俄羅斯通信衛(wèi)星平臺(tái)一瞥

俄羅斯商業(yè)通信衛(wèi)星平臺(tái)主要有“快訊”（Exepress）和“亞馬爾”(Yamal)等系列，其中“快訊”系列衛(wèi)星平臺(tái)由俄羅斯應(yīng)用力學(xué)科學(xué)生產(chǎn)聯(lián)合體研制；“亞馬爾”系列衛(wèi)星平臺(tái)由俄羅斯能源火箭空間公司研制。

1 “快訊”系列衛(wèi)星平臺(tái)

俄羅斯早期研制的“快訊”衛(wèi)星平臺(tái)壽命只有5年，僅能載10臺(tái)轉(zhuǎn)發(fā)器。從1998年起情況開始有所轉(zhuǎn)變，俄羅斯應(yīng)用力學(xué)科學(xué)生產(chǎn)聯(lián)合體新研制出快訊－A衛(wèi)星平臺(tái)，其中2002年發(fā)射的快訊－A1R衛(wèi)星裝載了12臺(tái)C頻段、5臺(tái)Ku頻段轉(zhuǎn)發(fā)器，工作壽命7年多。

此后，俄羅斯應(yīng)用力學(xué)科學(xué)生產(chǎn)聯(lián)合體又研制了更先進(jìn)的快訊－AM衛(wèi)星平臺(tái)，其中2003年12月底發(fā)射的快訊－AM22衛(wèi)星用于數(shù)字無線電廣播、衛(wèi)星電話、寬帶接入互聯(lián)網(wǎng)等，使該衛(wèi)星在工作壽命、位置保持精度、功率、轉(zhuǎn)發(fā)器的數(shù)量和質(zhì)量等方面都有很大的提高。它比2003年11月發(fā)射的亞馬爾－200衛(wèi)星功能強(qiáng)大得多，與當(dāng)時(shí)的歐洲“空間客車”（Sp acebus）衛(wèi)星平臺(tái)水平相當(dāng)。

快訊－AM系列衛(wèi)星把衛(wèi)星平臺(tái)和有效載荷艙盡量分開，使二者之間的互相干擾減到最小，并能獨(dú)立進(jìn)行研制和試驗(yàn)。該系列衛(wèi)星所采用的衛(wèi)星平臺(tái)又稱為767M，它是在俄羅斯為歐洲通信衛(wèi)星組織研制的SESAT衛(wèi)星所采用的727M衛(wèi)星平臺(tái)的基礎(chǔ)上開發(fā)的更現(xiàn)代化的衛(wèi)星平臺(tái)。

以往的“快訊”系列衛(wèi)星采用的是密封衛(wèi)星平臺(tái)，存在一定的缺點(diǎn)，而且難以保證15年工作壽命。為此，俄羅斯應(yīng)用力學(xué)科學(xué)生產(chǎn)聯(lián)合體又研制了快訊－1000、2000兩種新的非密封衛(wèi)星平臺(tái)?？煊崳?000衛(wèi)星平臺(tái)主要用于研制850千克級的較小型地球靜止軌道衛(wèi)星，其在軌質(zhì)量不大于1000kg。如快訊－AK衛(wèi)星平臺(tái)可裝載12臺(tái)轉(zhuǎn)發(fā)器，壽命15年，用質(zhì)子號火箭能同時(shí)發(fā)射3顆衛(wèi)星，或用聯(lián)盟－2火箭發(fā)射1顆衛(wèi)星；快訊－2000衛(wèi)星平臺(tái)主要用于研制重型衛(wèi)星—快訊－AT衛(wèi)星，它的起飛質(zhì)量達(dá)3000kg，功率15000W，最多可以裝載80臺(tái)轉(zhuǎn)發(fā)器，壽命15年，可用質(zhì)子－M火箭發(fā)射。俄羅斯還研制了超小型地球靜止軌道衛(wèi)星平臺(tái)快訊－MD，它可裝6～8臺(tái)轉(zhuǎn)發(fā)器。

采用快訊－AM衛(wèi)星平臺(tái)的快訊－AM22衛(wèi)星在軌飛行示意圖

采用快訊－AM衛(wèi)星平臺(tái)的衛(wèi)星主要性能指標(biāo)

快訊－AM22通信衛(wèi)星的主要性能指標(biāo)

俄羅斯研制的衛(wèi)星平臺(tái)性能比較

2 “亞馬爾”系列衛(wèi)星平臺(tái)

從1995年起，俄羅斯能源火箭空間公司開始研制“亞馬爾”系列衛(wèi)星平臺(tái)，其最初目的是為天然氣工業(yè)系統(tǒng)提供通信和廣播業(yè)務(wù)。

俄羅斯從1999年起開始發(fā)射采用亞馬爾－100衛(wèi)星平臺(tái)的通信衛(wèi)星，每顆衛(wèi)星裝有10臺(tái)C頻段轉(zhuǎn)發(fā)器，質(zhì)量為1254kg，設(shè)計(jì)壽命為10年。

1997年，當(dāng)亞馬爾－100衛(wèi)星平臺(tái)進(jìn)入最后研制階段時(shí)，俄羅斯開始研制亞馬爾－200衛(wèi)星平臺(tái)。它采用了一些亞馬爾－100衛(wèi)星平臺(tái)研制中開發(fā)的技術(shù)，并進(jìn)一步作了改進(jìn)，法國、意大利和日本的公司也參加了該衛(wèi)星平臺(tái)的研制。

