臻于至善的東方紅四號(hào)衛(wèi)星平臺(tái)

劉軍

采用衛(wèi)星平臺(tái)的設(shè)計(jì)方法可以縮短衛(wèi)星研制周期、降低成本、提高性能及可靠性。

世界上主要衛(wèi)星制造商都采取衛(wèi)星公用平臺(tái)的設(shè)計(jì)思路，使衛(wèi)星平臺(tái)具有通用性，在一定范圍內(nèi)適應(yīng)不同有效載荷的要求，基本實(shí)現(xiàn)了衛(wèi)星研制生產(chǎn)的流水線作業(yè)。裝載不同的有效載荷，衛(wèi)星平臺(tái)只做少量適應(yīng)性修改即可。

東方紅四號(hào)衛(wèi)星平臺(tái)簡(jiǎn)介

1970年4月，中國(guó)第一顆衛(wèi)星成功發(fā)射，到目前為止已成功研制出東方紅系列衛(wèi)星：東方紅二號(hào)、東方紅二號(hào)甲、東方紅三號(hào)及東方紅四號(hào)。其中東方紅二號(hào)及東方紅二號(hào)甲是自旋穩(wěn)定衛(wèi)星，東方紅三號(hào)及東方紅四號(hào)是三軸穩(wěn)定衛(wèi)星。

東方紅四號(hào)是中國(guó)第三代通信衛(wèi)星平臺(tái)，具有整星功率大、承載能力強(qiáng)、服務(wù)壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。平臺(tái)由推進(jìn)艙、服務(wù)艙、通信艙和太陽(yáng)翼構(gòu)成。其研制歷程簡(jiǎn)要如下：

·2000年，預(yù)發(fā)展階段（關(guān)鍵項(xiàng)目預(yù)先研究）；

·2001年10月，國(guó)家正式批準(zhǔn)“東方紅四號(hào)”平臺(tái)立項(xiàng)；

·2002年1月，通過(guò)評(píng)審，正式轉(zhuǎn)入初樣研制階段；

·2004年，轉(zhuǎn)入正樣研制；

·2006年，完成了首顆正樣星（鑫諾2號(hào)）的研制工作。

東方紅四號(hào)衛(wèi)星公用平臺(tái)由電源、測(cè)控、數(shù)據(jù)管理、姿態(tài)和軌道控制、推進(jìn)、結(jié)構(gòu)與機(jī)構(gòu)、熱控等分系統(tǒng)組成。衛(wèi)星可采用長(zhǎng)征三號(hào)乙、阿里安和質(zhì)子號(hào)等運(yùn)載火箭發(fā)射。整體性能與A2100-AX、HS-601、FS-1300、SB-3000等國(guó)際通信衛(wèi)星平臺(tái)接近。

技術(shù)指標(biāo)

輸出功率、載重量和使用壽命是衡量一個(gè)衛(wèi)星平臺(tái)性能最為重要的三個(gè)指標(biāo)。與1997年5月發(fā)射的東方紅三號(hào)（DFH-3）通信衛(wèi)星相比，東方紅四號(hào)（DFH-4）衛(wèi)星平臺(tái)性能大幅度提高，對(duì)比見表1所示。

東四平臺(tái)通信衛(wèi)星

目前，我國(guó)DFH-4平臺(tái)已成功研制和發(fā)射了10顆衛(wèi)星，如表2所示。

1、 鑫諾2號(hào)（SinoSat-2）

基于“東方紅四號(hào)”衛(wèi)星公用平臺(tái)研制的第一顆通信廣播衛(wèi)星。

定點(diǎn)過(guò)程中出現(xiàn)技術(shù)故障，致使太陽(yáng)帆板二次展開和通信天線展開未能完成，衛(wèi)星無(wú)法提供通信廣播傳輸服務(wù)。2006年11月28日，宣布衛(wèi)星失效（Total Loss）。

2008年6月9日20時(shí)15分，采用法國(guó)泰雷茲·阿萊尼亞宇航公司SB4000系列衛(wèi)星平臺(tái)的中星9號(hào)衛(wèi)星發(fā)射成功，用于替代鑫諾2號(hào)。

2、 尼日利亞1號(hào)（NigComSat-1）

2004年尼星一號(hào)實(shí)現(xiàn)我國(guó)整星出口零的突破，是中國(guó)衛(wèi)星進(jìn)入國(guó)際商業(yè)衛(wèi)星市場(chǎng)的重要里程碑，掀開了中國(guó)衛(wèi)星走出國(guó)門、進(jìn)軍國(guó)際市場(chǎng)的新時(shí)代。

2008年11月11日，由于太陽(yáng)能電池板故障，尼星一號(hào)電能耗盡，衛(wèi)星失效。

3、 委內(nèi)瑞拉1號(hào)（VeneSat-1）

這顆星在委內(nèi)瑞拉被命名為“西蒙·玻利瓦爾衛(wèi)星”，以紀(jì)念這位19世紀(jì)拉美獨(dú)立運(yùn)動(dòng)領(lǐng)袖、委內(nèi)瑞拉民族獨(dú)立英雄。2009年1月10日衛(wèi)星成功在軌交付。信號(hào)波束覆蓋大部分拉丁美洲地區(qū)及部分加勒比海地區(qū)，為該地區(qū)提供通信服務(wù)。

