東五首飛!我國衛(wèi)星公用平臺(tái)產(chǎn)品體系構(gòu)建完善
2019年12月27日,實(shí)踐二十號(hào)衛(wèi)星隨長征五號(hào)遙三火箭發(fā)射升空,并成功進(jìn)入預(yù)定軌道。該衛(wèi)星是由航天科技集團(tuán)公司五院抓總研制的東方紅五號(hào)衛(wèi)星公用平臺(tái)(下簡(jiǎn)稱東五平臺(tái))首飛試驗(yàn)星,是目前我國研制的發(fā)射重量最重的衛(wèi)星,也是目前我國技術(shù)含金量最高的衛(wèi)星。
航天科技集團(tuán)公司五院總工程師、實(shí)踐二十號(hào)衛(wèi)星總指揮、東方紅五號(hào)衛(wèi)星公用平臺(tái)總指揮周志成院士介紹,和我國通信衛(wèi)星家族的現(xiàn)役“主力產(chǎn)品”東三、東四平臺(tái)相比,東五平臺(tái)在重量、功率、在軌壽命等關(guān)鍵性能指標(biāo)上又有了跨越式的提升,將填補(bǔ)我國大型衛(wèi)星平臺(tái)型譜的空白。
目前,世界上許多國家都采取衛(wèi)星公用平臺(tái)的設(shè)計(jì)方法,公用衛(wèi)星平臺(tái)只需做少量的適應(yīng)性修改即可裝載不同的有效載荷,以此縮短衛(wèi)星研制周期,節(jié)省研制經(jīng)費(fèi),提高衛(wèi)星可靠性。五院堅(jiān)持系列化發(fā)展思路,構(gòu)建起以東三、東四S、東四、東四增強(qiáng)型、東五平臺(tái)為代表的我國中小容量、中大容量、超大容量衛(wèi)星公用平臺(tái)產(chǎn)品體系,平臺(tái)可支撐涵蓋小型、中型和超大型通信衛(wèi)星各個(gè)等級(jí),業(yè)務(wù)可以覆蓋通信、廣播、中繼等各個(gè)領(lǐng)域,將為加快我國航天領(lǐng)域快速發(fā)展和國際宇航市場(chǎng)開拓提供強(qiáng)有力的支撐。
東五平臺(tái)更大、更快、更強(qiáng)
衛(wèi)星平臺(tái)水平?jīng)Q定了衛(wèi)星的整體效能和應(yīng)用性能,東五平臺(tái)起飛重量可達(dá)8000-9000kg,載荷承載能力可達(dá)1500-1800kg,整星功率28kW以上,提供載荷功率達(dá)18kW,載荷艙的散熱能力達(dá)9kW,具備120路以上轉(zhuǎn)發(fā)器和14副天線的布局能力,設(shè)計(jì)壽命長達(dá)16年。
東五平臺(tái)創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念,實(shí)現(xiàn)了智能化自主運(yùn)行管理,采用桁架式主承力結(jié)構(gòu)、多模式電推力器、可展開式熱輻射器、二維二次展開半剛性太陽翼、大功率電源控制器等多項(xiàng)新技術(shù),具有高承載、高功率、高熱耗、高控制精度的特點(diǎn),達(dá)到國際領(lǐng)先水平。
通過分艙模塊化設(shè)計(jì)和數(shù)字化研制模式,東五平臺(tái)可以大幅縮短研制周期,有效提高設(shè)計(jì)生產(chǎn)效率,針對(duì)成熟通用載荷,衛(wèi)星研制周期不超過36個(gè)月。同時(shí),平臺(tái)的單機(jī)國產(chǎn)化率達(dá)100%,將有力牽引我國航天裝備發(fā)展。
作為我國地球同步軌道大型衛(wèi)星公用平臺(tái),東五平臺(tái)可廣泛應(yīng)用于高軌通信、微波遙感、光學(xué)遙感、空間科學(xué)探測(cè)、科學(xué)試驗(yàn)、在軌服務(wù)等多個(gè)領(lǐng)域,是世界航天領(lǐng)域少有的多適應(yīng)性平臺(tái)。
