2015年世界通信卫星发展回顾

2016-09-19 03:06杭添仁
数字通信世界 2016年2期
关键词:转发器通信卫星卫星通信

杭添仁

2015年世界通信卫星发展回顾

杭添仁

2015年,全球通信卫星蓬勃发展。美国不仅发射了多颗新一代军用通信卫星,还首次把2颗世界首批全电推卫星送上太空;俄罗斯有多颗通信卫星入轨,但质子-M火箭在发射通信卫星时还出现失败;欧洲发射了由法国和意大利合作研制的军用通信卫星;印度的第2颗军用通信卫星升空;中国首次向国际成熟卫星运营商提供在轨交付服务的亚太-9升空,发射的首颗向东盟国家整星出口的商业卫星老挝-1所用平台技术性能已全面与国际先进水平接轨。

1 美国技高一筹

1.1发射第3颗和第4颗“移动用户目标系统”

1月20日和9月2日,美国先后用宇宙神-5火箭成功发射了第3颗和第4颗“移动用户目标系统”(MUOS-3,4)卫星,每颗卫星质量近7,000kg,从而建成了美国海军新一代窄带战术军用通信卫星星座——“移动用户目标系统”星座,2015年底实现该系统的全网运行。“移动用户目标系统”是当今世界最先进的军用移动通信卫星,主要为美军移动作战人员提供类似智能手机服务的窄带移动通信服务,包括为移动中的军方用户提供实时语音、视频和数据服务,从而极大地增强作战人员移动通信能力。

由洛克希德•马丁公司为主承包商研制的“移动用户目标系统”星座由4颗卫星和1颗备份以及4个地面站组成,提供全球覆盖,将于2017年全面运行,是美军新一代窄带战术卫星通信系统,能确保超高频卫星通信系统能力的连续性,显著改善美国军方的移动通信能力。它采用A2100M平台,卫星尺寸6.7m×3.66m×1.83m,卫星在轨机动时采用日本IHI公司生产的BT-4液体火箭发动机。卫星不仅携带了特高频(UHF)窄带载荷,继续为海上船只和偏远地区地面移动部队提供通信链路,还携带了宽带码分多址(WCDMA)数字载荷,为全球美军提供类似智能手机的3G移动通信服务,且能不受天气和在森林树冠下等恶劣环境限制为舰艇、飞机和地面部队提供更可靠的窄带移动通信服务,使全球的部队在移动中通话、发短信并无缝共享任务数据,包括南北两极区域。

第3颗“移动用户目标系统”

每颗卫星提供16个通信波束,单星容量达10.054Mb/s,可支持4,189个标准速率终端同时接入,移动用户获得的数据率最高可达383kb/s,信道可用率大于97%,总数据率约达40Mb/s,可传送语音、数据和语音/数据综合信息,所以能提高中东和南亚等热点地区的通信保障能力。其用户不必在需通信时停下来设置天线,调整方向,因为卫星支持非定向天线终端,能完成超视距通信,以支持各部队的作战任务。

美国将在2016年发射1颗“移动用户目标系统”备份星。该星座成本预期达到74亿美元,使用3G蜂窝通信系统,可提供比上一代军用窄带卫星——“特高频后继”(UFO)快10倍的移动通信服务,容量为其16倍,还为海上的船只和移动的难以到达区域的地面军队提供通信链路,初始星座将服役至2025年。4个“移动用户目标系统”地面站已经建好,目前已部署的大约5.5万台无线电终端,可通过升级与“移动用户目标系统”系统兼容。

美国海军尚未宣布“移动用户目标系统”的下一代计划。不过,既然“移动用户目标系统”第一批卫星保留了特高频窄带载荷,那么后续计划必然还将保留该频率。美国海军的“移动用户目标系统”项目经理表示,下一步最大的可能是要在未来1~2年内分析后续替代方案。如果“移动用户目标系统”在2016年发射最后一颗卫星,将意味着相关生产线会关闭,这将极大制约扩展“移动用户目标系统”项目相对构建崭新系统的经济优势。工业和政府官员已考虑增加星座的卫星数量,作为未来国际合作的一部分。

1.2发射首批美国研制的全电推进通信卫星

3月1日,美国用猎鹰-9火箭成功发射了美国研制的世界上首批2颗全电推进的地球同步轨道通信卫星——“欧洲通信卫星115西B”(Eutelsat 115 West B)、亚洲广播卫星-3A(ABS-3A)。它们均采用波音-702SP(BSS-702SP)小型卫星平台,使用电推进系统完成转移轨道到地球静止轨道的插入、站点保持和反作用轮的卸饱和。氙离子推进系统(XIPS)已经在多个航天器上进行飞行试验,波音-702SP平台上使用的XIPS-25推进系统包括1个氙贮箱和4个25cm离子推力器。由于不需要使用化学燃料,它具有质量轻、成本低并可为卫星机动提供有效解决方案等特点,能够节省大量的燃料,提高平台的有效载荷比或降低发射成本,具有巨大的实用和商业价值,被认为是卫星制造史上的一次革命性创新,为未来全电推进卫星发展开辟了美好的前景。不过卫星进入最终轨道需要花数个月的时间。由于采用全电推进系统,大大减轻了卫星质量,所以用中型运载火箭猎鹰-9可以发射2颗卫星,从而显著降低了发射成本。

