7月9日20時11分，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙運載火箭，成功將亞太6D衛(wèi)星送入預定軌道，發(fā)射獲得圓滿成功。

亞太6D衛(wèi)星是由中國航天科技集團五院通信衛(wèi)星事業(yè)部抓總研制的地球靜止軌道高通量寬帶通信衛(wèi)星。記者從五院了解到，這是我國目前通信容量最大、波束最多、輸出功率最大、設計最復雜的民商用通信衛(wèi)星。它標志著我國高通量通信衛(wèi)星研制能力達到國際先進水平。

刷新國內(nèi)同類通信衛(wèi)星多項紀錄

在飛機、船舶、高鐵等交通工具上，以及沙漠、荒山等地面基站信號覆蓋不到的地方，如何滿足用戶對寬帶互聯(lián)網(wǎng)的應用需求?

2016年7月，我國首個Ku頻段全球高通量寬帶衛(wèi)星系統(tǒng)啟動建設，亞太6D衛(wèi)星正是該系統(tǒng)的首星。該衛(wèi)星主要面向亞太區(qū)域用戶，可提供全地域、全天候的衛(wèi)星寬帶通信服務，以滿足海事通信、航空機載通信、陸地車載通信以及固定衛(wèi)星寬帶互聯(lián)網(wǎng)接入等多種應用需求。

五院西安分院亞太6D衛(wèi)星副總師周穎介紹說，亞太6D衛(wèi)星的通信容量達到50Gbps，相比2017年發(fā)射的我國首個高通量衛(wèi)星——中星16號衛(wèi)星，高出了1.5倍。

高通量衛(wèi)星如同架設在太空中的空間信號中轉(zhuǎn)站，通過無線電信號轉(zhuǎn)發(fā)，使地面用戶與地面關口站的互聯(lián)網(wǎng)連接。亞太6D衛(wèi)星共有8個地面關口站，可以支持近100兆的應用速率。五院西安分院為衛(wèi)星后續(xù)應用提供了天地一體化設計，可根據(jù)用戶不同需求靈活分配頻率資源，實現(xiàn)關口站之間的靈活切換。

與傳統(tǒng)廣播電視衛(wèi)星的廣域波束天線覆蓋方式不同，亞太6D衛(wèi)星使用的是多波束天線，共有90個用戶波束，形成對地面的“蜂窩式”覆蓋。單波束容量可達1Gbps以上，可以為用戶提供高質(zhì)量的話音、數(shù)據(jù)通信服務。

據(jù)五院亞太6D衛(wèi)星總指揮、總設計師魏強介紹，該衛(wèi)星在載荷重量、通信容量、設計復雜程度等方面，均刷新了國內(nèi)同類通信衛(wèi)星的紀錄。項目團隊先后攻克了Ku頻段超寬帶多端口功率放大器(MPA)、關口站靈活切換等諸多關鍵技術，使得衛(wèi)星技術指標與能力達到國際先進水平。

東方紅四號增強型衛(wèi)星平臺首次亮相

2010年，我國提出在東方紅四號衛(wèi)星平臺基礎上開展技術創(chuàng)新，全面提高我國通信衛(wèi)星平臺的國際競爭力。兩年后，東方紅四號增強型衛(wèi)星平臺(DFH-4E平臺)研制工作正式啟動。亞太6D衛(wèi)星的發(fā)射，實現(xiàn)了該平臺在國際商業(yè)航天舞臺上的首次亮相。

五院亞太6D通信衛(wèi)星產(chǎn)品保證負責人石明介紹，DFH-4E平臺具有高承載、大功率、長壽命、高可靠性等優(yōu)勢，能力更強、更加智能，能夠滿足未來各類衛(wèi)星通信應用需求。

有效載荷承載能力是衡量衛(wèi)星平臺能力的重要指標。基于DFH-4E平臺研制的亞太6D衛(wèi)星，有效載荷重量是普通東四平臺衛(wèi)星的1.5倍，轉(zhuǎn)發(fā)器設備數(shù)量為2至3倍，波導數(shù)量是其近6倍。結合平臺結構特點和衛(wèi)星實際需求，項目團隊創(chuàng)新提出“擴展通信艙”構型和“通信艙水平板”結構形式，并通過耦合熱管設計，確保亞太6D衛(wèi)星超大規(guī)模有效載荷既能放得下、擺得好，又能散熱快、不發(fā)燒。

通信衛(wèi)星的服務壽命往往受到推進劑限制。亞太6D衛(wèi)星采用化學推進和電推進全配置，就像太空中的油電混合動力汽車，通過我國自主研制的長壽命、高可靠LIPS200離子電推進技術完成南北位置保持，可全面滿足15年服務壽命要求。電推進技術的使用，也讓衛(wèi)星的化學推進劑攜帶量大大減少，從而提高了有效載荷重量上限，進一步提升衛(wèi)星應用價值。

衛(wèi)星超重怎么辦?火箭瘦身

亞太6D衛(wèi)星的重量為5550公斤，對于火箭運力而言，它超重了。

執(zhí)行此次發(fā)射任務的長征三號乙運載火箭，地球同步轉(zhuǎn)移軌道運載能力為5500公斤，比衛(wèi)星重量少50公斤。衛(wèi)星重量無法改變，只能讓火箭在性能不減的前提下，通過自身減重來滿足發(fā)射要求。

對于起飛質(zhì)量超過450噸的長征三號乙火箭來說，50公斤看似微不足道。然而航天器上的每一克重量都要精打細算，要想讓它達到“瘦身”要求，并不比我們平時減肥更容易。航天科技集團一院火箭研制團隊不得不一步步“做減法”。

過去，長征三號乙火箭第三級上裝有5個鈦合金材質(zhì)的補壓氣瓶。設計人員經(jīng)過分析論證，在滿足強度要求和使用需求的前提下，減少了一個氣瓶，并用復合材料替代了鈦合金材料。這讓火箭整體重量減少了20公斤。

三級貯箱的重量，對火箭運載能力的影響是1∶1的，也就是說貯箱重量減輕1公斤，火箭運載能力就能提高1公斤。在保證承載能力的前提下，設計人員對火箭貯箱的工藝和結構進行了優(yōu)化，并在此基礎上選用了更輕薄的壁板，使得貯箱重量直降10公斤。

近年來，為了提高火箭適應性，長征三號乙火箭三級氫箱內(nèi)共安裝了4層環(huán)形防晃板，可滿足所有軌道任務的需求。設計人員根據(jù)亞太6D衛(wèi)星的實際軌道需求，減掉了兩層防晃板，又為火箭減掉了20公斤。

“通過這些改進，讓火箭的運載能力滿足了亞太6D衛(wèi)星搭載需求。這對于長三乙火箭來說是前所未有的。”一院長三甲系列火箭總體副主任設計師張亦樸說。(記者 付毅飛)