“老挝一号”驻守“太空丝路” 如何“更快更强”？

航天 · 2016-11-22 19:53:28

在“一带一路”沿线国家铺设太空宽带网络，相当于为这些国家架设“太空丝路”。支撑并保卫这条“太空丝路”的是数颗中国智造的卫星，由他们构筑起的太空信息走廊，与蜿蜒的“海上丝绸之路”遥相辉映，一起把中国和东盟及世界各国紧密连接在一起。　　11月21日凌晨，“太空丝路”上又迎来了一颗新星，由中国航天科技集团公司五院抓总研制的老挝一号通信卫星是中国第一颗向东盟国家整星出口的商业卫星，将为老挝近700万人口提供优质的卫星广播电视和应急通信服务，并和巴基斯坦1R通信卫星、亚太九号通信卫星一起，共同织密“太空丝路”的信息网，为“一带一路”上的国家提供更好地服务。　　在遥远的“太空丝路”驻守，绝不是一件轻松活，卫星既要承受奔波千里的劳顿之苦，抵御高温、严寒“冰火两重天”的考验，还要耐得住寂寞，在长达15年的任务期间忠于职守，时刻保持良好的状态，这无不要求守护者要具备坚韧的心脏和强壮的体格。老挝一号通信卫星总指挥周志成说，“我们在‘老挝一号’上首次采用了‘东四S’平台和一大批新材料、新技术，实现了卫星整体效能的大幅提升”。对于“老挝一号”更快、更强、更聪慧的特点，五院技术人员给它起个爱称——“太空钢铁侠”。　　更快：“瘦身”性能反升小个头蕴含大能量　　“老挝一号”和亚太九号卫星相比，体重要轻不少，身高也矮了一头，低了近半米。这主要得益于大量小型化、轻量化、模块化技术的广泛使用。　　五院513所把负责星上各种设备健康状态监控的电子设备由以往20台集成为两台，减重30多公斤，不仅实现了单机产品体积和功耗的大幅下降，还提高了近两成的性能，产品主要指标达到国际先进水平。　　跟踪子系统是连接地面与卫星通话的“电话线”。在“老挝一号”上，五院西安分院运用集成化的手段，在一台设备上实现了信号接收、发射、测控放大功能的“三合一”，并利用模块集成手段，使得单台设备减重40%。　　“兵马未动粮草先行”。“老挝一号”要在太空连续工作15年，携带的燃料补给肯定少不了。为此，五院502所、510所为其设计研制了国内直径最大的贮箱。一米见方的贮箱能装一吨多的推进剂，是名副其实的“大肚货”，可本体重量才60多公斤，壳体壁厚与公交IC卡相当，可以用“薄皮大馅”来形容。研制团队依托多年产品研制积累的大数据库，运用数字化仿真技术，进一步优化了贮箱结构设计，使产品减重10%以上。此外，通过优化产品结构布局，使产品寿命达到了18年以上，打造出目前国际上最薄、最长寿的贮箱产品。　　值得一提的是，因为负责把卫星送上太空的火箭体能是固定的，“老挝一号”本体重量减少了，就能携带更多的天线、科学载荷和燃料，意味着卫星寿命和性能将得到显著提升，这对推动中国航天器研制水平迈上新台阶具有积极的作用。　　更强：创新基因构筑钢筋铁骨　　由复合材料构成的承力筒是“老挝一号”的主承力结构，承力筒越结实，“老挝一号”的身体越棒，承载能力越强。　　五院529厂在承力筒的制造过程中没有使用传统材料，而是首次采用了拥有独家配方的氰酸酯。与传统材料相比，氰酸酯具有更好的力学性能和耐原子氧、辐照等空间环境的能力。例如采用氰酸酯的复合材料，只需筷子粗细就能轻松吊起四五辆小汽车，而且在太空中的使用寿命更长。但是氰酸酯流动性很强，不易受控。为此，五院529厂的技术人员通过工艺技术创新，让氰酸酯按照他们的要求和航天特种材料“如胶似漆”地融合在一起。此外，为了让“老挝一号”的体魄更为强壮，五院508所使用了性能优越的新材料，给卫星受力结构板穿上了一层“外衣”，这层外衣由碳纤维增强材料和基体材料组成，能更好地保护“老挝一号”抵御太空恶劣的环境。　　类似的技术创新还有不少，这些就是“老挝一号”身体“棒棒哒”的秘诀。　　更聪慧：卫星高智能实现“我的地盘我做主”　　穿梭在太阳高能粒子、空间碎片、宇宙风暴密布的恶劣空间环境中，卫星出现在轨异常的情况时有发生。为此，五院502所工程技术人员为“老挝一号”量身定制了一套“最强大脑”，让其可以更智能地进行自主处理和决断。　　“最强大脑”叫做综合电子分系统，涵盖了原技术分工中控制计算机和数据管理计算机的功能，可以实现“一心两用”，具体来说，卫星在天上往哪里走、怎么站、什么时候开关空调、抖抖翅膀(太阳帆)都由它说了算。　　综合电子系统内部实现了“分工协作、统一指挥”的完美组合，其中综合管理单元负责指挥，两个业务单元和一个执行机构驱动单元来进行实施。这样精简的配置可以促进信息的共享和综合利用，减少信息孤岛。比如当卫星的电源出现问题或能源即将耗尽的时候，综合管理单元就可以“命令”控制系统调整姿态，让太阳帆板面对太阳进行紧急发电以保证卫星的安全。

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