東五平臺(tái)是中國航天在新時(shí)期工程能力與發(fā)展水平的重要標(biāo)志。五院實(shí)踐二十號(hào)衛(wèi)星總設(shè)計(jì)師李峰介紹,東五平臺(tái)將作為主流平臺(tái),有效滿足未來20年各類衛(wèi)星研制需求,有力提升中國航天、中國制造的國際影響力,加速推進(jìn)航天強(qiáng)國建設(shè)。
東四平臺(tái)硬實(shí)力闖蕩國際市場(chǎng)
21世紀(jì)初通信衛(wèi)星市場(chǎng)增長迅猛、國際競(jìng)爭(zhēng)激烈,東方紅四號(hào)衛(wèi)星平臺(tái)堅(jiān)持通用性、繼承性、擴(kuò)展性和先進(jìn)性的原則,服務(wù)于國內(nèi)市場(chǎng)和亞、非、拉美等地區(qū)的國際商業(yè)客戶,在軌表現(xiàn)堪稱完美。
東方紅四號(hào)衛(wèi)星平臺(tái)的發(fā)射重量5000kg,輸出功率10kw,有效載荷為600-800kg,轉(zhuǎn)發(fā)器數(shù)量為52路,設(shè)計(jì)壽命為15年,平臺(tái)的性能與國際上同類衛(wèi)星先進(jìn)平臺(tái)水平相當(dāng)。
基于公用平臺(tái)設(shè)計(jì)理念,東方紅四號(hào)衛(wèi)星平臺(tái)適用于大容量通信廣播衛(wèi)星、大型直播衛(wèi)星、移動(dòng)通信、遠(yuǎn)程教育和醫(yī)療等公益衛(wèi)星、中繼衛(wèi)星等地球靜止軌道衛(wèi)星通信任務(wù)。
2004年11月,基于東方紅四號(hào)衛(wèi)星平臺(tái)的設(shè)計(jì)方案,在尼日利亞通信衛(wèi)星的競(jìng)標(biāo)角逐中脫穎而出,是中國第一顆整星出口的衛(wèi)星,尼日利亞通信衛(wèi)星一號(hào)的成功交付用戶,標(biāo)志著東方紅四號(hào)平臺(tái)技術(shù)日趨穩(wěn)定和成熟。
截至2019年底,共有25顆采用東方紅四號(hào)衛(wèi)星平臺(tái)的通信衛(wèi)星在軌穩(wěn)定運(yùn)行,它們覆蓋亞洲、非洲中西部及南部、南美洲,覆蓋全球約58%的陸地面積和80%的人口。
為加快通信衛(wèi)星領(lǐng)域發(fā)展,五院通信衛(wèi)星事業(yè)部正式成立,在既有成熟通信衛(wèi)星平臺(tái)的基礎(chǔ)上,開發(fā)滿足市場(chǎng)差異化需求的東四S平臺(tái)、東四增強(qiáng)型平臺(tái)。
其中,東四S平臺(tái)所采用的電推進(jìn)、綜合電子和鋰離子電池技術(shù)都達(dá)到了國際領(lǐng)先水平,東五平臺(tái)的所有新技術(shù)幾乎都在東四S平臺(tái)研制過程中得到了儲(chǔ)備,研制成功后將在國際上處于領(lǐng)先水平,使我國通信衛(wèi)星平臺(tái)研制從“跟跑”轉(zhuǎn)向“領(lǐng)跑”。
東三平臺(tái)實(shí)用好用、穩(wěn)中求進(jìn)
在改革開放的浪潮下,國內(nèi)通信衛(wèi)星市場(chǎng)需求不斷增長,孫家棟等老專家請(qǐng)戰(zhàn)“要以我為主,盡快拿出通信衛(wèi)星”,國務(wù)院下文明確通信衛(wèi)星不外購,由中國自己制造,并由中國自行研制的長征三號(hào)甲火箭發(fā)射入軌。
背負(fù)著舉國上下的殷切期望,在只有20%的技術(shù)可以繼承的情況下,五院通信衛(wèi)星團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)艱苦攻關(guān),于1997年5月成功發(fā)射了東方紅三號(hào)中容量通信衛(wèi)星,扭轉(zhuǎn)了我國主要依賴國外通信衛(wèi)星的局面。