“欧洲通信卫星115西B”由欧洲通信卫星公司美洲公司(原墨西哥卫星公司)运营,定位于114.9°W地球静止轨道,覆盖美洲,设计寿命15年。卫星质量为2,200kg,载有12台C频段、34台Ku频段转发器,C频段泛美波束覆盖从阿拉斯加、加拿大和美国西部到墨西哥拉丁美洲和南美洲的西北区域;Ku频段分为几个波束,1个覆盖墨西哥和周边区域,1个覆盖不包括东北部的南美区域,1个覆盖整个美国(不含佛罗里达)和加拿大。它提供的服务包括直播到户电视、宽带应用、移动服务、VSAT和为政府和其人用户的特殊覆盖。

整装待发的世界首批全电推卫星

亚洲广播卫星-3A由亚洲广播卫星公司运营,定位于3°W地球静止轨道,覆盖美洲、欧洲、非洲和中东,替代1997年发射的亚洲广播卫星-3卫星,确保服务的连续性,扩展能力。卫星质量为1,900kg,载有24台C频段和24台Ku频段转发器,提供3个C频段波束和4个Ku频段覆盖区域,设计寿命15年。它用于向美洲、欧洲、非洲和中东地区,提供VSAT服务、电视转播、IP中继、移动回程和海运服务。

1.3发射第7颗“宽带全球卫星通信”卫星

7月24日,美国用德尔他-4M+成功发射了宽带全球卫星通信-7(WGS-7),即第4颗改进型“宽带全球卫星通信”卫星。改进型“宽带全球卫星通信”卫星从宽带全球卫星通信-4卫星开始,共造6颗,使用波音-702HP平台,每颗卫星质量5,987kg,寿命末期功率11kW,在轨寿命15年,通信带宽增加了17%。它载有大功率通信载荷,用于安全通信和容错通信,提供可控点波束,支持双向Ka频段(1GHz)和X频段(500MHz)通信,可利用星载系统转换信号,数据率为2.1~3.6Gb/s。它有19个可利用的波束:8个由单独的发送和接收相控阵提供的X频段可控波束、10个由双重蝶形万向天线形成的Ka频段可控波束和1个X频段地球覆盖波束,还提供宽带宽射频旁路能力。

“宽带全球卫星通信”由美国波音公司制造,每颗造价为3.5亿美元,使用双组元推进系统进行远地点机动,提高轨道高度,并使用4台XIPS-25氙离子推进剂清除轨道偏心距,进行南北位置保持和静止轨道位置机动,以保持轨道姿态。在发射之前,“宽带全球卫星通信”可至少在地面存储5年而不会影响在轨平均任务持续时间。入轨后,即使没有有效的指令链路,卫星也能在没有地面干涉的情况下至少运行30天,包括执行南–北和东–西位置保持的存储指令。

美国宽带全球卫星通信-7图标

该卫星提供X和Ka频段双向宽带通信、Ka频段单向广播和Ka频段空基情报、侦察和监视平台数据回传三大业务。卫星采用点波束、相控阵和数字信道化技术,极大提升卫星容量,单星容量可达3.6Gb/s,超过所有第三代“国防通信卫星系统”卫星的总和。其X频段总带宽为500MHz,上行频率7.9MHz-8.4MHz,下行频率7.25MHz-7.75MHz;Ka频段总带宽为1MHz,上行频率30MHz-31MHz,下行频率20.2MHz-21.2MHz。卫星具有向全球美军及盟军提供网络通信的功能,获得完全的作战力。

它可通过双向、点对点、多重播放及广播通信的方式,向作战人员快速分发大量数据。1颗“宽带全球卫星通信”卫星能提供4.875MHz的瞬时转换带宽,有39个125MHz信道,能为美国海外军事行动提供重要支持,使美国及其盟国的军用通信卫星能力产生巨大的飞跃。

通过“宽带全球卫星通信”上独特的数字信道选择器,可以使X频段和Ka频段相互连接,用户之间能高效地使用卫星带宽进行交流,提高了宽带的利用率。数字信号选择器是实现有效载荷高度灵活的关键,它能把上行链路的频宽分为1,872个子信道,每个子信道带宽为2.6MHz,各个子信道都能单独开关并进行路由选择交换。这样,所有信号均可进行频带间交链,即可从一个频带转换到另一个频带,上行覆盖与下行覆盖相连。而且一个覆盖区域内的任何一个上行信号都可以与一个或全部下行覆盖区内的信号连接。这样,在任一覆盖区域内可实现灵活的互连通性(包括X频段到Ka频段和Ka频段到X频段的跨频率收发),让通信者同时使用X和Ka这2个频段。此功能对军队意义重大,它可使拥有X频段终端的指挥官与另一个拥有Ka频段终端的指挥官对话,让战地部队具有更大灵活性、更强作战能力和连通性。此外,数字信道选择器还支持多点传输和广播业务,也能为网络控制提供非常有效、灵活的上行链路频谱监控容。例如,如果在阿富汗部署了美国的军队,这时“宽带全球卫星通信”卫星可以通过选择波束将前方部署的军队通信发回卫星,随后再选择波束发到中央司令部或其他司令部。

