经济日报·中国经济网记者 沈 慧
人物小传:
魏强主持建立的通信卫星数字化研制体系,实现了卫星的全三维设计和平台的组批生产,使卫星研制周期缩短7个月,效率提高30%以上;王家胜、王典军负责的“天链”中继卫星系统,使我国成为世界上第二个拥有全球覆盖能力中继卫星系统的国家,对中低轨用户航天器具有了近100%的轨道覆盖率;陈粤向无工质电磁推进技术发起挑战,与美国NASA、德国德累斯顿大学等国际顶尖科研团队同台竞争……
这虽然是一支平均年龄只有33岁的年轻团队,却创下连续22颗通信卫星发射任务“零失误”的纪录;这是一支“高手”云集的团队,成员中博士学历占比20%,副高级以上职称占比超4成;这是一支令同行肃然起敬的团队,他们用7星出口四大洲的骄人战绩,在世界舞台上挺起了大国担当的钢铁脊梁……
这支斩获殊荣无数的创新集体,有一个朴实的名字——航天科技集团公司五院通信卫星创新团队。
虎口夺食打造自主平台
1984年,东方红二号通信卫星成功发射;1997年,东方红三号中容量通信卫星成功发射;2008年以来,19颗基于“东方红四号”平台的系列通信卫星成功发射。至此,我国广播电视领域“长期依赖进口卫星、使用受制于人”的被动局面得到彻底扭转。
然而,鲜有人知的是,从“东三”到“东四”,我国曾遭遇全面的技术封锁。2000年前后,国际航天技术发展日新月异,但我国通信卫星市场却被严重蚕食。基础太弱、技术跨度太大,是引进合资卫星还是自主研制?“创造更高水平属于中国人的通信卫星!”以周志成研究员领军的通信卫星创新团队,下定决心“虎口夺食”。
“研制卫星,平台先行”,这是在卫星界广为流传的一句话,因为平台的能力决定了卫星载荷及应用性能。自主创新、超常工作,历经6年艰苦攻关,通信卫星团队逐个突破西方技术封锁,一举攻克大型通信卫星总体设计、高电压大功率复杂电源、卫星长寿命高可靠等关键技术。最终,东方红四号平台实现了整星功率达到万瓦、寿命突破15年、整星质量超过5吨等里程碑指标,核心能力相比东方红三号提升近20倍,达到国际先进水平。
让“东方红”品牌高耸世界航天之林,通信卫星创新团队持续发力:全新升级的东四E平台、小巧灵活的东三B平台、基于全电推进技术的东四SP平台、更为先进的东方红五号大型卫星公用平台……一系列适用范围广、技术性能高、具有自主知识产权的通信卫星平台产品相继问世,中国人将发展通信卫星事业的主动权牢牢掌握在了自己手中。
瞄准前沿勇攀技术高峰
2017年4月12日,西昌卫星发射中心。当长征三号乙运载火箭托举着我国首颗高通量通信卫星——“实践十三号”腾空而起,奔向遥远的太空,在后方,测试指挥李斐与同事抱成一团痛哭。
多年磨一剑。千辛万苦抚育的“儿子”就要参加“高考”。那一晚,奋战了多年的他们紧张得手足无措。和年轻的李斐一样,一向沉稳的五院通信卫星事业部副部长王敏暗地里也捏了把汗:“这颗在众多领域率先‘吃螃蟹’的卫星能否让大家如愿以偿?”
