实践二十号卫星：在轨试验表现“优秀”核心技术充分验证

近日，基于我国新一代大型公用平台——东方红五号卫星平台研制的实践二十号卫星成功完成全部核心试验，充分验证了东方红五号卫星平台性能及其搭载的多项核心技术。

实践二十号卫星由航天 科技 集团五院通信卫星事业部抓总研制，于2019年12月27日在中国文昌航天发射场发射升空，并于2020年1月5日成功定点于地球同步轨道，开始进行在轨测试。

航天 科技 集团五院实践二十号卫星总设计师李峰介绍，“我们策划的整星在轨测试项目共84项，重要的核心试验已经完成，表现‘优秀’，符合我们的设计预期。”

据了解，实践二十号卫星自入轨后，所有试验载荷开机状态良好，包括甚高容量通信技术、高速激光通信技术、电推进技术在内的多项核心技术获得首次在轨验证，多个空间技术领域的新产品在轨正常工作，这标志着我国航天领域多项关键技术、材料和产品达到了国际先进水平。后续，该卫星将在边试验边服务的模式下，开展长期在轨验证工作。

超高速激光通信技术在轨验证成功

超高速激光通信技术是此次实践二十号卫星验证的一项核心技术。空间激光通信具有数据传输速率高、抗电磁干扰能力强和安全保密性能好的显著优点。此外，激光通信的波长远小于传统微波通信的波长，有助于满足空间高速通信终端设备小型化、轻量化、低功耗的应用要求。

“2017年我国对5Gbps激光通信技术进行了在轨验证，达到了当时全球最高速率。而本次实践二十号卫星则将这一速率进一步提升了1倍，达到了10Gbps，再次刷新了全球在轨验证得到的最高传输速率，为我国未来空间高速信息通信网络等空间基础设施建设奠定了坚实的基础。”实践二十号卫星设计师王缅介绍。

大推力多模式电推进技术在轨验证成功

除了验证通信卫星的传输速率，作为新技术试验卫星，实践二十号卫星还验证了我国最先进的电推进技术。未来，这项技术有望广泛应用于通信、遥感以及深空探测等各类航天器，有助于大幅提升运行效率。

对于高轨通信卫星来说，为保持固定的服务区域，一般情况下，卫星定点的轨道位置是不变的，而要保持固定轨位，卫星就需要定期采用推力器提供推力进行定点轨道位置保持。以往国内通信卫星配置的推力器都采用化学燃料作为推进剂，高轨长寿命卫星发射时需要携带的化学推进剂几乎达到了发射重量的一半。在卫星发射重量一定的情况下，推进剂的重量越大，意味着卫星能够承载的有效载荷就越少，能提供的服务也将大幅减少。而电推进技术就可以有效解决这个问题。将巨量化学燃料，改为携带特殊的气体——“氙气”，通过将氙气电离，并在电场作用下产生高速离子流，形成推力，其效率达到传统化学推进技术的10倍左右。这就意味着只需要传统化学推进剂重量的1/10，就可以实现卫星的轨道位置保持，从而大幅提升卫星有效载荷的携带量。

实践二十号卫星电推进负责人耿海表示，“实践二十号卫星首次采用了LIPS-300电推进系统。该系统具有3挡工作模式，就像 汽车 的不同挡位一样，每挡输出的动力不同。这样就可以更好地满足卫星变轨、轨道位置保持和动量轮卸载等多任务需求。”

据专家介绍，电推进系统对于材料的选择，以及其在真空环境中解决高压加电等问题，都是世界级难题。我国从上世纪70年代开始论证电推进系统，至今已将近50年。电推进技术在实践二十号卫星上成功实现在轨验证，对我国未来深空探测等航天领域的发展都将起到重要作用。

甚高通量通信载荷在轨验证成功

随着卫星互联网业务的增加，用户对于大容量通信卫星的需求越来越迫切。五院研制的甚高通量通信载荷，涵盖了Q/V频段载荷、宽带柔性转发器、跳波束转发器等技术。

“提高卫星通信容量主要手段之一在于提高可用频段带宽，如果把静止轨道比作太空中的一条高速公路，那么这条高速公路就是所有太空高速公路上最为拥挤的路，而使用Q/V频段相当于把这条高速公路拓宽了4~5倍，将大大缓解目前国际对静止轨道频率竞争日趋激烈的局面。”李峰表示。