还有,卫星采用了相控阵天线等大量先进技术,目的是提高了卫星的性能和运行灵活性,满足战争中额外的转换需求,把用于作战的宽带容量大大提高。例如,“宽带全球卫星通信”采用的新型电控天线不再依靠机械操纵,它能够与地球上的不同地点进行通信,实现了Ka频段无线电用户对X频段用户的通信。“宽带全球卫星通信”支持多种网络拓扑结构。其天线模式具有辨别能力,可避免来自不同距离的友军的干扰。在选择用户终端时需使用通用调制解调器,以便保护卫星通信业务免于电子攻击(如干扰)和电子信号截获。对指令信道的附加保护是通过格式化和协议实现的,以确保发送和接收惟一“有效”的指令,只有被卫星成功破译和解码的指令才是有效的。

美国”宽带全球卫星通信“飞行示意图

“宽带全球卫星通信”共装载14副通信天线,其总容量分配给9个X频段波束和10个Ka频段波束。其中,8个X频段波束由收发分离的相控阵天线产生,该天线具有赋形和改变覆盖区域大小的能力,它们提供覆盖区域的形成及调整能力;第9个X频段波束为全球覆盖波束,可覆盖全球。10个Ka频段波束由10副独立可控、收发公用、带有万向节的可移动抛物面天线(为固态石墨偏馈天线)产生,其中3个波束可改变极化方向(也就是改变天线的电场方向,该技术主要应用于优化信号接收以及减少干扰),使“宽带全球卫星通信”能够安全地传输和接收数字化质量的话音、数据和图像。

卫星可覆盖19个独立的地区,其业务范围从北纬65°~南纬65°。用于军事目的时,业务范围可扩展到北纬70°~南纬65°。它能够覆盖不同地区的终端。这些终端和网络的密集度能够根据到焦点地区的距离的远近而改变。其总的覆盖地区包括战场上的焦点地区以及战场外能够支持运行的地区。卫星可支持位于几个窄覆盖地区和至少一个扩展窄覆盖地区(它是窄覆盖地区的几倍)的Ka频段终端,能在窄覆盖地区提供双向和广播业务,既可用于在战区部署战术部队,确定网关、广播注入地点和卫星控制地点,也可用于为战区之外的作战用户,如空军基地和海军战斗组提供服务。

由于“宽带全球卫星通信”卫星和地面控制系统比“国防卫星通信系统”智能化更高,所以容易运行和维护,大大降低了对人力的需求和其他的全寿命期费用。它能自动识别问题并寻找产生问题的根源,而无须操控人员告诉它如何调整自己。命令方式也与现在使用的不同,不必用手敲入命令,命令都是预先设定好的。预先设定命令减少了卫星操控中的风险,这意味着完成同样工作只需更少的操控人员和更短时间。“宽带全球卫星通信”让操控变得更安全,因为它消除了大量人为失误的可能性。用“国防卫星通信系统”的时候,要专门设置2个人确认每一条命令,但用“宽带全球卫星通信”的时候,其命令会被自动检查,操控人员可事先通知它们将如何执行。

该卫星以前叫“宽带填隙卫星”,这是因为最初考虑到“国防卫星通信系统”和更大容量系统之间存在缝隙,所以研制了它。它不仅容量大大增加,能以更高数据率向作战人员提供更快、更有效率地交换信息,而且运行十分灵活,可提供其他军事卫星通信系统所不能提供的许多重要作战特征。例如,“宽带全球卫星通信”拥有18个可重新配置的覆盖区,以及具备向不同覆盖区进行广播和多点广播的传送能力,并且能够连接位于任意区域和所有区域的用户,即使他们处于不同工作频率。

它已成为美军在X频段和Ka频段范围的大容量通信卫星系统,美军通过它能够向地球几乎每个角落快速发送大容量的信息,为军队提供前所未有的宽带密集型应用,例如:视频流、远程会议、实时数据传输和高分辨率成像。此外,这种新型宽带能力还可为新一代无人空中飞行器提供支持。

第7颗“宽带全球卫星通信”进一步增加了数据容量。卫星所采用的天线波束成形技术可使“宽带全球卫星通信”能绕开敌方军队控制的地理区域。地面车辆上采用的抗干扰和小碟形天线技术,使得军队可以接收高清数据传输。第8~10颗“全球宽带卫星通信系统”还将安置一个升级的数字信道处理器,能够增加90%多的卫星带宽。

美国空军最终可能需要12颗“宽带全球卫星通信”卫星,它已成为美国国防部进行安全数据传输(从战场到全世界美军的日常支持)的重要卫星通信网络。总之,“宽带全球卫星通信”系统能满足美军获得更快速、更高效信息的需求,提高了固定和机动/移动用户的访问容量。各种平台、陆海空部队及其指挥者都能够利用“宽带全球卫星通信”进行快速、实时地信息访问。

