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腊八节,扒扒“十四五”宇航发射开局战亮点

作者:大众排行网 发布时间:2021-01-22 01:51

俗话说,腊八遇大寒,万事“粥”全。
1月20日,在这个难得一遇的日子里,长征三号乙运载火箭托举着天通一号03星穿越夜幕,一飞冲天。
这也是我国“十四五”宇航发射的开局之战。
今天,让我们一起看看
中国航天“十四五”宇航发射开局之战
有哪些亮点
腊八凌晨,长征三号乙运载火箭托举着天通一号03星穿越夜幕,一飞冲天。
继2020年11月天通一号02星成功发射后,时隔两个月,天通一号家族再次上新。
3颗卫星“肩并肩”成功在轨组网,标志着我国自主可控的卫星移动通信系统实现亚太区域覆盖,我国卫星移动通信服务能力再次升级。
三星组网:覆盖面积更广
服务国土和亚太周边区域
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天通一号卫星移动通信系统是我国自主研制建设的卫星移动通信系统,也是我国空间信息基础设施的重要组成部分。
该系统由空间段、地面段和用户终端组成,其中空间段由多颗地球同步轨道移动通信卫星组成。
据了解,天通一号03星基于东方红四号卫星平台研制,充分继承天通一号01星的技术状态,与02星并行研制,实现了核心部组件全部国产化,关键技术具有完全自主知识产权。

腊八节,扒扒“十四五”宇航发射开局战亮点

天通一号03星的成功发射和在轨运行,将进一步拓展天通一号卫星系统的覆盖面积、提升服务能力,系统可支持手持、车载、船载、机载等多种终端,为野外出行、渔业和灾害应急等提供卫星移动通信服务。
“天通一号03星与01星、02星成功在轨组网,我国首个自主可控的卫星移动通信系统实现亚太区域覆盖,可提供话音、短信、数据、视频回传等业务,提升我国卫星通信服务和应急通信保障能力。”天通一号卫星总设计师陈明章表示。

腊八节,扒扒“十四五”宇航发射开局战亮点

月均呼叫次数超过40万
未来瞄准数据物联终端
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据悉,卫星移动通信系统是卫星通信产业的重要组成部分,主要为小型化移动终端提供多样化的中低速率通信服务。
相比于地面移动通信,卫星移动通信具有覆盖范围广、环境适应性好的特点,能够实现对海洋、山区和高原等地区近乎无缝的覆盖,满足各类用户对移动通信覆盖性的需求,具有重要的民用和商用价值。
根据相关部门调研统计,2025年前我国各类卫星移动终端用户需求超过300万户,覆盖个人通信、海洋运输、远洋渔业、航空客运、两极科考及国际维和等方方面面。
当下,国际上已形成多个覆盖全球或区域性的卫星移动通信系统,包括铱星系统、瑟拉亚系统等。在国内,天通一号卫星移动通信系统已获得广泛应用。
2018年7月,天通一号卫星正式投入商用,天通一号卫星系统通过与地面4G、光宽带网络融合,构建了陆海空一体化的泛在信息网络基础设施,满足公众服务、应急救灾、海事救援、公共安全等通信需求。
2020年1月,天通一号卫星系统正式面向社会提供服务,使用1740号段作为业务号码,用户在卫星服务区内使用天通卫星手机或终端,就能使用语音、短信、数据通信及位置服务,拉开了我国自主卫星移动通信时代的序幕,终端产品体系日益丰富。
据天通一号卫星副总师孙治国介绍,目前天通一号01星月均呼叫次数超过40万次,呼通率大于96%;02星完成20天快速测试后已投入使用。
天通一号卫星移动通信系统在应急通信、灾难救援等方面作出了突出贡献。
比如,长征十一号运载火箭海上发射,在没有手机信号、没有宽带的地方,可以通过天通一号卫星信号将发射后的视频画面第一时间回传。广东省为保障各地市汛期工作部署,为各地市防汛办配置近千台天通卫星电话,有效保障了最强台风“山竹”登陆期间的防汛指挥工作。
“后续,天通一号系统还将发挥大容量、小型低功耗终端的优势,开发各型数据物联终端,在环境监测、自然灾害预警、野生动物保护和航运物流追踪等场景发挥重要作用,未来基于天通卫星物联网终端的应用将出现指数级增长。”天通一号卫星总体主任设计师李殷乔表示。
双星并行研制
5年间攻破“卡脖子”技术
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据了解,天通一号02、03星采用了并行研制的方式。“这是大型通信卫星首次采取元器件同步采购、单机产品同步投产、卫星同步总装测试、技术状态统一管理的方式。”天通一号卫星副总指挥徐东宇介绍。

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“通过测试数据包自动生成、自动判读,综合测试系统自动化、人员统筹复用等方法和手段,为后续大型卫星批量生产提供了宝贵的经验。”天通一号卫星综合测试负责人说。
面对载荷配置多、技术难度大的特点,测试团队找准测试过程中的难点和关键点,明确目标、有的放矢,改进测试方法和工具软件,解决了快速测试问题,确保了两星并行测试统筹推进。

