坐飞机上不能上网、置身山水之美不能发朋友圈、草原上驰骋不能视频聊天……这些“交流的无奈”在不久的将来都会成为过去时。
１２日晚，实践十三号卫星在西昌卫星发射中心升空，标志着我国通信卫星事业迈向高通量时代。
作为国内迄今通信容量最大的卫星，实践十三号卫星有哪些新技术、新本领？它如何满足人们对宽带通信无时不在的需求？新华社记者日前赴西昌卫星发射中心采访，获得有关专家权威解答。
通信“宽带”星：传送能力增１０倍 助力“动中通”
实践十三号卫星是我国第一颗高通量通信卫星，它的通信容量比之前我国研制的所有通信卫星加起来还要多。
通信容量，是衡量信息传送能力的概念。通信卫星的通量越大，信息传送能力就越强。专家说，过去国内一个卫星大约有２Ｇｂｐｓ的通量，主要服务于广播、银行、石油系统等骨干通信，而实践十三号卫星采用Ｋａ频段多波束宽带通信系统，总容量达２０Ｇｂｐｓ，传送能力有了数量级的提升。
中国航天科技集团公司五院实践十三号卫星工程总师刘方说，实践十三号卫星能够覆盖我国除西北、东北的大部分陆地和近海百公里以上海域，它的一项重要业务是提供高速“动中通”服务。
“动中通”是指车辆、轮船、飞机等移动载体在运动过程中的卫星通信保障。目前，在飞机、高铁列车、游轮等高速交通工具上，乘客随时随地上网的需求还得不到很好的满足。
“通过多波束无缝切换配合机载、车载或船载终端的自动跟踪捕获功能，实践十三号卫星能从技术上为航空、航运、铁路等各类交通工具上的乘客联通世界，改善上网体验。”刘方说。
中国航天科技集团公司五院实践十三号负责卫星运控和试验应用系统的总师、总指挥唐左向说，实践十三号卫星通信容量大，可传送高清视频，而且终端小，便于携带使用，可随时与卫星建立语音、数据和视频的传输，能为户外游客、受灾民众提供应急通信服务，把途中或灾区的情况第一时间传递出去。
4月12日19时04分，我国实践十三号卫星在西昌卫星发射中心由长征三号乙运载火箭成功发射。这是我国首颗高通量通信卫星，通信总容量达20Gbps，超过我国已研制发射的通信卫星容量总和。新华社发（叶乐峰 摄）
用电“减肥”：让卫星轻装上阵更“长寿”
卫星在空间按一定轨道运行时，受微薄大气阻力、地球引力等影响，轨道会下降，因此需要用推进系统喷气的方式，保持卫星的轨道位置。
与使用化学燃料作推进剂不同，实践十三号卫星是我国第一颗使用电推进的卫星。
中国航天科技集团公司五院实践十三号卫星系统总指挥周志成告诉记者，电推进比常规的化学推进效能提升１０倍，它能延长卫星寿命，大大减轻发射重量，是提升卫星性能的重要手段，正逐渐成为世界各国卫星推进系统的主流。
“一颗卫星６０％的重量都是化学推进剂，重达５吨的采用常规化学推进的卫星，若改成电推进，重量可减掉２．５吨。”周志成说，实践十三号卫星只需１００多千克的氙气，就能保证卫星１５年在轨的南北位置保持任务。
实践十三号卫星的电推进系统采用的是氙离子推力器，是对卫星太阳帆板转化来的电能做高电压处理，用上千伏的电压将氙气在真空中电离，加速升级喷射出来从而获得调整卫星轨道的推力。
原理简单，实践起来很难。据专家介绍，不论是俄罗斯、欧洲的霍尔电推进技术，还是美国的离子电推进技术，在最初应用于卫星时都曾遭遇挫折。
为了啃下这块“硬骨头”，我国科学家在地面做了１５１项大型试验，１２０００小时的模拟实验，历经１５年艰难探索，终于在实践十三号卫星上应用电推进技术。
“这标志着中国的电推进技术进入全面应用阶段。”周志成说。
新华社发（叶乐峰 摄）
多项“首创”：开启中国通信卫星新时代
不论从技术还是应用上看，实践十三号卫星都创下国内高轨卫星领域多个“首次”：首次在我国高轨卫星上搭载激光通信系统；首次在我国高轨长寿命通信卫星上百分之百工程化应用国产化产品；首次在我国卫星上将技术试验和示范应用相结合，既满足新技术在轨试验的目的，又满足载荷示范应用的要求，提高工程综合效益。