据介绍，与2017年发射成功的高通量卫星中星16号卫星相比，实践二十号卫星的Q/V频率带宽提高了近3G赫兹，达到了5G赫兹，能够为用户提供更多频率资源。

作为未来高通量通信卫星使用的主要频段，Q/V频段是将来研制1Tbps及以上超大容量通信卫星主要使用的频段。该技术验证成功，不仅积累了更多工程经验和在轨应用经验，也开辟了Q/V频段在高通量卫星应用上的新领域。

国内首个跳波束技术在轨验证成功

实践二十号卫星搭载的跳波束技术是国内首次在轨应用，跳波束转发器技术在全球居于领先地位。跳波束星地系统的在轨测试及演示验证的成功开展，标志着跳波束转发器产品的相关关键技术得到了全面突破与验证，将大幅提升我国在该领域的国际市场竞争力。

据实践二十号卫星有效载荷总体设计师郝时光介绍，跳波束转发器技术可以将业务容量至少提高1倍，满足卫星覆盖范围内跨区域用户之间的高速通信需求，并且能够灵活接入地面5G移动通信网络，为地面移动网无法覆盖的区域提供大容量宽带通信服务。

近年来，高通量通信卫星的灵活性是国内外的研究热点。灵活载荷可以及时应对市场动态变化，而跳波束技术是灵活载荷的代表技术之一，可以适应业务分布的空间不均匀性和时变性。实践二十号卫星甚高通量载荷研制团队在短短一年内，从无到有地完成了验证件和正样产品的研制，完成了4次桌面联试，验证了各项设计，并且实现了从产品研制与联试、整星试验直至在轨阶段零问题零故障的目标。

太阳电池片在轨标定试验成功完成

实践二十号卫星入轨后，顺利开展了太阳电池片标定子系统GEO轨道标定试验，成功获取了多种类型太阳电池片的性能参数。太阳电池片标定子系统在轨试验为我国建立首个标准太阳光的太阳电池标准提供了客观数据，填补了我国在太阳电池标定领域的技术空白，提升了我国在太阳电池标准领域的国际地位。

此外，实践二十卫星搭载的涵盖多个航天领域的多项技术、基础性电子器件、新材料、新型单机等也都顺利开展了在轨试验验证，将有效推动我国多个航天领域技术的发展。

（由五院通信卫星事业部提供）

不可能5W，要按里面的分区算，一个分区大约是5千，不过一个大区的最高负载是5W，超过了就登不上去了，如果一个大区只有2个分区，那么他就只有1W人左右
如果有20个分区，那么他也只有45W-5W左右，不可能到10W，总台会爆的

亚洲3S卫星技术参数：
亚洲3S卫星的C波段转发器配备带线性器的55W行波管放大器。Ku波段转发器配备带线性器的140W行波管放大器,共分为3个波束,东亚波束覆盖中国、日本；南亚波束覆盖印度、伊朗等;其移动波束可覆盖亚太区域中的任何地区。
亚洲3S卫星是美国休斯公司（现美国波音卫星系统公司）制造的HS601HP型高功率卫星，在轨运行寿命为16年。荷载了28个36兆赫带宽的C波段转发器和16个54兆赫带宽的Ku波段转发器。亚洲3S卫星的C波段转发器配备带线性器的55W行波管放大器，其覆盖与亚洲二号卫星的C波段波束覆盖相似。2014年中旬，亚洲3S卫星被新发射的亚洲七号取代，随后转移到120度轨道上占位，2015年他将结束他的16年生命。
1999年3月21日,亚洲卫星的第三颗卫星-亚洲3S卫星成功发射并于5月8日替代亚洲一号卫星在1055度的轨道位置上投入运行。
亚洲3S卫星的Ku波段转发器配备带线性器的140W行波管放大器,共分为3个波束,东亚波束覆盖中国、日本、蒙古、韩国和朝鲜等国家和地区;南亚波束覆盖印度、巴基斯坦、伊朗等国家和地区;其移动波束可根据需求覆盖亚太区域中的任何地区。
亚洲3S卫星的Ku波束转发器载荷还配备了星上矩阵开关，使东亚、南亚和移动波束之间的转发器可以进行切换，如南亚波束和移动波束的转发器均可以调动到东亚波束工作，移动波束的转发器也可以调动到南亚波束工作。同时也可做到使卫星通信信号从一个波束上行, 从另一个波束下行，例如卫星信号可以从移动波束上行，从东亚波束下行；或从东亚波束上行，从南亚波束下行。

通信卫星。直接执行特定卫星任务的仪器、设备或分系统就是卫星的有效载荷，通信卫星的有效载荷有通信转发器和天线。有效载荷是指卫星上用于直接实现卫星的自用目的或科研任务的仪器设备，如遥感卫星上使用的照相机，通信卫星上使用的通信转发器和通信天线等。

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