1.4 其他升空的通信卫星

(1)5月27日,美国直播电视-15(DirecTV-15)由欧洲阿里安-5ECA火箭发射升空。它由美国直播电视公司运营,欧洲空客防务与航天公司研制,使用欧洲星-3000(Eurostar-3000)平台,发射质量6,200kg,寿命初期功率18kW,寿命至少15年。卫星载30台Ku频段和24台Ka频段转发器以及18台工作在17GHz-27GHz反向频段的转发器,提供高清和超高清直播到户电视服务,卫星初始位于103°W,覆盖美国本土、阿拉斯加、夏威夷和波多黎各,为私有和商业用户的直播到户服务提供备份容量和扩展能力。

打造中美国直播电视-15卫星

(2)12月22日,美国用猎鹰-9火箭成功发射了轨道通信公司的11颗第二代轨道通信卫星(Orbcomm-2)。美国内华达山脉公司(SNC)是卫星的主承包商和航天器平台制造商,完成了卫星的所有设计、制造和集成。首批6颗卫星已在2014年7月14日发射,此次发射的11颗卫星进入最终轨道后,该星座即完成建造。卫星采用内华达山脉公司的SN-100卫星平台,重172kg,尺寸1m×1m×0.5m,功率400W,运行在高715km、倾角47°的圆轨道,寿命大于5年,该平台可支持通信、对地观测、气象和空间科学等多种应用,最短设计寿命5年。其有效载荷由波音公司制造,是带四臂螺旋天线的VHF通信终端,工作频率137 MHz -153MHz,还载有1个用于跟踪船只的AIS接收机。卫星提供宽范围机-机通信服务和从移动发送机到地基终端低反应时间的小型数据包中继服务;还用于运输行业全球范围跟踪拖车、集装箱,监视低温运输系统和货物安全。

美国第2代“轨道通信卫星”标识

2 俄罗斯数量不少

(1)3月31日,俄罗斯用“隆声”运载火箭成功发射了3颗信使-M(Gonets-M)通信卫星。此次发射的“信使”为低轨道通信卫星,使用信息卫星系统股份-列舍特涅夫公司研制的KAUR-1平台,自旋稳定,重280kg,轨道高度为1,400km,设计寿命5年,是俄罗斯第2代数据存储与转储卫星,由天箭座-3(Strela-3)军用卫星系统派生而来。其有效载荷由精密仪器科学研究所(NII TP)研制,具有16个通信通道,其中14个上传通道,2个下传通道,不具备星间通信能力,通信频率260MHz和312 MHz -390MHz,上传速率2.4~9.6kb/s,下传速率4.8~6.4kb/s。完整星座包含12颗卫星,位于4个轨道面上,用于提供个人通信和各类数据交换服务,包括为俄罗斯GLONASS导航系统的卫星协调系统提供数据,用于为工业和政府用户提供多种服务,包括资产评估、移动和固定目标跟踪、环境监测、气象学和电网、油井和管线的遥控。

俄罗斯信使-M通信卫星

(2)3月19日,俄罗斯用质子-M运载火箭成功发射了快讯-AM7(Express-AM7)通信卫星。该卫星由欧洲空客防御与公司研制,采用欧洲星-3000 (Spacebus-3000)平台,发射质量5,720kg,有效载荷质量1,438.8kg,寿命初期功率18kW,寿命末期16kW,载荷功率13.665kW。卫星载有24台C频段、36台Ku频段和2台L频段转发器。定位于40°E地球静止轨道,设计寿命15年。它由俄罗斯卫星通信公司运营,用于提供无线电广播、数据传输、电话和移动通信领域的服务,为俄联邦、前苏联及周边地区以及中东、中亚、印度和非洲提供高性能覆盖。

(3)9月15日,俄罗斯用质子-M运载火箭成功发射了快讯-AM8通信卫星。卫星是俄罗斯信息卫星系统股份公司-列舍特涅夫公司研制和运营的地球静止轨道通信卫星,采用快讯-1000NTB平台,寿命末期功率5,880W,发射质量2,100kg,有效载荷质量661kg,定位于14°W地球静止轨道,设计寿命15年。其有效载荷由泰雷兹-阿莱尼亚空间公司提供,包括24台C频段、12台Ka频段和2台L频段转发器。C频段覆盖两个区域,一个是欧洲、非洲大陆北半部分和中东,另一个是南美以及北美东海岸;Ka频段覆盖欧洲和中东区域,整个非洲大陆、马达加斯加和阿拉伯半岛区域,整个南美和美国东部区域,提供多种通信服务。

俄罗斯快讯-AM8通信卫星示意图

(4)9月24日,俄罗斯用“隆声”运载火箭成功发射了天箭座-3M-13~15[Strela-3M-13~15,又叫泉-S-013~15(Rodnik-S-13~15),或宇宙-2507、2508、2509]3颗军用通信卫星。这3颗“泉”系列军用数据转储卫星是天箭座-3M星座的一部分,在“信使”通信卫星的基础上研制,用于替代天箭座-3卫星星座,整个星座包括12~18颗卫星。卫星俄罗斯国防部运行,为政府机构和军用运营商提供安全通信,用于运营商可视通路之外的点对点和存储转发语音和数据通信。