是的,这是基于东方红三号B平台全配置的首发星,更是我国首次在高轨卫星上采用电推进系统。推进系统之于卫星,如同发动机之于汽车,为了完成卫星变轨和姿态保持任务,传统卫星采用化学推进作为动力,推进剂一般占到卫星发射重量的一半以上,卫星有效载荷大大降低。电推进系统,是一种不依赖化学燃料燃烧就能产生推力的设备。有了它,不仅可以让卫星大大“瘦身”,还可提升卫星容量,延长其寿命。
优势不言而喻,困难同样显而易见。电推进系统,这是通信卫星领域的一道世界性难题。上世纪70年代,美国等发达国家开始研究电推进系统,最终却付出4颗卫星在轨失效的惨痛代价。随后的10余年里,电推进技术的研究一度停滞不前。2009年,当电推进系统再次提上议事日程,一时间争议四起,中国人能行吗?“这是通信卫星能力提升的有效途径,要打造先进的通信卫星,就必须上电推进系统。”关键时刻,周志成、王敏带领团队顶住重重压力,咬牙坚持。
攻克安装布局优化、矢量机构设计、羽流特性测试评估等“拦路虎”,形成142项设计验证项目,确保电推进产品经受住长达12000小时的寿命考核试验……“咬住青山不放松”,中国电推进系统正式迈向工程应用阶段。事实证明,采用该系统,“实践十三号”卫星所用燃料可节省90%,推进效率10倍以上于化学推进系统,而且更灵巧更经济。
瞄准通信卫星技术高峰矢志不渝,类似的故事俯拾皆是。魏强主持建立的通信卫星数字化研制体系,实现了卫星的全三维设计和平台的组批生产,使卫星研制周期缩短7个月,效率提高30%以上;王家胜、王典军负责的“天链”中继卫星系统,使我国成为世界上第二个拥有全球覆盖能力中继卫星系统的国家,对中低轨用户航天器具有了近100%的轨道覆盖率;陈粤向无工质电磁推进技术发起挑战,与美国NASA、德国德累斯顿大学等国际顶尖科研团队同台竞争……
走出国门挺起中国脊梁
无论你是在茫茫大海上漂泊,还是在广袤无垠的沙漠中穿梭,抑或是在冰天雪地的南极探险,只需一部灵巧的卫星电话,即可与家人朋友实时通话、视频交流。2016年8月6日凌晨,伴随着天通一号卫星的成功发射,这一切成为现实。
“这是中国版的海事卫星,其成功发射标志着我国正式进入了卫星移动通信的手机时代。”2009年毕业的陈东在项目负责人边炳秀和陈明章的带领下,开始了天通一号卫星的研制,但接下来遇到的困难却超乎陈东的想象。
以低PIM(无源互调)控制技术为例,这一困扰当今国际宇航界的尖端技术一直高度保密,但PIM问题一旦发生,就会导致转发器通道阻塞,卫星无法正常通信。为了攻克这一世界性难题,团队从相关文献的蛛丝马迹中寻找突破口,对卫星的零部件、单机、分系统、整星系统开展了上百项测试验证。功夫不负有心人。最终,团队打破了美国对我国长达20年的技术封锁,我国首颗移动通信卫星“天通一号”,实现了对海洋、沙漠、山区、高原各类地形的无缝覆盖。
不仅要在技术上“领跑”,还要走出国门,勇拓国际市场。
近些年来,通信卫星创新团队先后为尼日利亚、老挝、巴基斯坦等国家成功交付7颗国际商业通信卫星;东方红四号卫星平台获国际市场高度认可,在轨保险费率与欧美同类卫星比肩;委内瑞拉通信卫星在轨9年,就已链接1700多个教育中心、89个能源点、214个农产品基础设施,带动建立了16000个卫星接收站,惠及全国800万人口;玻利维亚通信卫星的转发器出租率已超过80%,年度收入超过2500万美元,卫星寿命周期内的总收入预计超过5亿美元;老挝一号通信卫星惠及该国700万人口,欧美、日韩、中国的数十套电视节目已在该星上传输。
太空无止境,创新不停歇。当前,由通信卫星创新团队打造的系列“中国高端智造”产品,已覆盖全球60%的陆地和80%的人口,帮助数十亿人享受到航天科技带来的现代文明。在世界舞台上,他们用实力挺起了中国“和平利用太空源、积极履行大国担当”的钢铁脊梁!