新技术助推通信卫星成长

航天 · 2016-10-31 18:37:54

通信卫星属于商业化和产业化发展较快、技术发展较迅速的应用型航天器领域。近年来，通信卫星的产品能力持续显著提升，各种新业务卫星不断推向市场，这一切都得益于新技术的开发与应用。电推进技术电推力器比冲高，其工质可以是单一的气体，如氙气，因此相比于化学推进，推进剂消耗率很低。目前，电推进已经广泛应用于国外通信卫星的轨道保持，技术相当成熟，这一应用极有效地节省了卫星位保的推进剂消耗量，延长了卫星的在轨服务寿命。在我国地球静止轨道卫星上应用电推进系统，将是突破大容量通信卫星平台承载能力瓶颈的重要手段。我国全电推卫星平台研制计划已经全面启动，“星载电推进地面验证项目”获得演示验证类项目批复，截至目前已顺利完成规定时间内的真空点火试验。全电推平台使用电推进代替化学推进来实现星箭分离到预定轨位的轨道转移，从而取消平台的化学推进系统，不但能够大大减少轨道转移推进剂的消耗量，而且还能够移除化学推进繁重复杂的贮供系统，减轻平台的质量。当然，利用电推进技术时，转移轨道的时间需要大幅度延长，按目前电推力器的能力，全电推卫星大约需要6个月才能完成轨道转移。综合电子技术目前，国外同步轨道通信卫星平台应用“综合电子”概念设计平台电子系统的模式已成主流。综合电子系统从系统角度优化卫星平台电子系统的方案，规范接口参数，综合测控、数管、供配电、热控、载荷、姿轨控和推进分系统的信号采集、指令输出、计算机控制、配电等功能电路及电子设备。按照卫星综合电子系统设计理念，卫星平台电子系统各单机设备所实现的功能将从系统的角度出发，重新进行分配与整合。而在单机设备的设计过程中，也以先进的集成电路技术为基础，按小型化、标准化、模块化、通用化的设计思想进行系统设计，降低了电缆网设计的复杂度，从而进一步减轻电缆网的重量。以东方红系列一个新平台卫星综合电子系统作为通用化产品，在产品研制过程中注重各方任务需求的分析和实现，经飞行验证后将应用后续平台以及其他卫星平台，为后续卫星平台研制开发夯实基础。锂离子电池技术锂离子电池相比其它种类空间用电池，具有电压高、高能能量重量比、热效应小、自放电小、无记忆、模块化等优点，因此，相比传统应用的氢镍蓄电池可以大幅减重。我国空间锂离子电池的开发顺应国际锂电发展趋势，在现有体系下进行改进，增加电池单体的比能量，提高蓄电池组的可靠性和安全性。东方红系列卫星新平台应用的锂离子电池单体均符合国际同平台标准。在商业卫星中，采用引进锂离子蓄电池替代原有的氢镍蓄电池组，将为平台节省重量约80千克。其他技术手段除上述新技术的应用外，一些对现有平台的改进，也将大幅提高平台能力，而这些改进手段，已在东方红系列卫星上设计应用。比如：星体高度增长将增加有效载荷布局空间和散热面积，增加有效载荷布局数量；使用大功率供配电系统提升整星功率，采用增加太阳电池板、使用高效率太阳电池片和大容量锂离子蓄电池组增加整星功率，增加有效载荷使用功率；优化载荷设计，提高载荷能力。改进方案涉及的技术，均为继承现有成熟技术、或者在现有技术基础上进行适应性修改，从而保证平台产品在较短时间内完成开发，且技术继承性能够得到保证。（于长海）

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