(5)12月13日,俄罗斯用质子-M运载火箭成功发射了鱼叉-12L (Garpun-12L)军用通信卫星。该卫星定位于13.5°W地球静止轨道,用于取代1982年至2000年发射的“急流”(Potok)和“喷泉”(Geizer)系列卫星,主要作用是辅助俄角色光电号(Persona)电和莲花号(Lotos-S)等情报卫星,增强俄舰队侦查卫星的数据中继能力。这是是俄罗斯发射的第2颗“鱼叉”系列卫星,第1颗于2011年9月发射,定位于79.8°E地球静止轨道上。第3颗“鱼叉”卫星将定位于168°W地球静止轨道上,但还不知道何时发射。

(6)12月28日,俄罗斯用质子-M运载火箭成功发射了快讯-AMU1先进高通量通信广播卫星。卫星由空中客车防务与航天公司制造,采用欧洲星-E3000卫星平台,装有70台Ku和Ka频段转发器,旨在支持电视和无线电广播服务,包括在俄联邦欧洲地区和撒哈拉以南非洲部分地区的卫星直播和宽带数据服务。该卫星定位在36˚E地球静止轨道,设计寿命15年。按计划,快讯-AMU1卫星将于2016年2月完成相关测试。

3 欧洲合作发展

(1)4月26日,阿里安-5火箭成功发射了索尔-7 (Thor-7)和锡克拉-2(Sicral-2)通信卫星。

索尔-7卫星发射质量4,590kg,由美国劳拉太空系统公司制造,采用LS-1300平台,净质量1,800kg,尺寸4.7m×3.4m×2.7m,装有21台Ku频段转发器和25台Ka频段转发器,能够提供几个区域的点波束覆盖,设计寿命为15年。Ku频段转发器为中欧和东欧提供宽带通信服务,满足如下地区不断增长的宽带需求:从南部的希腊和意大利到挪威和巴伦支海的最北地区,从挪威的西部往东到乌克兰。Ka频段转发器提供几个点波束,覆盖关键的海运区域,包括北海、挪威海、红海、波罗的海、波斯湾和地中海。卫星由挪威电信公司运营,定位于0.8°W地球静止轨道上,用于为海运工业提供高数据率宽带服务,尤其是北大西洋市场,25台点波束同时工作,提供9Gb/s的数据吞吐量。用户数据率在2~6Gb/s之间,并且点波束无缝移交。卫星还与南极洲的Troll地面站建立链接,从多个极轨卫星上传数据,分发到欧洲和美国。

美国为挪威研制的索尔-7进行试验

锡克拉-2卫星重4,365kg,由泰雷兹-阿莱尼亚宇航公司制造,采用空间客车-4000B3平台,发射质量4,400kg,尺寸5.5m×2.2m×3.1m,电源电压100V,功率7kW,设计寿命15年,定位于37°E地球静止轨道。卫星上的UHF/SHF载荷用于支持意大利和法国军方的通信服务,为国内军用/政府的战略和战术通信以及在外国领土的战场通信提供体系架构。通信载荷支持连接成综合网络的陆海空通信平台,为北大西洋公约组织使用的锡克拉/锡拉库斯卫星提供备份,并具有整合成1个同盟国通信体系的能力。该卫星为法意合作的军用通信卫星(意大利占68%,法国占32%),合同额2.95亿美元,合作研制军用通信卫星可以节省数亿欧元。它为法国军方和意大利军方提供特高频与超高频通信服务,目的是增加战场超高频和极高频通信能力,扩展意大利锡克拉-1和-1B以及法国锡拉库斯计划的服务。

(2)8月21日,欧洲用阿里安-5运载火箭成功发射了欧洲通信卫星-8西B。卫星由法国泰雷兹-阿莱尼亚宇航公司研制,采用空间客车-4000C3平台,尺寸5.5m×2m×2.2m,发射质量5,782kg,设计寿命15年。它装有40台Ku频段转发器和10台C频段转发器,定位于8°W地球静止轨道。大部分用于为北非和中东提供直播到户电视服务,一小部分为南美提供直播到户和视频服务,为52万个家庭提供超过1,000个电视频道的服务。

4 印度军星上天

(1)8月27日,印度用“地球同步轨道卫星运载火箭”成功发射了地球静止卫星-6(GSAT-6)。该卫星是印度空间研究组织为战略需求发射的第2颗卫星。2013年,其已经发射了海军专用的地球静止卫星-7。地球静止卫星-6重量2,117kg,尺寸2.1m×2.5m×4.1m,使用I-2K平台,功率3,100W,是印度第1颗一次电源电压70V的通信卫星。卫星定位于83°E地球静止轨道,设计寿命9年,提供C频段和高容量S频段点波束覆盖,装有最大6m直径的天线,它有助于印度战略部门彼此之间的快速通信,可以确保更小的手持设备能够畅通无阻的通信,无论是数据,视频还是语音,使战略部门在偏远地区使用小型手持移动设备通信非常方便,为印度武装部队提供S频段通信服务,它用于提供保证质量和安全性的通信。该新系统适用很小的手持设备,从而使士兵从庞大的通信设备中解脱出来。