4、 中星6A（ChinaSat-6A，鑫諾6號(hào)）

接替采用東三平臺(tái)于2007年6月1日發(fā)射的鑫諾3號(hào)。

5、 中星10號(hào)（ChinaSat-10，鑫諾5號(hào)）

我國(guó)首次采用中方衛(wèi)星平臺(tái)+外方有效載荷的衛(wèi)星。公用研制平臺(tái)為東方紅四號(hào)平臺(tái)，有效載荷為法國(guó)泰雷茲·阿萊尼亞公司提供——通信艙運(yùn)到法國(guó)去裝載有效載荷。

由于三結(jié)砷化鎵電池片的光電轉(zhuǎn)化效率高，能保證太陽(yáng)翼的輸出功率更大，首次在此東四平臺(tái)衛(wèi)星上成功大面積使用三結(jié)砷化鎵。

6、 巴基斯坦1R（PakSat-1R，又名巴基斯坦通訊衛(wèi)星1號(hào)替代星）

PAKSAT-1R是由巴基斯坦空間及上層大氣研究委員會(huì)（Space and Upper Atmosphere Research Commission， SUPARCO）運(yùn)作的一顆地球同步軌道通訊衛(wèi)星，我國(guó)首次向亞洲用戶以“在軌交付”方式出口衛(wèi)星。

該衛(wèi)星還裝載了SUPARCO自主研制的用戶星上載荷，以驗(yàn)證巴方的自身研制水平；此外，衛(wèi)星還裝備了天線指向機(jī)構(gòu)以調(diào)整天線的指向。

為了確保系統(tǒng)高度的可靠性和可用性，衛(wèi)星地面控制站（SGCS），將建立在卡拉奇和拉合爾，一主一備。

7、 中星1A（ChinaSat-1A）

目前同中星20A共軌。中星20A衛(wèi)星基于東方紅三號(hào)衛(wèi)星制造平臺(tái)，于2010年11月25日0時(shí)09分成功發(fā)射，主要提供話音、數(shù)據(jù)和廣播電視等服務(wù)。

8、 尼日利亞1R（尼星1R，NigComSat-1R）

尼星1R是尼星1號(hào)的替代衛(wèi)星。為了進(jìn)一步拓展尼星1R的運(yùn)營(yíng)前景，尼星1R較尼星1號(hào)增加了Ku波段喀什波束。具備了同時(shí)為中國(guó)和非洲大陸提供商用通信服務(wù)的能力，同時(shí)，也為中國(guó)航天在國(guó)際衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)市場(chǎng)的拓展奠定了基礎(chǔ)。

9、 中星2A （ChinaSat-2A）

10、 中星11（ChinaSat-11）

中星11號(hào)衛(wèi)星以中星10號(hào)衛(wèi)星為設(shè)計(jì)基線，增加可動(dòng)點(diǎn)波束覆蓋區(qū)，是我國(guó)目前自研民商通用衛(wèi)星中轉(zhuǎn)發(fā)器數(shù)量最多、載荷功率最高、重量最大的通信衛(wèi)星（即“東四”平臺(tái)最強(qiáng)星）。

結(jié)束語(yǔ)

東方紅四號(hào)平臺(tái)衛(wèi)星已日益穩(wěn)定和成熟，目前有多顆衛(wèi)星在造：老撾一號(hào)、玻利維亞通信衛(wèi)星和剛果（金）通信衛(wèi)星一號(hào)。

由于東方紅四號(hào)平臺(tái)與國(guó)際主流衛(wèi)星平臺(tái)仍存在一定的差距，為進(jìn)一步加快我國(guó)通信衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，我國(guó)已啟動(dòng)了東方紅四號(hào)增強(qiáng)型衛(wèi)星平臺(tái)研制工程。

“東四”增強(qiáng)型平臺(tái)以“東四”平臺(tái)為基礎(chǔ)，具有良好的繼承性，技術(shù)可靠性高。通過(guò)增加結(jié)構(gòu)尺寸、應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)，可提供不小于13.5千瓦的整星功率，可裝載70路轉(zhuǎn)發(fā)器、整星發(fā)射重量可達(dá)6000公斤、服務(wù)壽命15年。

該平臺(tái)達(dá)到并且部分將超越國(guó)際主流靜止軌道衛(wèi)星平臺(tái)水平，可滿足當(dāng)前及未來(lái)一段時(shí)期內(nèi)衛(wèi)星市場(chǎng)的需求。

東方紅四號(hào)衛(wèi)星平臺(tái)及“東四”增強(qiáng)型平臺(tái)必將為推動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展、搶占國(guó)際商業(yè)衛(wèi)星市場(chǎng)，提升中國(guó)的國(guó)際地位和國(guó)際形象作出更大的貢獻(xiàn)。