腊八节,扒扒“十四五”宇航发射开局战亮点

在2020年年初,新冠肺炎疫情暴发,型号研制处于重要试验和总装测试的关键节点,卫星研制队伍克服了疫情的不利影响,多方联动,完成了两星近4000小时的电测以及11次大型试验,测试项目超过15000余个,有力保障了卫星按计划发射。
天通一号卫星2010年立项。在研制过程中,团队突破了一系列移动通信卫星关键技术,实现了多项移动通信卫星平台和有效载荷等关键技术的重大突破,建立了移动通信卫星设计和测试的一系列行业规范体系,为后续移动通信卫星领域发展奠定了基础。

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据天通一号卫星总指挥边炳秀介绍,天通一号02、03星研制初期,天线分系统核心产品作为天通一号有效载荷通用关键产品,是唯一未能实现国产化的部件,面临着国外禁运、国内基础薄弱、无货可用的困境。为解决这一技术瓶颈,团队历时5年攻关,攻克了多个关键技术点,解决了从原材料选择到设计、加工、测试等一系列技术难题;最终,他们解决了“卡脖子”的技术难题,该产品成功实现国产化,在轨首飞任务获得圆满成功,在轨测试性能优异。
未来,研制队伍还将继续推动天通一号移动通信卫星系统向全球扩展,实现卫星移动通信的规模化应用与运营,同时还将探索5G与移动系统的融合发展,为国家空间基础设施建设发挥更大的作用。
与此同时,在2021年宇航首战中,“25岁”的”长征三号乙批量生产迎来里程碑,金牌火箭进入新阶段。
完成了去任务化
的最后一步
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“这一次,我们实现了对长三乙火箭主力构型仪器舱的统一设计,这是长三乙火箭去任务化在技术方面的最后一步,意味着该火箭批生产工作迎来新的里程碑。”航天科技集团一院长三甲系列运载火箭副主任设计师张亦朴介绍。

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火箭的研制去任务化,简单理解就是火箭生产时不被具体任务固定,而是生产出来后能灵活执行各种卫星发射任务。
据了解,目前长三甲系列运载火箭的主力构型是长三乙火箭,而改2型和改3型又是长三乙火箭的主力。
改2和改3火箭之间的差异主要是整流罩尺寸,相应的仪器舱也会按照两种不同状态进行生产。对仪器舱进行统一设计后,能够同时适应改2和改3的整流罩。
这意味着,从今往后,改2和改3两种不同构型火箭也能完全统一,去任务化的工作真正完成。

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“去任务化的完成,有力确保了火箭技术状态稳定,提高了生产效率,现在火箭可以完全进入批生产状态,能适应不同发射任务,显著提高了应对变化的能力。”张亦朴表示。
宇航发射进入高密度态势,而且不同发射任务之间频繁调整,只有去任务化,才能够根据自己的节奏进行火箭的研制生产,提高火箭应对复杂任务的能力。

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事实上,一院很早就开始着手长三乙火箭去任务化的工作,从2017年提出去任务化到最后完成,分为“三步走”,花了约4年时间。
从最初对助推器、一级、二级结构产品进行统一设计,到通过整流罩前锥段的全透波进一步提高整流罩对不同任务的适应能力,再到仪器舱的统一设计,4年间,长三乙火箭实现了从同构型内部的去任务化到不同构型间的去任务化。
如今,除了整流罩和卫星支架这两个只能根据不同载荷来确定的产品外,长三乙火箭的硬件产品完全具备了批量生产能力。
火箭副主任设计师张涛作了一个更形象的比喻:“我们玩乐高拼装玩具,如果每一小块零件都是异型的,拼成一个火车模型和一个汽车模型,总共可能各需要上千种不同样子的零件;但把一些部件进行通用化之后,最后只需要几百种甚至几十种统一构型设计的零件,加以批量化组装就能完成,甚至利用这些零件还能再拼成其他的飞机或轮船模型,这确实极大提升了生产效率。”

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首次试用飞行数据设计系统:
瞄得更准飞越大风
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据了解,本次发射任务中,一院首次在液体火箭中试用发射场飞行数据设计系统。该设计系统包括瞄准设计和风补偿设计等模块。其中,瞄准设计模块已正式使用。
“随着瞄准设计模块投入使用,避免了以往人工计算、纸质文件传递等环节,通过网络实时读取数据,完全实现了数据的自动计算、传递,有效避免了人为差错风险,提高了工作效率。”火箭副总师胡炜介绍。
与此同时,在本次任务中,发射场风补偿设计模块也开始试用。
高空风补偿需要发射前在现场计算生成,涉及环节较多,需要多部门、多系统协调,流程较长,急需进一步提高效率。
在首次试用的飞行数据设计系统中,风补偿设计系统通过网络打通了发射场气象系统、诸元设计系统、飞行软件测试系统间的链路,有效提升了发射场风补偿系统的设计、生成、传递和验证的全自动化能力。
事实上,面对高空风这一影响因素,一院近年来不断进行相关研究,尝试着采取一系列措施降低高空风对火箭发射的影响,飞行数据设计系统的发射场风补偿设计模块正是其中的一个典型代表。

腊八节,扒扒“十四五”宇航发射开局战亮点

文/中国航天报记者 郑恩红
图、视频/张诗佳 张旖旎 杨新武
原标题:《腊八节,扒扒“十四五”宇航发射开局战亮点》


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