印度地球静止卫星-6

(2)11月10日,印度的地球静止卫星-15 (GSAT-15)由欧洲阿里安-5运载火箭发射升空。地球静止卫星-15由印度空间研究组织制造,重约3,200kg,载有24台Ku频段转发器以及GPS增强系统,设计工作寿命12年,是印度研制的最先进的通信卫星。卫星定位于93.5°E地球静止轨道,用于为印度提供通信、导航支援和紧急服务。

5 中国大放异彩

(1)9月12日,我国用长征-3B运载火箭成功发射了通信技术试验卫星-1。该卫星是我国通信技术试验系列卫星的首颗星,主要用于开展Ka频段宽带通信技术试验。

(2)10月16日,我国用长征-3B运载火箭成功发射了亚太-9通信卫星。该卫星是我国首次向国际成熟卫星运营商提供通信卫星在轨交付服务,标志着我国东方红-4大容量通信卫星平台在国际市场领域的重大突破,提升了我国自主知识产权卫星平台的国际竞争力和影响力。它首次采用大容量锂电池,减轻了质量;采用了热控、布局、结构等一系列优化技术,实现卫星效率最大化。其有效载荷重量达到610kg,装有46台转发器,是国内目前自研民商用通信卫星中有效载荷最大、转发器台数最多的,达到了国际主流卫星制造商同等水平,覆盖了“海上丝绸之路”,填补了东南亚地区通信服务空白。有关专家归纳出这颗卫星的“三新”、“三用”及“三好”,即三新—— 新设计、新合作、新模式;三用—— 替换亚太-9A、填补通信服务空白、覆盖海洋;三好——一站式服务、综合性价比高、契合国家战略。卫星定位于83°E地球静止轨道卫星。技术性能已全面与国际先进水平接轨。它使用了达到国际领先水平的新一代综合电子技术、锂离子电池技术和新型贮、新材料等,大大提升了卫星的综合应用效果,不仅减轻了卫星质量,而且使卫星功能更强,提高了卫星承载比。这些技术也将在未来的东方红-4增强型和东方红-5卫星平台上直接应用,使我国通信卫星平台研制从跟踪发展转向领先发展。这是我国第一颗向东盟国家整星出口的商业卫星,为“海上丝绸之路”上空又添一颗新星。该卫星搭载了总共22台转发器,可以在两个频段上传输信号,最多可转播80套电视节目,用于为老挝提供卫星电视直播、无线宽带接入、国际通信等服务,有利于边远的山区了解外部的世界。目前,中国的卫星已销往6个国家,其中一半在“一带一路”沿线提供服务。今后,全世界会有更多的人们分享到“中国制造”卫星带来的便利。

亚太-9设计师与用户在卫星前合影

(3)11月4日,我国用长征-3B运载火箭成功发射了中星-2C卫星。中星-2C卫星可为我国广播电台、电视台、无线发射台和有线电视网等机构提供广播电视及宽带多媒体等传输业务,为我国通信广播事业提供更好的服务。

(4)11月21日,我国用长征-3B运载火箭成功发射了老挝-1通信卫星。卫星采用新研制的东方红-4S卫星平台,使用了许多小型化、轻量化、模块化技术,具备“小而精”的特点,质量不到4,000kg,使用寿命长达15年,填补了东方红-3中容量与东方红-4大容量卫星平台之间的空白,很好地满足了中等容量、高技术指标的国际用户需求,标志着我国卫星平台

等待发射的老挝-1采用东方红-4S平台

(5)12月10日,我国用长征-3B运载火箭成功发射了中星-1C卫星。中星-1C卫星可提供高质量的话音、数据、广播电视传输业务,将为我国通信广播事业提供更好的服务。

6 其他通信卫星

(1)2月1日和8月28日,国际移动卫星-5F2,5F3(Inmarsat-5F2,5F3)先后由俄罗斯质子-M/微风-M运载火箭发射升空。至此,建成了第五代“国际移动卫星”星座。它是世界首个由单一供应商提供全球覆盖高速移动宽带网络业务——“全球快讯”(Global Xpress)业务的系统,于2015年年底投入全面运营,能提供全球首个高速移动宽带通信业务,以及高质量的视频、语音和数据业务,这一切甚至在最遥远最难以接入的地区都能实现,真正做到了“英特网无处不在”。

国际移动卫星-5采用波音-702HP卫星平台,发射质量6,100kg,净质量3,750kg,尺寸6.98m×3.59m×3.27m,设计寿命15年,功率15kW(寿命末期13.8kW),有效载荷功率11.2kW,具有化学推进和电推进系统。它提供全球移动卫星服务,包括深海船只的移动宽带通信,客机内乘客的飞行期间通信连接,传送高分辨率图像、语音和数据流,为政府和军用或商业用户提供安全通信。

