“胖五”送上天 一身“黑科技”

“胖五”送上天 一身“黑科技”

  “胖五”送上天 一身“黑科技”

  揭秘我国迄今最先进的卫星实践二十号

  对中国航天来说,12月27日是足以载入史册的一天。这天20时45分,中国最大火箭“胖五”——长征五号时隔两年多再度出征,“两年蛰伏 一飞冲天”的励志故事引发诸多关注。

  不过,很少有人注意到,“胖五”这次带上天去的实践二十号卫星,对于中国航天尤其是卫星领域的意义,丝毫不比“胖五”逊色。

  中国工程院院士、中国航天科技集团五院总工程师、实践二十号卫星总指挥周志成告诉记者,实践二十号卫星重达8吨,是目前我国 “发射重量最重”“技术含金量最高”的卫星。也因此,有人称之为中国“最牛”卫星。

  这颗卫星,同时也是我国东方红五号卫星“公用平台”首飞试验星。周志成打了一个比方:从某种程度上讲,卫星“公用平台”好比“公共汽车”,通过搭载不同的“乘客”——载荷,实现卫星的应用性能。

  长期以来,我国形成了以东方红三号、东方红四号等为代表的东方红系列卫星公用平台及型谱化产品。随着国民经济发展水平不断提升和国防现代化建设不断加速,对我国通信卫星性能跨越的需求越来越迫切。

  “研制东方红五号平台的初衷,就是因为我国需要高通量的通信卫星。”周志成说。

  按照设计指标,基于东方红五号平台的卫星起飞重量可达8至9吨,载荷承载能力可达1.5至1.8吨;整星功率超过28千瓦,提供载荷功率达18千瓦;载荷舱的散热能力达9千瓦;卫星设计寿命长达16年。这意味着,相比东方红三号、东方红四号等现役卫星平台,东方红五号平台更大、更强,相关性能达到国际领先水平。

  要做到这一切,就不得不提这颗卫星一身的“黑科技”。

  在卫星上,太阳翼是最容易被辨识的。卫星伸出来的一对美丽“翅膀”就是太阳翼。其作用非常明确,就是为卫星提供能源,一旦它出现问题,卫星就只能在太空中慢慢等待灭亡。

  也因此,全世界卫星制造商形成了一个通用准则,就是太阳翼的顺利展开,是宣布卫星发射成功的标志。

  如今飞天的实践二十号个头大,“饭量”也大,为了能将更多的太阳能转化为电能,它的“翅膀”——太阳翼的面积自然要更大,而且是目前国内卫星展开面积最大、翼展最长、展开方式最复杂的太阳翼。

  实践二十号卫星总设计师李峰打个一个比方:实践二十号太阳翼一个翅膀的长度,就相当于两辆普通公交车的长度,而双翅展开则比波音737飞机的翼展还要宽上10米。

  太阳翼面积的增加,给卫星带来了源源不断的超强电流供给,拥有超强能量的东方红五号卫星平台就能“一个顶仨”,为更多的公众提供广播电视服务、移动通信服务。

  不过,和所有的“大块头”一样,实践二十号卫星不可避免地会有一个小烦恼,就是热的时候,即使把全身的毛孔都张开也觉得“不解热”,这可麻烦大了——“上火”“发烧”,甚至“中暑”“晕倒”,而大功耗航天器如果不能及时散热,也会因超高温而“生病”,造成各种设备失效从而无法正常工作。

  必须另开一扇“窗户”。这个神奇的“窗户”,叫做可展开式热辐射器,能够为大承载、大功耗航天器“防暑降温”。

  曾经为“玉兔号”和我国绝大多数航天器制作“冷暖衣”的团队——中国航天科技集团五院总体部热控团队,再次大显身手,研制出一种特殊的热控产品——基于单相流体回路的可展开式热辐射器,这个散热装置就是为大功耗卫星量身定做的“神奇窗户”。

  该团队相关负责人告诉记者,这个热控“神器”在“胖五”发射时,紧紧收拢在卫星内壁上,而一旦卫星准确入轨,它就会像一扇“弹窗”一样,自动解锁并主动向外展开,把卫星体内多余的热量充分散发出去。

  形象地说,就像小狗热了吐舌头一样,这扇特殊的“窗户”相当于卫星的“舌头”。

  诸多“黑科技”在身的实践二十号卫星,到底能干什么?李峰说,提高通信容量,是我国通信卫星发展的重要方向。而要想提高卫星通信容量,一个主要手段就是提高可用频段带宽。

  “目前,国际上对静止轨道所用Ka、C、UHF等微波传输频段的竞争日趋激烈,如果把它比作太空中的一条公路,那绝对是最拥挤的路段。”李峰说。

  不过,一旦使用了“宽Q/V频段”之后,这条高速公路被拓宽了至少4-5倍,将大大缓解目前国际上对静止轨道频率日趋激烈的竞争局面。

  换言之,这颗卫星相当于弯道超车,为中国在紧张的太空轨道上开辟了新的“疆土”。

  按照周志成的说法,东方红五号卫星平台的出现,将填补东方红系列大型卫星平台型谱的空白,可满足我国未来20年高通量通信卫星的需求。

  “如果说东方红四号平台,让我们具备了和国际同行同台竞技的实力,那么凭借东方红五号卫星平台,我们将能实现从跟跑到领跑的转变。”周志成说。

  中国青年报·中国青年网记者 邱晨辉 来源:中国青年报

【编辑:罗攀】

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