年4月、2011年7月、2012年7月和2016年11月发射升空,4颗卫星在轨组网运行稳定,开创了我国天基测控和数据传输的新纪元。“天链一号”也是继美国之后,世界上第二个具有对中低轨道航天器进行全球覆盖能力的中继卫星系统。

此次发射的天链一号05星是我国第一代中继卫星系统的第四颗装备星,使命是维持我国第一代中继卫星系统的完整性,保证系统的覆盖率和服务能力不下降;为航天器用户和相关平台等其他用户提供数据中继、测控信息传输和测定轨服务,满足日益增长的新用户使用需求。

在没有中继卫星前,我国中低轨道航天器主要依靠地面接收设备来打通天地之间的通信渠道。由于中低轨航天器一般都运行在距离地面200公里~2000公里的轨道上,且受地球曲率和无线通信直线传播影响,只有很少一段时间能够与一个固定地面站建立稳定的数据传输链路。

对搭载着航天员在太空飞行的航天器来讲,地面希望随时都能与其保持通信,但同一个地面站能够与航天器保持通信的时间十分有限。如果错过了对话时机,就要等飞船再次绕地球轨道飞行一圈才能进行对话。例如,2003年发射的“神舟五号”和2005年发射“神舟六号”,地面工作人员在与航天员通话时,经常会因为飞船飞出地面测控站丢失信号,只有等到飞船再次进入地面站测控范围后,才能与航天员进行通话。

天链一号卫星总设计师王家胜表示,为赢得更多时间来与航天员联系,需要尽可能多地在地球表面建设测控站,这包括陆地测控站和远洋测量船。这个办法从理论上可行,但成本十分高昂。为了让事情变得简单可行,中继卫星系统应运而生。

今年6月23日,习近平总书记同在天和核心舱上执行任务的神舟十二号载人飞船航天员通话,声音清晰,视频画面顺畅,这都归功于“天链一号”家族所提供的优质高效的通信支撑。

自天链一号01星发射升空以来,天链中继卫星已为神舟系列飞船、天宫一号目标飞行器和天宫二号空间实验室、天和核心舱等载人航天工程各阶段任务提供了有力的测控和通信保障,并先后为遥感等多个系列的数十颗卫星提供长期在轨高速数据中继及测控服务,形成了全球测控能力和高速数据实时回传能力。同时,该卫星系统还为我国运载火箭提供了天基测控手段,大幅提升了我国航天发射全程测控与数据中继能力。

“天链一号”运行至今,其任务规模和用户数量都在快速增长,且将我国载人航天测控通信覆盖率从不足20%提高至98%以上,在维护国家空间安全、促进国民经济发展等方面都发挥了重要作用,应用效能显著。

东方红三号卫星平台收官之作

“天链一号”是以东方红三号卫星平台为基础研制的地球静止轨道卫星,此次发射的天链一号05星是我国东方红三号卫星平台的收官之作。该卫星平台是我国从上世纪60年代水平起步、瞄准国际上80年代水平、用8年时间缩短20年差距的研制成果。

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在卫星平台研制初期,科研团队打破常规的卫星研制思路,采用高起点、大跨度的方式,迎头赶上了国际卫星事业新型平台的技术水平。

天链一号卫星副总设计师姚春图表示,“东方红三号卫星平台70%~80%的技术均为新研制,在世界航天史上都是罕见的。一颗东方红三号卫星的通信能力相当于12颗东方红二号甲卫星,研制效率非常高,当属空间事业之最。”

在东方红三号卫星平台系统研制时,需要解决的技术难点上百个,科研团队进行了多次整星地面大型试验。姚春图介绍说,“各部分系统的任务书摞一起,就是一堵近3米的书墙。攻关的坎坷之路就从这里起步。在‘东三’研制过程中,每个人都对国家捧出了深沉而炽热的爱。善于创造奇迹的中国航天人,就这样把一个跨越20年的奇迹呈现在世人面前。”

另外,卫星全三轴姿态稳定与轨道控制是国际上80年代中期才开始采用的一种先进技术。中心线路盒是控制系统的心脏,当时由多名女同志组成的工程组承担研制工作,经评审达到国际先进水平;液体双组元统一推进技术实现多次点火,随时开关机,具有机动性强、灵活性高、适应性广等优点,研制人员苦战6年才攻下这道世界难关。

同时,东三平台的太阳帆板电源系统采用了十几项先进技术,达到了国际上80年代末的先进技术水平,蓄电池密封技术达到国际上90年代先进水平。东方红三号卫星最大可搭载24路转发器及赋型天线系统,所用的多功能接收机的电性能和重量都达到国际上80年代先进水平。

经过中国航天人8年的拼搏奋战,首颗大容量、长寿命的东方红三号通信卫星于1994年11月30日从西昌卫星发射中心发射升空。卫星经过多次成功的变轨飞行后,进入3.6万公里的地球同步轨道,但由于一些技术问题,未能成功定点运行。

广大科研人员将悲痛化为力量,鼓起勇气,拼搏再战,最终于1997年5月12日迎来了辉煌时刻。当天,东方红三号02卫星带着航天人的心血和希望,带着国人的企盼和祝福,冉冉升入太空,并成功进入预定轨道,大大缓解了我国通信卫星空间信道的紧张局面。

那次成功发射奠定了东方红三号卫星平台主力平台的地位。截至2021年,我国一共成功发射了41颗东方红三号平台卫星,广泛应用于通信、导航、中继等领域,多次荣获国家科技进步奖,为我国航天事业作出了不可磨灭的贡献。

质量零缺陷 团队出人才

2003年,天链一号卫星系统工程正式开始研制,由此拉开了我国建设太空数据“中转站”的序幕。

在卫星研制过程中,质量一直是科研团队重点强调的方面。追求“零缺陷”的天链一号卫星科研团队,不容许有丝毫“沙子”掉进眼睛。他们严把质量关,反复开展质量分析验证,确保吃透技术细节,将质量隐患扼杀在摇篮中。

18年来,天链一号卫星科研团队中,虽然有人离开、有人加入,但不管人员怎么变化,质量永远都是第一“生命线”。正因为有了他们严慎细实和严格把关的工作态度,从2008年发射天链一号01星到如今成功发射天链一号05星,5颗卫星都在轨道上安全运行,为我国建设航天强国提供了重要支撑。

天链一号卫星科研团队从01星到05星,除了在技术上不断升级外,还较大幅度地提升了卫星的国产化率。王家胜表示,经过科研团队的技术攻关和勇于创新,天链一号05星的国产化率达到92%。

18年来,科研团队不仅解决了天链一号卫星的诸多技术难题,也培养了大批骨干人才。天链一号卫星副总指挥游晟表示,当年参与该卫星系统研制的很多技术人员都成长为了主任设计师、副总师,甚至不少人成为型号总设计师、总指挥,他们在通信、导航、遥感等航天领域发挥着重要作用。

如今,天链一号卫星系统工程已经完美收官,我国第二代中继卫星系统天链二号01星也于2019年3月31日发射升空。相比于第一代中继卫星,天链二号卫星是基于东方红四号卫星平台研制,在服务目标数量、传输速率方面有了较大提升,具有服务目标更多、传输速率更高、覆盖范围更广、设计寿命更长等特征。其应用场景将会越来越多,满足多样需求,必将在相关领域带来巨大的经济社会效益。(唐明军/文 摄/王艺霏 张森宇) 来源:航天科技网站返回搜狐,查看更多

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