“下一代銥星”系統首批10顆衛星成功發射

“下一代銥星”系統首批10顆衛星成功發射

The First 10 Satellites of Iridium NEXT Launched Successfully

劉悅 （北京空間科技信息研究所）

北京時間2017年1月15日，美國在范登堡空軍基地利用太空探索技術公司（SpaceX）的獵鷹-9（Falcon-9）火箭發射10顆“下一代銥星”（lridium NEXT）取得圓滿成功。此次發射進行的火箭一子級海上回收試驗也取得成功。此次發射是獵鷹-9火箭2016年9月1日故障后的首次發射。

1 首發一波三折

“銥星計劃”是美國摩托羅拉公司于1987年提出的全球移動通信系統星座計劃，“銥”（Iridium）衛星系統自1998年完成部署以來，雖然衛星的設計壽命只有5～8年，但實際在軌壽命已經接近20年了。2007年，銥星公司決定啟動下一代星座研制，并于2010年正式授出衛星研制合同，歐洲的泰雷茲-阿萊尼亞航天公司（TAS）作為衛星的主承包商，美國軌道-ATK公司負責衛星的地面支持設備（GSE）、有效載荷集成、測試和運抵發射場。衛星的發射主要由獵鷹-9火箭完成，俄羅斯的“第聶伯”（Dnepr）火箭負責填隙。

“下一代銥星”系統原計劃首發兩顆星于2015年發射，因為克里米亞問題暫時擱置，于是將首批星的發射任務轉由太空探索技術公司完成，延期至2016年7月發射。在此之后，又出現載荷軟件方面的原因拖延至10月。誰也沒有料到的是，9月，太空探索技術公司的獵鷹-9運載火箭在進行阿莫斯-6衛星發射準備時，試驗出現異常，火箭發生爆炸，星箭俱毀，直接影響了衛星產業界對獵鷹-9火箭的信心。國際移動衛星公司（INMARSAT）和衛訊公司（VIASAT）都從太空探索技術公司轉向歐洲的阿里安空間公司（Arianespace），而銥星公司（IRIDIUM）則公開表示：“從未想過放棄使用獵鷹-9火箭發射。”

銥星公司的“信心”來自為下一代衛星星座的發射采取了特殊的“保險策略”。銥星公司與太空探索技術公司簽署了“免費”重發合同，即使1批衛星發射失敗，太空探索技術公司會免費為“銥”星補發新衛星。由于銥星公司與泰雷茲-阿萊尼亞航天公司簽署的是81顆衛星研制合同，工作星只有66顆。銥星公司有足夠的備份星應對可能發生的任何失敗。

2 能力大幅升級

“下一代銥星”系統是由81顆衛星構成的低軌移動通信衛星星座，包括66顆工作星，6顆在軌備份星和9顆地面備份星。衛星采用泰雷茲-阿萊尼亞航天公司新一代中低軌衛星公用平臺ELiTeBus-1000，衛星軌道高度780km，采用三軸穩定方式，收攏尺寸3.1m×2.4m×1.5m，太陽電池翼翼展9.4m，發射質量860kg，發電功率2200W，設計壽命12.5年，任務壽命可達15年。

“下一代銥星”星座系統指標

在有效載荷方面，第二代“銥”衛星與第一代“銥”衛星基本相同，但是性能有所提升。星上攜帶再生型處理轉發器，配備一副L頻段相控陣天線，可產生48個口徑為4700km的點波束，采用時分雙工（TDD）體制。Ka頻段用于星地饋電鏈路，上行30GHz、下行20GHz。此外，第二代衛星同樣具備Ka頻段星間鏈路，采用23GHz頻段，2副可控、2副固定天線，同樣采用時分雙工體制。測控鏈路為Ka頻段，通過全向天線來實現。

3 開創新的搭載商業模式

有效載荷搭載是“下一代銥星”星座首創的商業模式，作為有效載荷搭載聯盟的重要成員，銥星公司利用星座的全球無縫覆蓋及星間鏈路的傳輸能力，策劃了幾十個有效載荷搭載方案。目前已經確定搭載安瑞恩公司（Aireon）的廣播式自動相關監視（ADS-B）載荷，提供航空交通管制服務。“下一代銥星”搭載載荷空間較大，可支持質量最高54kg的有效載荷、安裝空間為40cm×70cm×30cm，提供平均90W、峰值200W的功率，數據速率最高可達1Mbit/s。

基于“下一代銥星”的ADS-B系統可以為地面ADS-B基站覆蓋不到的區域飛行的飛機提供信息回傳服務，確保飛機“永不失聯”。安瑞恩公司未來將利用72顆“銥”衛星搭載的ADS-B有效載荷，做飛行安全領域的“大數據”提供商，有利于規劃航線、減少飛機碰撞幾率、節省燃油，減少延遲，提高飛行安全等。