1月16日11時(shí)02分，我國(guó)在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用快舟一號(hào)甲運(yùn)載火箭，成功將國(guó)內(nèi)首顆通信能力達(dá)10Gbps的低軌寬帶通信衛(wèi)星——銀河航天首發(fā)星發(fā)射升空。記者了解到，這也是我國(guó)首顆對(duì)標(biāo)國(guó)際水平的5G低軌寬帶通信衛(wèi)星，將通過(guò)地面站逐步為各地提供5G通信服務(wù)。

5G領(lǐng)先從地面邁向太空

伴隨著銀河航天首發(fā)星順利進(jìn)入預(yù)定軌道，我國(guó)已經(jīng)邁出了5G“太空通信”征程第一步。銀河航天首發(fā)星是銀河航天(北京)科技有限公司自主研發(fā)的具有國(guó)際先進(jìn)水平的5G低軌寬帶通信衛(wèi)星。該衛(wèi)星采用Q/V和Ka等通信頻段，具備10Gbps速率的透明轉(zhuǎn)發(fā)通信能力，可通過(guò)衛(wèi)星終端為用戶提供寬帶通信服務(wù)。衛(wèi)星入軌后，將在軌開展相關(guān)技術(shù)和業(yè)務(wù)驗(yàn)證。

如今5G時(shí)代雖已到來(lái)，但我國(guó)全面覆蓋5G網(wǎng)絡(luò)仍面臨巨大挑戰(zhàn)。銀河航天所打造的低軌寬帶通信衛(wèi)星可作為地面通信補(bǔ)充，為國(guó)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)覆蓋不足的地區(qū)提供5G天基通信網(wǎng)絡(luò)。

此前，伴隨著華為、中興、OPPO和國(guó)內(nèi)三大運(yùn)營(yíng)商等中企的集體發(fā)力，中國(guó)的5G技術(shù)已在全球?qū)崿F(xiàn)領(lǐng)先。不過(guò)，此前我國(guó)的5G技術(shù)主要通過(guò)地面基站和手機(jī)的方式展現(xiàn)出來(lái)。這次，中國(guó)5G技術(shù)終于走向了太空。

“銀河航天自主研發(fā)的這顆低軌寬帶通信衛(wèi)星，也是我國(guó)首顆由商業(yè)航天公司研制的200公斤量級(jí)的衛(wèi)星。”銀河航天合伙人、副總裁劉暢說(shuō)。1月16日12時(shí)36分，銀河航天首發(fā)星已接收到第一軌遙測(cè)數(shù)據(jù)，太陽(yáng)帆板如期展開，狀態(tài)一切正常。

市民將可用上太空互聯(lián)網(wǎng)

借助這顆衛(wèi)星，市民將可用上太空互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。銀河航天合伙人、衛(wèi)星技術(shù)專家張世杰解釋，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，太空互聯(lián)網(wǎng)就是用一個(gè)小巧輕便的地面用戶終端替代地面上的大型鐵塔基站，連接傳輸用戶數(shù)據(jù)，經(jīng)由低軌寬帶通信衛(wèi)星透明轉(zhuǎn)發(fā)到地面站，再接入互聯(lián)網(wǎng)骨干網(wǎng)絡(luò)，為市民提供5G信息傳輸服務(wù)。

不同于3G/4G時(shí)代衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)邊緣化的尷尬局面，5G時(shí)代太空互聯(lián)網(wǎng)將與地面5G網(wǎng)絡(luò)融合，構(gòu)成天地一張網(wǎng)。衛(wèi)星作為5G網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，遵守相同標(biāo)準(zhǔn)，可接受統(tǒng)一調(diào)度管理。

不過(guò)記者也注意到，對(duì)于中國(guó)商業(yè)航天突圍者來(lái)說(shuō)，想要對(duì)標(biāo)甚至追趕SpaceX、OneWeb等國(guó)際領(lǐng)先企業(yè)，必須要有關(guān)鍵武器。但國(guó)內(nèi)企業(yè)現(xiàn)階段并沒(méi)有可借鑒的技術(shù)和研制經(jīng)驗(yàn)，這無(wú)疑將是充滿挑戰(zhàn)的征程。以銀河航天在低軌寬帶衛(wèi)星研發(fā)為例，更高的頻段載荷技術(shù)是關(guān)鍵。銀河航天這次在首發(fā)星中使用了技術(shù)難度很高的Q/V和Ka等頻段，并實(shí)現(xiàn)了對(duì)標(biāo)國(guó)際先進(jìn)水平的10Gbps通信能力。

張世杰透露，Q/V和Ka等頻段作為毫米波頻段中最適合開展衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)的頻段，擁有的帶寬更寬。銀河航天采用了頻段雙極化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了通信速率翻倍。

5G衛(wèi)星元器件“中國(guó)制造”

張世杰還透露，為了降低發(fā)射成本，團(tuán)隊(duì)在首發(fā)星的制造中創(chuàng)新應(yīng)用3D打印技術(shù)，為首發(fā)星“減肥”。例如在微波載荷研發(fā)生產(chǎn)中，通過(guò)3D打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)高頻微距波導(dǎo)的加工，將載荷波導(dǎo)互聯(lián)的空間壓縮到傳統(tǒng)空間的三分之一，大幅降低衛(wèi)星體積。

研發(fā)人員還為銀河首發(fā)星安裝了電推進(jìn)系統(tǒng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)首發(fā)星的初始入軌調(diào)整、長(zhǎng)期軌道保持、末期離軌處理等，它作為一種效率更高的推進(jìn)手段，燃料效率比傳統(tǒng)的化學(xué)推進(jìn)高三倍以上，這也是電推進(jìn)系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)首次應(yīng)用于低軌小衛(wèi)星。電推進(jìn)系統(tǒng)可以大幅降低衛(wèi)星重量。當(dāng)銀河首發(fā)星進(jìn)入壽命末期，衛(wèi)星將通過(guò)自身電推進(jìn)系統(tǒng)把自己推到300公里至400公里軌道，依賴稀薄大氣進(jìn)行軌道衰減直到墜入稠密大氣層燒毀，避免產(chǎn)生太空垃圾。

為提高系統(tǒng)靈活性，銀河首發(fā)星在用戶發(fā)射段采用了多端口放大器技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)多個(gè)波束間容量的動(dòng)態(tài)分配。這也是我國(guó)首個(gè)寬帶Ka頻段多端口放大器的在軌應(yīng)用，而且多端口放大器所有元器件均實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化。

顯然，未來(lái)民營(yíng)航天企業(yè)與國(guó)內(nèi)元器件生產(chǎn)商將共同探索中國(guó)商業(yè)航天衛(wèi)星元器件研發(fā)、生產(chǎn)的新模式，共同推動(dòng)整個(gè)商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，也將助力中國(guó)航天的發(fā)展。民營(yíng)企業(yè)的努力，正有望改變所有人的生活。(趙鵬)

關(guān)鍵詞： 太空互聯(lián)網(wǎng)