采用亞馬爾－200衛(wèi)星平臺(tái)的通信衛(wèi)星從2003年開始發(fā)射。與亞馬爾－100相比，亞馬爾－200衛(wèi)星平臺(tái)的性能有很大提高，裝載的轉(zhuǎn)發(fā)器數(shù)量由亞馬爾－100衛(wèi)星平臺(tái)的10臺(tái)增加到20多臺(tái)，壽命由10年延長到12年，衛(wèi)星質(zhì)量由1254kg增加到1360kg，有效載荷功率由1.3kW增加到2kW。該系列通信衛(wèi)星使用質(zhì)子－K火箭發(fā)射。

“亞馬爾”衛(wèi)星的結(jié)構(gòu)也是由衛(wèi)星平臺(tái)和有效載荷艙兩部分組成，以實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星平臺(tái)通用化。該衛(wèi)星平臺(tái)不僅可用于通信有效載荷，也能用于質(zhì)量、體積和功率要求相當(dāng)?shù)钠渌愋陀行лd荷，如地球觀測和導(dǎo)航等。建造通用衛(wèi)星平臺(tái)可以在最短的時(shí)間內(nèi)建造不同用途的衛(wèi)星，這在俄羅斯還是首創(chuàng)。“亞馬爾”衛(wèi)星平臺(tái)的技術(shù)特點(diǎn)如下：

1）使用非密封的衛(wèi)星艙；

2）利用復(fù)合材料的蜂窩夾層來制造衛(wèi)星艙體、太陽電池板和天線；

3）以太陽電池翼和鎳氫蓄電池組成電源系統(tǒng)；

4）使用熱管無源熱控系統(tǒng)；

5）使用光學(xué)傳感器、高精度角速度測量儀和飛輪來建造運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)；

6）使用氙離子電火箭發(fā)動(dòng)機(jī)（也可用液體和氣體發(fā)動(dòng)機(jī)）；

采用亞馬爾－100衛(wèi)星平臺(tái)的通信衛(wèi)星主要性能指標(biāo)

采用亞馬爾－200衛(wèi)星平臺(tái)的通信衛(wèi)星主要性能指標(biāo)

7）星上計(jì)算機(jī)系統(tǒng)將衛(wèi)星上的所有設(shè)備連接在一起，建立一個(gè)帶功能冗余的統(tǒng)一控制系統(tǒng)，只要對軟件作適當(dāng)改動(dòng)，就可以用于不同的有效載荷。

使用這種通用衛(wèi)星平臺(tái)能夠組裝8種類型衛(wèi)星，滿足本國和國際的需求和標(biāo)準(zhǔn)。

此后，俄羅斯能源火箭空間公司又研制了更先進(jìn)的亞馬爾－300衛(wèi)星平臺(tái)，采用該衛(wèi)星平臺(tái)的衛(wèi)星質(zhì)量達(dá)到2600kg，有效載荷功率達(dá)10kW，可裝24臺(tái)Ku轉(zhuǎn)發(fā)器，工作壽命達(dá)15年。

3 其他衛(wèi)星平臺(tái)

除了“快訊”和“亞馬爾”兩個(gè)系列衛(wèi)星平臺(tái)外，俄羅斯赫魯尼切夫國家生產(chǎn)研究空間中心和科學(xué)生產(chǎn)聯(lián)合體也分別開發(fā)了用于小衛(wèi)星的衛(wèi)星平臺(tái)—對話－M（Dialog－M）和盧斯蘭－MM（Ruslan－MM）。

俄羅斯衛(wèi)星平臺(tái)的主要性能參數(shù)

4 努力進(jìn)入國際市場

近些年，俄羅斯通過國際合作，開發(fā)了性能更優(yōu)異的衛(wèi)星平臺(tái)，比如快訊－AM4衛(wèi)星平臺(tái)，它是由俄羅斯赫魯尼切夫國家航天科研生產(chǎn)中心同歐洲阿斯特留姆公司合作為俄羅斯衛(wèi)星通信公司聯(lián)合研制的，設(shè)計(jì)壽命15年，裝有63臺(tái)C、Ku、Ka和L頻段轉(zhuǎn)發(fā)器，信號可覆蓋俄羅斯和其他獨(dú)聯(lián)體國家全境，主要用于提供數(shù)字電視業(yè)務(wù)，可惜在2011年8月18日用質(zhì)子－M火箭發(fā)射時(shí)失敗了。其失敗的主要原因是火箭的上面級控制系統(tǒng)程序編寫出現(xiàn)錯(cuò)誤，有關(guān)保險(xiǎn)公司支付高達(dá)75億盧布（約合2.6億美元）的保險(xiǎn)金。

組裝中的快訊－2000衛(wèi)星平臺(tái)

此外，俄羅斯認(rèn)為，由于西方衛(wèi)星的制造成本高，而俄羅斯的造價(jià)比西方的低，因此更具有競爭力。所以俄羅斯正積極與國際衛(wèi)星財(cái)團(tuán)合作，將俄羅斯衛(wèi)星的轉(zhuǎn)發(fā)器推向國外的市場，尤其是亞洲市場。由此可見，俄羅斯在通信衛(wèi)星發(fā)展方面雄心壯志，正通過自身的努力，積極開展與其他國家的合作，盡量采用新技術(shù)，使自己的通信衛(wèi)星更新?lián)Q代并盡快趕上國際水平，力求滿足俄羅斯聯(lián)邦國家安全和信息時(shí)代的需要，同時(shí)也在努力打入國際市場。

“亞馬爾”衛(wèi)星地面測控站