東方紅三號(hào)攜帶的C頻段轉(zhuǎn)發(fā)器數(shù)量為24個(gè),平臺(tái)發(fā)射重量為2300kg,使用壽命為8年,是我國第一顆面向全社會(huì)的民用衛(wèi)星,其成功研制,實(shí)現(xiàn)了我國地球靜止軌道衛(wèi)星從自旋穩(wěn)定型到三軸穩(wěn)定型的飛躍。
在公用平臺(tái)設(shè)計(jì)理念的指導(dǎo)下,東方紅三號(hào)平臺(tái)被分成服務(wù)艙、推進(jìn)艙、通信艙,通信艙主要用來裝有效載荷,其余兩艙共同構(gòu)成公用服務(wù)平臺(tái)。這使得“東三”有了較大的適應(yīng)性,可在一定的重量和功耗范圍內(nèi)用于不同有效載荷的多種衛(wèi)星,衛(wèi)星的研制周期縮短、性價(jià)比提高,成為我國重要的衛(wèi)星公用平臺(tái)。
東方紅三號(hào)公用衛(wèi)星平臺(tái)除已應(yīng)用于“中星”“天鏈”系列通信衛(wèi)星外,還被“嫦娥一號(hào)”探月飛行器、北斗導(dǎo)航衛(wèi)星等采用。截至2019年底,采用東三平臺(tái)研制的衛(wèi)星已經(jīng)突破30顆,為我國國防現(xiàn)代化建設(shè)和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)。
根據(jù)國內(nèi)國際市場(chǎng)趨勢(shì),衛(wèi)星平臺(tái)不斷改進(jìn)升級(jí),在今年的莫斯科航展和巴黎航展上,長城公司與五院根據(jù)國內(nèi)國際市場(chǎng)趨勢(shì),推出新型全電推小型GEO平臺(tái),適用于小型載荷配置的低研制成本、低發(fā)射成本、短研制周期的通信衛(wèi)星。
從早期的東方紅三號(hào)衛(wèi)星平臺(tái),到如今具有世界領(lǐng)先水平的東方紅五號(hào)衛(wèi)星平臺(tái),在短短幾十年時(shí)間里,五院形成了東三、東四S、東四、東四增強(qiáng)型、東五平臺(tái)以及CAST系列小衛(wèi)星、微納衛(wèi)星平臺(tái)型譜,并面向未來開展了全電推進(jìn)衛(wèi)星平臺(tái)的研制工作。
我國通信衛(wèi)星事業(yè)歷經(jīng)幾十年發(fā)展,目前已經(jīng)達(dá)到國際先進(jìn)水平,為國內(nèi)外用戶提供了優(yōu)質(zhì)服務(wù)。隨著商業(yè)化衛(wèi)星直播、應(yīng)急通信、移動(dòng)通信、物聯(lián)網(wǎng)等業(yè)務(wù)的開展,以及常規(guī)固定衛(wèi)星通信事業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展,為衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)提供了豐富的需求和廣闊的市場(chǎng)。
周志成院士表示“我們希望中國的通信衛(wèi)星在國際航天市場(chǎng)上能夠成為一面旗幟,這是我們的奮斗目標(biāo),對(duì)每一位通信衛(wèi)星事業(yè)的從業(yè)者而言,這也是我們肩負(fù)的新時(shí)代使命?!?/p>
在世界航天的版圖上,中國航天承擔(dān)了越來越重要的責(zé)任,以過硬的科技實(shí)力贏得世界矚目,未來,五院將在集團(tuán)公司的領(lǐng)導(dǎo)下,堅(jiān)持“走出去”的發(fā)展戰(zhàn)略,讓航天活動(dòng)成果在更廣范圍、更深層次、更高水平上服務(wù)和增進(jìn)人類福祉,推動(dòng)集團(tuán)公司建設(shè)成為世界一流航天企業(yè)集團(tuán)、推動(dòng)我國建設(shè)成為航天強(qiáng)國。