4月12日，實踐十三號衛(wèi)星成功發(fā)射，這是我國衛(wèi)星通信進入高通量時代的開端，實現(xiàn)了真正意義上自主通信衛(wèi)星的寬帶應用。實踐十三號衛(wèi)星有什么新特點？應用前景如何？記者采訪了相關專家。
實踐十三號衛(wèi)星發(fā)射現(xiàn)場。光明日報記者 葉樂峰攝/光明圖片
大容量：超過我國所有通信衛(wèi)星容量總和
隨著互聯(lián)網應用的普及、衛(wèi)星通信帶寬需求不斷擴大，以及傳統(tǒng)C、Ku頻段軌位和頻率資源的日趨稀缺，衛(wèi)星通信向Ka頻段寬帶方向發(fā)展成為一個必然趨勢。
“Ka寬帶衛(wèi)星擁有更多的頻段資源，系統(tǒng)容量得以大幅增加，是傳統(tǒng)通信衛(wèi)星的數十倍。”實踐十三號衛(wèi)星運控和試驗應用系統(tǒng)總師唐左向表示，實踐十三號衛(wèi)星是我國首顆高通量通信衛(wèi)星，首次應用Ka頻段多波束寬帶通信系統(tǒng)，通信總容量超過20Gbps，超過了之前我國研制的所有通信衛(wèi)星容量的總和。
實踐十三號衛(wèi)星高通量的特點將有助于消除我國存在的“網絡鴻溝”。實踐十三號衛(wèi)星工程總師劉方表示，我國幅員遼闊、地形復雜，在山區(qū)、沙漠、草原、海洋等地方，信息傳遞仍然存在盲區(qū)。“在這些地區(qū)鋪設地面或移動網絡，存在很多無法克服的障礙。而實踐十三號衛(wèi)星不受地面條件限制，可以憑借其快捷組網、高速接入的特點以及低成本優(yōu)勢，很好地解決這一問題。”劉方說。
除了首次應用Ka頻段多波束寬帶通信系統(tǒng)，實踐十三號衛(wèi)星還創(chuàng)造了多個“首次”：首次在我國高軌衛(wèi)星上使用電推進完成壽命期內南北位保任務；首次在我國高軌衛(wèi)星上搭載激光通信系統(tǒng)；首次將衛(wèi)星技術試驗和示范應用相結合，衛(wèi)星在完成在軌技術試驗驗證后，將命名為中星16號衛(wèi)星，提供雙向寬帶通信示范化運營服務。
值得一提的是衛(wèi)星采用的電推進技術。專家表示，電推進比沖是常規(guī)化學推進劑的十倍以上，理論上可使衛(wèi)星攜帶的推進劑減少90﹪，可大大減輕衛(wèi)星的自重，意味著衛(wèi)星可承載更多的載荷。
天地一體化：實現(xiàn)無縫“動中通”
生活中我們常常遇到這樣的情況：飛機機艙內無法上網，高鐵列車上手機信號時斷時續(xù)，游輪駛離港口后變成“信息孤島”。
“以上問題是由于地面移動網絡無法實現(xiàn)全面覆蓋，即使能覆蓋，但跨越不同區(qū)域導致切換過于頻繁，難以為高速交通工具提供服務。”劉方說，而實踐十三號衛(wèi)星采用天地一體化設計理念，其中一項重要業(yè)務就是提供高速“動中通”（指車輛、輪船、飛機等移動載體在運動過程中的衛(wèi)星通信保障），通過多波束無縫切換配合機載、車載或船載終端的自動跟蹤捕獲功能，可以為航空、航運、鐵路等各類交通工具上的乘客徹底改善上網體驗。
實踐十三號還可以發(fā)揮“應急通信”關鍵作用。據悉，我國有超過6000萬人參與徒步、登山、越野、騎行等戶外項目，每月有近千起迷路或失聯(lián)事件發(fā)生。更重要的是，當發(fā)生地震、水災、海嘯等突發(fā)事件時，一旦地面固定基站和移動通信業(yè)務發(fā)生損毀或癱瘓，就無法與外界取得聯(lián)系，不能及時、快速、準確地傳遞災情信息，導致不可挽回的損失。
“實踐十三號衛(wèi)星由于采用了頻率更高的Ka頻段通信載荷，有效縮小了用戶終端天線尺寸，非常便于攜帶。”唐左向介紹，游客或受災民眾配備了這種用戶終端后，可以隨時與衛(wèi)星建立語音、數據和視頻的傳輸，把途中或災區(qū)的情況第一時間傳遞出去，將損失降至最小。
加快步伐：實踐十八號將于今年6月完成發(fā)射
據介紹，我國已形成固定通信廣播、移動通信、數據中繼等衛(wèi)星通信技術服務體系，在軌民（商）通信衛(wèi)星16顆，轉發(fā)器總數量達273個，基本形成了全球化的衛(wèi)星通信服務能力。在國際上，中國衛(wèi)星通信集團公司在全球衛(wèi)星固定服務運營商中的綜合排名躍升到了第六位，市場影響力大幅提升。
“經過40多年的發(fā)展，我國通信衛(wèi)星的研制與應用取得了較大的成就，但與美歐等強國相比，在衛(wèi)星技術水平、產業(yè)規(guī)模等方面還有較大差距。”國防科工局系統(tǒng)工程司副司長趙堅坦言，國內民商通信衛(wèi)星多為傳統(tǒng)的C、Ku頻段轉發(fā)器，容量有限；通信衛(wèi)星平臺整星功率及有效載荷功率與國際先進水平差距明顯；在寬帶多媒體通信衛(wèi)星、移動多媒體廣播等新領域的應用尚屬空白等，“我們后續(xù)要進一步推動我國通信衛(wèi)星技術及產業(yè)的發(fā)展”。
實踐十三號衛(wèi)星是東方紅三號B平臺全配置首發(fā)星，該平臺是我國研制的最新一代中等容量通信衛(wèi)星平臺，可推廣應用到其他平臺，有效促進了國內衛(wèi)星平臺能力的提升。“為進一步提升我國通信衛(wèi)星技術水平和國際競爭力，2015年國防科工局聯(lián)合財政部批復了新一代大容量通信衛(wèi)星公用平臺——東方紅五號平臺的攻關立項。”趙堅透露，該平臺是我國第五代通信衛(wèi)星平臺，設計壽命16年，主要性能指標超過目前現(xiàn)役的國際主流衛(wèi)星平臺。首顆基于該平臺的試驗衛(wèi)星實踐十八號也將于今年6月完成發(fā)射。
此外還要推進國家民用空間基礎設施的建設。趙堅表示，按照《國家民用空間基礎設施中長期發(fā)展規(guī)劃（2015—2025年）》，至“十四五”，我國將新增建設22顆通信廣播衛(wèi)星，其中全新研制的通信衛(wèi)星有5顆。
天地一體化信息網絡重大科技工程也正在啟動。該工程通過天基骨干節(jié)點、天基接入節(jié)點及地面骨干節(jié)點構成覆蓋全球的天地一體化網絡，2030年前實現(xiàn)全面服務。“工程完成建設后，將大幅提升我國衛(wèi)星通信服務能力，并推動我國電信服務網絡向全球服務的轉型升級。”趙堅說。
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