第1颗国际移动卫星-5于2013年12月升空,覆盖范围是欧洲、中东、非洲以及亚洲地区;第2颗国际移动卫星-5于2015年2月升空,覆盖范围是美洲和大西洋地区;第3颗国际移动卫星-5覆盖太平洋地区。

国际移动卫星-5

国际电联分配给静止轨道移动通信卫星的频率为L和S频段,其中,L频段有很好的抗雨衰性。但国际移动卫星-5采用的是固定通信卫星用的26.5~40MHz的Ka频段,这是由于Ka频段频率高,具有宽带大、通量高、成本低、覆盖广、终端小等优势特点,适合用于宽带卫星通信,但技术很复杂。所以,严格地说国际移动卫星-5实际上是提供“动中通”方式通信的固定通信卫星。

每颗国际移动卫星-5装有72台弯管式透明转发器、60个行波管放大器和14副反射器天线,卫星通过其中的2个发射和4个接收天线能形成89个固定点波束(用户波束);卫星还配有采用12个139W大功率行波管放大器的6个高能可控点波束(可转向波束),以便能够根据热点、地区用户需求及时调整指向,并且可以在军用Ka频段和商用Ka频段之间切换,灵活满足高密集地区市场应用需要以及军方的需求,响应全球热点事件。国际移动卫星-5单星吞吐量可达50Mb/s,通过它0.6m口径的海事终端用户能够享受最高下载速率50Mb/s、上传速率5Mb/s的通信,实现全球无缝宽带漫游。陆地终端的口径能够达到60cm~1m,航空终端的口径能够达到30~60cm。

国际移动卫星-5全球特快宽带的速度比起国际移动卫星-4星座要快100倍,它使来自公共服务或私有机构的终端用户有机会大幅提升连网表现、使用大流量应用,以及设置高效的解决方案,促成了全球移动宽带。

(2)4月27日,土库曼斯坦的首颗通信卫星——土库曼-宇宙52.00E(TurkmenAlem-52E/ MonacoSat-1)由美国用猎鹰-9运载火箭发射升空。此前,中亚国家土库曼斯坦卫星通信依赖租用俄罗斯卫星,因此,此颗卫星的成功发射将为该国提供独立安全的电话、电视及互联网服务通信网络。该卫星采用用泰雷兹-阿莱尼亚空间公司的空间客车-4000C2平台,发射质量4,500kg,净质量1,823kg,设计寿命超过15年,功率10kW。它载有38台Ku频段转发器,覆盖欧洲、中亚到中国边境以及非洲,定位于摩纳哥申请的52°E地球静止轨道。此为泰雷兹公司的第1颗载有可调行波管放大器的卫星,可调输出功率。

(3)5月16日,墨西哥卫星-1(MEXSAT-1)由俄罗斯质子-M/微风-M运载火箭发射时失败。5月29日,俄罗斯联邦航天局跨部门委员会公布了质子-M火箭事故原因:此次事故为“结构性”事故,“质子”运载火箭在苏联时期被认为是世界上最可靠的火箭之一。但在过去的5年中,该型号火箭共发生了7次事故。墨西哥卫星-1采用波音-702HP平台,尺寸9m×3m×4m,发射质量5,325kg,寿命初期功率14kW,末期13kW,设计寿命15年。它载有L频段和Ku频段载荷:L频段载荷提供122个点波束,原定为墨西哥领土以及墨西哥湾和太平洋地区的移动终端服务;Ku频段载荷原定用于高数据率通信,包括语音、视频和安全数据链接。

(4)5月27日,天空墨西哥-1(SKYM-1)由欧洲阿里安-5ECA火箭发射升空。它由美国轨道ATK公司研制,采用地球静止星-2(GeoStar-2)平台,发射质量约3,000kg,有效载荷功率5kW,设计寿命15年。卫星载24台Ku频段转发器和2台反向频段转发器,定点于78.8°W地球静止轨道,覆盖墨西哥、中美洲和加勒比海,确保直播到户服务的连续性

美国为巴西制造的星一-C4

(5)7月15日,巴西商业通信卫星由欧洲阿里安-5运载火箭发射升空。该卫星名为星一-C4(Star One C4),重5,560kg,由美国劳拉太空系统公司制造,巴西通信公司星一公司运营。它采用LS-1300平台,发射质量5,565kg,尺寸5.1m×2.35m×2.2m,功率15.6kW,设计寿命15年。卫星载有48台Ka频段转发器,运行带宽36kHz,定位于70°W地球静止轨道,为美洲大部分区域提供视频、数据和语音连接。

(6)8月21日,国际通信卫星-34(Intelsat 34)由欧洲阿里安-5运载火箭成发射升空。卫星由美国劳拉太空系统公司研制,采用LS-1300平台,发射质量3,300kg,尺寸5.6m×3.5m×3.0m,净质量1,800kg,功率10kW,具有化学推进和电推进系统,设计寿命15年。它载有24台C频段和24台Ku频段转发器,C频段通道对北美、南美和欧洲提供服务;Ku频段点波束覆盖墨西哥、中美洲、巴西、加勒比海、欧洲和美国部分地区,为拉丁美洲用户提供多媒体服务,为北大西洋航线的航空公司提供宽带通信服务。它定位于56°W地球静止轨道,填补2013年发射失败的国际通信卫星-27。

