天鏈新星“入列” 我國(guó)第二代中繼衛(wèi)星系統(tǒng)建成

2022 年7 月13 日0 時(shí)30 分， 由中國(guó)航天科技集團(tuán)五院抓總研制的天鏈二號(hào)03 星搭乘長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭， 于西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。

入軌定點(diǎn)后， 該星將與之前發(fā)射的天鏈二號(hào)01、 02 星三星組網(wǎng)， 組成我國(guó)第二代中繼衛(wèi)星系統(tǒng)。 屆時(shí)我國(guó)兩代全球中繼衛(wèi)星系統(tǒng)同時(shí)在軌服務(wù)， 天基測(cè)控與數(shù)據(jù)中繼能力將得到大幅度的提升。

五院自2003 年起開(kāi)展我國(guó)中繼衛(wèi)星研制工作，于2012 年實(shí)現(xiàn)天鏈一號(hào)三星組網(wǎng)， 使我國(guó)成為全球第二個(gè)擁有全球覆蓋能力中繼衛(wèi)星系統(tǒng)的國(guó)家。近10 年來(lái)， 五院實(shí)現(xiàn)了從天鏈一號(hào)系統(tǒng)到天鏈二號(hào)系統(tǒng)的巨大跨越， 譜寫(xiě)了我國(guó)數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星系統(tǒng)建設(shè)的嶄新篇章。

a） 從無(wú)到有， 天地相“鏈” 若比鄰

中繼衛(wèi)星的全稱(chēng)是跟蹤與數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星， 相當(dāng)于天上的數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站， 可為衛(wèi)星、 飛船等航天器提供數(shù)據(jù)中繼和測(cè)控服務(wù)， 能極大地提高各類(lèi)衛(wèi)星的使用效益和應(yīng)急能力， 實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)下傳。

2003 年， 航天英雄楊利偉搭乘神舟五號(hào)飛船在軌飛行期間， 數(shù)次與地面控制站進(jìn)行“天地通話(huà)”。 但這種通話(huà)都有著嚴(yán)格的限制， 必須在地面測(cè)控站收到飛船信號(hào)后， 利用極短的時(shí)間窗口抓緊進(jìn)行通信。 其余時(shí)間， 楊利偉只能默默地等待下一個(gè)通信周期的到來(lái)。

到神舟十號(hào)任務(wù)期間， 境況已大不相同。 2013年6 月20 日10 時(shí)許， 我國(guó)開(kāi)展了首次“太空授課”。 航天員王亞平等在天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器內(nèi)，為全國(guó)中小學(xué)生進(jìn)行在軌講解和實(shí)驗(yàn)演示， 并開(kāi)展交流互動(dòng)。 長(zhǎng)達(dá)51 min 的授課信號(hào)連續(xù)、 畫(huà)面清晰。

從間斷通信到連續(xù)傳輸， 巨大的變化得益于我國(guó)建成的天鏈一號(hào)系統(tǒng)。 2008 年4 月、 2011 年7月、 2012 年7 月， 五院抓總研制的天鏈一號(hào)01、02、 03 星先后發(fā)射成功， 實(shí)現(xiàn)第一代中繼衛(wèi)星的三星組網(wǎng)。 在此基礎(chǔ)上， 三星利用東、 中、 西3 個(gè)區(qū)的軌位優(yōu)勢(shì)， 實(shí)現(xiàn)了對(duì)中、 低軌道航天器全球覆蓋的天基信息傳輸， 使我國(guó)成為全球第二個(gè)擁有全球覆蓋能力中繼衛(wèi)星系統(tǒng)的國(guó)家。

b） 從有到強(qiáng)， 天鏈二號(hào)大跨越

為了使我國(guó)擁有更強(qiáng)的數(shù)據(jù)中繼通信能力，五院在完善天鏈一號(hào)系統(tǒng)的同時(shí)， 開(kāi)展了天鏈二號(hào)衛(wèi)星系統(tǒng)的研究攻關(guān)。 2019 年3 月， 天鏈二號(hào)01 星成功發(fā)射， 拉開(kāi)了我國(guó)中繼衛(wèi)星系統(tǒng)更新?lián)Q代的序幕。

與天鏈一號(hào)采用東方紅三號(hào)衛(wèi)星公用平臺(tái)相比， 天鏈二號(hào)采用東方紅四號(hào)公用平臺(tái)研制， 載重更大、 技術(shù)更強(qiáng)、 性能更優(yōu)。 星間鏈路天線(xiàn)更是突破了大量的難題， 使其對(duì)用戶(hù)目標(biāo)服務(wù)數(shù)量增加1倍， 傳輸總速率達(dá)到了Gbit/s 量級(jí)， 服務(wù)效能大幅度地提升。

天鏈二號(hào)衛(wèi)星在軌運(yùn)行之后， 與天鏈一號(hào)系統(tǒng)合作工作， 主要用于為飛船、 空間實(shí)驗(yàn)室和空間站等載人航天器提供數(shù)據(jù)中繼和測(cè)控服務(wù)， 也能服務(wù)于中、 低軌道遙感與測(cè)繪和氣象等衛(wèi)星， 還能為航天器發(fā)射提供測(cè)控支持。

2021 年12 月14 日， 天鏈二號(hào)02 星成功發(fā)射。 僅7 個(gè)月后， 太空迎來(lái)了天鏈二號(hào)03 星“入列”。 這也驗(yàn)證了天鏈二號(hào)衛(wèi)星的快速研制能力，為后續(xù)二代中繼多星快速在軌組網(wǎng)提供了支撐。