太空中“撒網(wǎng)”

尹懷勤

我們都知道衛(wèi)星分為很多種，其中有一種叫作通信衛(wèi)星，是用作無線電通信中繼站的人造地球衛(wèi)星，它可以轉(zhuǎn)發(fā)無線電信號，實現(xiàn)衛(wèi)星通信地球站（含手機終端）之間或地球站與航天器之間的通信。作為無線電通信中繼站，通信衛(wèi)星像一個高懸于太空的信使，它可以通過地球上的“搭檔”——地球站接受來自地面的各種“信件”（無線電信號）然后再將微弱的無線電信號變成大功率信號“投遞”到另一個地球站。這樣，我們就能接受來自遠方的信號了！

信號？什么情況下我們會收發(fā)信號？沒錯，就是打電話、看電視、上網(wǎng)……的時候！所以，我們對信號一點兒都不陌生對不對！可是你一定也經(jīng)歷過“信號不好”的時候，比如乘坐高鐵或在偏僻的地方旅游時，信號常會斷斷續(xù)續(xù)。為了提升通信質(zhì)量和效率，新一代移動通信衛(wèi)星——“實踐十三號”應運而生。2017年4月12日19時04分，實踐十三號衛(wèi)星在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心由長征三號乙運載火箭成功發(fā)射升空，開啟了我國通信衛(wèi)星“高通量時代”（高通量就是單位時間內(nèi)產(chǎn)量或者輸出量很高的意思）

本期“民航候機廳”為大家介紹了空中Wi-Fi，相信大家已經(jīng)了解了無線電的幾種波段：L波段、Ku波段以及Ka波段多波束寬帶通信系統(tǒng)的通信衛(wèi)星，其信息傳送能力大大增強，通信總?cè)萘窟_20Gbps，超過了我國之前研究的所有通信衛(wèi)星容量的總和，這意味著在同等波束寬帶情況下，實踐十三號衛(wèi)星提供的信息將是海量的、通信范圍將是非常寬的，比以往的Ku波段衛(wèi)星通量都要大。

實踐十三號衛(wèi)星完成試驗驗證后，將轉(zhuǎn)入Ka波段寬帶通信試驗業(yè)務，納入中星衛(wèi)星系列，命名為中星十六號衛(wèi)星，使我國成為繼美國和歐洲航天局某些成員國后，少數(shù)掌握Ka波段寬帶通信這一先進技術(shù)的國家。未來，我國將利用高通量通信衛(wèi)星組成高寬帶移動通信系統(tǒng)覆蓋大部分地區(qū)和近海海域，使人們在飛機機艙內(nèi)、高速運行的高鐵上，甚至偏遠的地區(qū)都能高速、便捷地上網(wǎng)了！

實踐十三號衛(wèi)星采用天地一體化設(shè)計理念，其中一項重要業(yè)務就是提供高速“動中通”。所謂“動中通”就是指車輛、輪船、飛機等移動載體在運動過程中的衛(wèi)星通信保障。實踐十三號衛(wèi)星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，為身在各類交通工具上的乘客提供聯(lián)通世界的服務。

除了覆蓋面積廣、傳輸速率高等特點外，實踐十三號衛(wèi)星還是我國首個使用離子電推進系統(tǒng)的衛(wèi)星。這種推進系統(tǒng)的性能是常規(guī)化學推進的10倍。過去一顆衛(wèi)星在15年的壽命周期需要675千克化學燃料，而現(xiàn)在使用離子電推進系統(tǒng)后僅需90千克。

盡管實踐十三號衛(wèi)星優(yōu)勢突出，但從發(fā)展需要來說，其通信容量仍然有限，覆蓋范圍也仍有很大的提升空間。為了使我國高通量時代群星閃耀，科研人員又研發(fā)了實踐十八號衛(wèi)星。實踐十八號衛(wèi)星是地球靜止軌道通信衛(wèi)星，質(zhì)量約7噸，應用量子通信、新型霍爾電推進等系統(tǒng)。實踐十八號衛(wèi)星不光在通信容量上達到70Gbps，基本趕上國際先進水平，未來和實踐十三號衛(wèi)星組網(wǎng)之后，將可以覆蓋我國所有陸地和海上疆域，這對促進我國寬帶衛(wèi)星技術(shù)進步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展以及開拓國際寬帶衛(wèi)星市場具有重大的意義。