同时，实践十三号卫星是东方红三号Ｂ平台的首发星。这一平台是我国研制的最新一代中等容量通信卫星平台，将促进国内卫星平台能力的大幅提升。
“尽管和国外８０Ｇｂｐｓ、１００Ｇｂｐｓ的通信卫星相比，实践十三号卫星的通信容量并不算多。”周志成说，但这是一颗试验星，由于同时承担了其他试验任务，只把通信容量做到２０Ｇｂｐｓ。技术一旦突破了，后续研制１００Ｇｂｐｓ，甚至更大容量的通信卫星都有望更快完成。
国防科工局系统工程司副司长赵坚表示，实践十三号卫星开启了我国卫星通信的高通量时代，真正意义上实现了自主通信卫星的宽带应用，填补我国在该领域的空白，将对我国卫星通信产业的发展起到极大的促进作用。
新闻多看点
面向未来，通信卫星如何助力中国“天地互联”？
回首过往，航天事业高歌猛进；面向未来，通信卫星又将如何“展翅翱翔”、助力中国实现“天地互联”？
通信卫星，顾名思义，就是帮人们实现信息传输的卫星，是当前信息社会的神经网络。它具有通信距离远、覆盖面积大、信道质量高、通信容量大等优点，广泛应用于国际、国内或区域通信、军用通信、海事通信、电视广播等领域。
从１９７０年４月２４日，我国成功发射了第一颗人造地球卫星东方红一号算起，我国通信卫星事业已历经４０多年。
目前，我国已形成固定通信广播、移动通信、数据中继等卫星通信技术服务体系，在轨民（商）通信卫星１６颗，转发器总数量达２７３个，构建了北京、香港、喀什三地互联互通的卫星测控和业务监测网络，建成了连接南亚、非洲、欧洲和美洲的卫星电信港，基本形成了全球化的卫星通信服务能力。
中国航天科技集团公司五院实践十三号卫星系统总指挥周志成说，在国家对通信卫星事业的支持下，我国已拿到１４颗通信卫星整星出口的国际订单，成为世界上少数能自行研制大型通信卫星并提供商业出口国家。
“成就不凡，但也应看到我国与美、欧等航天强国在卫星技术水平、产业规模等方面的差距。”国防科工局系统工程司副司长赵坚坦言，国内民商通信卫星多为传统的Ｃ、Ｋｕ频段转发器，容量有限；我国通信卫星平台整星功率及有效载荷功率与国际先进水平差距明显；在实践十三号卫星之前，我国在宽带多媒体通信卫星等新领域的应用尚属空白。
赵坚表示，为推动通信卫星技术及产业快速发展，我国正积极作出部署：
一是加快新一代大容量卫星公用平台——东方红五号平台的研制。作为我国第五代通信卫星平台，它的整星输出功率将达２８千瓦，有效载荷重量１５００千克，载荷功率１８千瓦，平台设计寿命１６年，主要性能指标超过目前现役的国际主流卫星平台。首颗基于该平台的试验卫星“实践十八号”也将于今年６月完成发射。
二是推进国家民用空间基础设施的实施。按《国家民用空间基础设施中长期发展规划（２０１５－２０２５年）》部署，至“十四五”，我国将新增建设２２颗通信广播卫星，其中全新研制的通信卫星有５颗，包括Ｌ移动多媒体广播卫星、大容量宽带通信卫星、整星容量超过１００Ｇｂｐｓ的超大容量宽带通信卫星、高承载比宽带通信卫星、全球移动通信星座科研星等。
三是启动天地一体化信息网络重大科技工程建设。这是我国面向２０３０科技创新，启动的新一轮重大工程之一，将按照“天基组网、地网跨带、天地互联”的思路，以地面网络为依托、天基网络为拓展、天地一体化为手段，通过天基骨干节点、天基接入节点及地面骨干节点构成全球覆盖的天地一体化网络。计划于２０３０年前实现全面服务，大幅提升我国卫星通信服务能力，并推动我国电信服务网络向全球服务的转型升级。
“今后一段时期，是我国卫星通信产业实现跨越发展的机遇期。‘众人拾柴火焰高’，我国通信卫星事业的发展需要政府做好政策保障，也需要企业和社会各界积极推动。”赵坚说。
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来源：新华社
记者：白国龙、胡喆
编辑：谷朋