(7)9月30日,澳大利亚和阿根廷各一颗卫星由欧洲阿里安-5运载火箭发射升空。澳大利亚国家宽带网络公司(NBN)的国家宽带网络-1[ANBNCo-1A,又叫天空穆斯特(Sky Muster)]卫星由美国劳拉太空系统公司制造,重约6,400kg,旨在为整个澳洲大陆没有网络覆盖的乡村和偏远地区提供高速宽带服务,用于为生活在澳大利亚乡村和偏远地区的20多万居民提供宽带网络服务,使得高速上网服务的覆盖范围扩大,预期工作寿命超过15年。卫星采用改进的高功率LS-1300平台,功率16.4kW,发射质量6,440kg,尺寸8.5m×3.0m×3.5m,设计寿命15年。它载有202台Ka频段转发器,产生近100个通信点波束,可覆盖澳大利亚的广大地区,包括内陆地区的大部分乡村、沿海岛屿和外部地区,如诺福克、科科斯岛、圣诞岛和麦夸里岛。

阿根廷的阿根廷卫星-2(ARSAT-2)是该国自行建造的第二颗地球静止轨道通信卫星,采用全新的适用于轻型和中大型通信卫星的ARSAT-3K平台,重约3,000kg,尺寸2.9m×1.8m×2.2m。卫星装有26台Ku频段转发器和10台C频段转发器,可使阿根廷拥有自己的空间通信系统,并向美洲国家提供电视直播、网络连接、数据传输和IP电话服务,设计寿命15年。

(8)10月2日,墨西哥通信卫星——莫雷洛斯-3 [Morelos 3,又称墨星-2(Mexsat-2)]由美国宇宙神-5火箭发射升空。该卫星采用波音-702HP卫星平台,发射质量5,800kg,设计寿命15年,由一对太阳电池翼提供高达14kW的电力,每个太阳电池翼有5块三结砷化镓面板。卫星装有L和Ku频段转发器,通过22米与2米的天线转输信号,以满足墨西哥政府的安全通信,由墨西哥通信与运输部(Secretaria de Comunicaciones y Transportes)所有,由墨西哥电信公司(Telecomunicaciones de Mexico)运营。它定点在西经116.8°地球静止轨道,用于为墨西哥军队、紧急救援人员、偏远地区农村教育工作者和医院提供包括语音、数据、视频和互联网服务。

墨西哥通信卫星莫雷洛斯-3由美国制造

(9)10月17日,土耳其卫星-4B(Turksat 4B)通信卫星由俄罗斯质子-M运载火箭发射升空。该卫星是日本三菱电气公司为土耳其研制的2颗通信卫星的第2颗。2011年,日本和土耳其签订了一份价值5.71亿美元的合同,日本为土耳其研制两颗通信卫星,即土耳其卫星-4A,4B。其中,土耳其卫星-4A 于2014年2月14日由质子-M发射升空。土耳其卫星-4B采用日本三菱电气公司的DS2000平台研制,重4,924kg,太阳电池翼完全展开后长约25.3m,设计寿命15年。它载有2台Ka频段、28台Ku频段和C频段转发器以及土耳其军方用的X频段转发器,覆盖欧洲、中亚、中东和非洲地区,用于为土耳其提供数据通信、电视广播等服务。

(10)11月10日,阿拉伯卫星-6B(ARABSAT-6B)由欧洲阿里安-5运载火箭发射升空。该卫星是阿里安公司由欧洲空中客车防务与航天公司和法意合资的泰雷兹-阿莱尼亚宇航公司制造,采用欧洲星-E3000(Eurostar E3000)卫星平台,重约5,800kg,星上太阳能帆翼可为卫星提供最大11.5kW的电力,设计寿命15年。泰雷兹-阿莱尼亚航天公司提供星载有效载荷,卫星载有27台Ku频段转发器和24台Ka频段转发器,可提供Ku和Ka频段服务。卫星定位于26°E地球静止轨道,用于为中东、非洲和中亚地区提供无线电广播、宽带网络和其他电信服务。

欧洲为加拿大研制的电信星-12V

(11)11月24日,加拿大电信星-12V(Telstar 12V)由日本H-2A运载火箭发射升空。电信星-12V采用欧洲星-3000平台,重约5,000kg,末期功率11kW,装有52台Ku频段36MHz等效转发器,定位于15°W地球静止轨道,接替电信星-12。

(12)11月21日,以色列阿莫斯-5(AMOS-5)通信卫星失联失联,故障的原因不详。该卫星于2011年12月11日发射升空,耗资约1.57亿美元,由俄罗斯的列舍特涅夫信息卫星系统公司(ISS)建造,采用快讯-1000H平台,功率达5.9kW。卫星载有18台C频段和18台Ku频段转发器,设计寿命为15年,可为非洲、欧洲和中东地区提供服务。以色列计划2016年用猎鹰-9火箭发射更大的阿莫斯-6卫星。

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