□ 王旭
东三B平台全配完成首秀
□ 王旭
中星16号卫星示意图中国卫通提供
中星16号卫星使用的是东方红三号B平台,该平台是中国研制的最新一代中等容量通信卫星平台,采用了综合电子、电推进、高效热控、锂离子蓄电池、FDIR等先进技术,平台技术可推广至其他卫星平台。电推进比冲是常规化学推进剂的10倍以上,可使卫星携带更少的推进剂,为有效载荷提供更大空间。完全国产化的东三B平台于2009年立项,中星16号卫星是东三B平台的全配置首发星。
电推进的高比冲,使卫星发射质量大幅减少。中国电推进的工程化应用在中星16号卫星上变为了现实,提及此,中星16号卫星总指挥周志成说:“电、推、进三个字组合起来很简单,但要研制出来,难度不知翻了多少倍。”
中国的电推进技术研发始于20世纪70年代,电源系统的功率限制、高电压、大热耗、带电粒子羽流等问题成了不同技术攻关时期的“拦路虎”。为了瘦身,研制过程中,团队设计和策划了150多项大型地面试验,对技术进行了充分的验证。
在工程化应用的过程中,团队成功研制了国内首套电推进氙气高纯度加注设备,绘制了国内首个氙气物态特性图谱,完成了电推力器12000多小时的无故障寿命考核。
如今,中星16号卫星使用的电推进最高供电电压达到1000伏,在我国航天史上从未有过如此之高的电压在设备之间进行传输。总之,一聊起电推进的研制过程,大家口中出现频率最高的词汇是“首次”。
东三B平台所采用的综合电子系统通过先进的架构设计,将原先20余台单机的功能集成于4台单机上,质量与功耗减少了50%以上。
中星16号卫星使用的锂电子蓄电池组,突破了全密封设计、长寿命及在轨自主管理等关键技术,完成了3000多次寿命试验考核,可满足15年工作寿命要求,使中国地球同步轨道大功率长寿命卫星用储能电源实现了更新换代,达到国际领先水平。
在卫星研制过程中,研制团队还充分考虑用户友好性,使卫星操作更便利。例如,地面发出一系列指令后,卫星就“明白”了什么时间点火,点火多长时间,实现了星上自主电推进点火。在一段时间内,用户完全不用操作。卫星还能自动处理一些故障,以保证自身的安全。
周志成说:“总的来看,这个项目使中国的通信卫星技术迈入了一个新阶段,具有划时代的意义。并且,在卫星研制的牵引带动下,很多领域的国产化技术水平得到提升,带动了国家的基础工业发展。”