新華社海南文昌12月27日電 題：一身真功夫 亮點(diǎn)真不少——盤點(diǎn)實(shí)踐二十號(hào)衛(wèi)星上的“黑科技”

新華社記者胡喆、周旋

12月27日，在長(zhǎng)征五號(hào)遙三運(yùn)載火箭的托舉下，實(shí)踐二十號(hào)衛(wèi)星在中國(guó)文昌航天發(fā)射場(chǎng)順利升空。實(shí)踐二十號(hào)衛(wèi)星是由中國(guó)航天科技集團(tuán)有限公司五院研制的一顆技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星，該衛(wèi)星將全面驗(yàn)證東方紅五號(hào)衛(wèi)星平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)。

作為基于東方紅五號(hào)衛(wèi)星平臺(tái)研制的一顆試驗(yàn)衛(wèi)星，實(shí)踐二十號(hào)衛(wèi)星不僅是目前我國(guó)研制的地球同步軌道發(fā)射重量最重的衛(wèi)星，研制過(guò)程中采用的眾多“黑科技”也賦予它一身可滿足未來(lái)20年的大容量衛(wèi)星應(yīng)用需求的真功夫。

黑科技一：國(guó)內(nèi)展開(kāi)面積最大、翼展最長(zhǎng)的太陽(yáng)翼

很多人都把太陽(yáng)翼比作衛(wèi)星的“翅膀”，不過(guò)它的作用可不是用來(lái)飛行，而是為衛(wèi)星提供能源。

實(shí)踐二十號(hào)衛(wèi)星身軀龐大，它的“翅膀”是我國(guó)迄今為止面積最大、翼展最長(zhǎng)、展開(kāi)方式最復(fù)雜的太陽(yáng)翼，雙翼展開(kāi)比波音737飛機(jī)的翼展還要寬10米。盡管這雙“翅膀”十分巨大，但是卻“身輕如燕”。

太陽(yáng)翼面積的大大增加，就能帶來(lái)源源不斷的超強(qiáng)電流供給，讓實(shí)踐二十號(hào)衛(wèi)星始終擁有充沛體力，為更多的小伙伴提供廣播電視服務(wù)、移動(dòng)通信服務(wù)等。

黑科技二：“小關(guān)節(jié)”力氣大和“大心臟”品質(zhì)高

實(shí)踐二十號(hào)衛(wèi)星巨大的太陽(yáng)翼雖然不能像翅膀一樣上下?lián)]舞，但是能夠低速轉(zhuǎn)動(dòng)，保證始終朝向太陽(yáng)，從而最大限度地獲取太陽(yáng)能。而帶動(dòng)太陽(yáng)翼轉(zhuǎn)動(dòng)的則是一個(gè)“小關(guān)節(jié)”——太陽(yáng)翼驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。

別看太陽(yáng)翼驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)個(gè)頭嬌小，卻是一個(gè)耐冷耐熱耐沖擊的“大力士”，它能輕輕松松承受巨型太陽(yáng)翼展開(kāi)帶來(lái)的沖擊載荷，驅(qū)動(dòng)百來(lái)斤的質(zhì)量轉(zhuǎn)動(dòng)也不在話下。

實(shí)踐二十號(hào)衛(wèi)星巨大的太陽(yáng)翼能夠提供超強(qiáng)電流。如何讓這些電流既不過(guò)大也不過(guò)小，而且能聽(tīng)話地流到衛(wèi)星每一個(gè)角落，維持衛(wèi)星的健康運(yùn)轉(zhuǎn)呢？為此，研制人員為衛(wèi)星配備了一顆“大心臟”——國(guó)內(nèi)功率最大的電源控制器。

與第一代電源控制器相比，它在功率增大3倍以上、功率密度提升2.5倍的情況下，重量卻只增加了40%。

黑科技三：在天地間架起信息傳輸高速公路

隨著衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的增加，用戶對(duì)于大容量通信衛(wèi)星的需求越來(lái)越迫切。實(shí)踐二十號(hào)衛(wèi)星搭載的由航天科技集團(tuán)五院研制的甚高通量通信載荷，涵蓋了Q/V頻段載荷、寬帶柔性轉(zhuǎn)發(fā)器等。

“提高衛(wèi)星通信容量主要手段在于提高可用頻段帶寬。如果把靜止軌道比作太空中的一條高速公路，那么這條高速公路是所有太空高速公路上最為擁擠的。而使用Q/V頻段相當(dāng)于把這條高速公路拓寬了4-5倍?！敝袊?guó)航天科技集團(tuán)五院實(shí)踐二十號(hào)衛(wèi)星總設(shè)計(jì)師李峰說(shuō)。

黑科技四：激光高速通信從夢(mèng)想照進(jìn)現(xiàn)實(shí)

激光通信是天基信息網(wǎng)上的骨干節(jié)點(diǎn)及導(dǎo)航衛(wèi)星組網(wǎng)運(yùn)行的重要手段，近年來(lái)一直是航天領(lǐng)域研究的一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題。

實(shí)踐二十號(hào)衛(wèi)星搭載了五院研制的激光終端，將實(shí)現(xiàn)在軌的星地通信，通過(guò)雙通道信號(hào)傳輸，可以實(shí)現(xiàn)10G左右的通信容量，相比于傳統(tǒng)的微波通信，實(shí)現(xiàn)了指數(shù)級(jí)的增長(zhǎng)。

相比于目前在軌應(yīng)用的單一體制的激光終端，實(shí)踐二十號(hào)衛(wèi)星搭載了三種體制的激光終端，將進(jìn)行長(zhǎng)期的星地通信驗(yàn)證，為后續(xù)不同體制的激光終端的研制積累大量的在軌數(shù)據(jù)，為這項(xiàng)“黑科技”在空間站等未來(lái)航天器上的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

黑科技五：“混合推進(jìn)”讓衛(wèi)星飛行更穩(wěn)定、更精準(zhǔn)

隨著科技進(jìn)步和對(duì)環(huán)保的重視，很多人在買汽車時(shí)都喜歡選購(gòu)油電混合動(dòng)力汽車，兼具汽油發(fā)動(dòng)機(jī)和電池發(fā)動(dòng)機(jī)的雙重優(yōu)勢(shì)。實(shí)踐二十號(hào)衛(wèi)星采用的正是這樣一套混合推進(jìn)系統(tǒng)，由化學(xué)推進(jìn)和電推進(jìn)提供混合動(dòng)力，相當(dāng)于衛(wèi)星里的 “油電混動(dòng)汽車”。

化學(xué)推進(jìn)力量大，效率低，適合快速變軌和調(diào)整衛(wèi)星姿態(tài)，盡快將衛(wèi)星送入既定工作軌道；電推進(jìn)力量小，但推力精度高、效率高，適合在軌長(zhǎng)期精確軌道調(diào)整。實(shí)踐二十號(hào)衛(wèi)星的化學(xué)推進(jìn)系統(tǒng)使用了最新的板式貯箱、超聲波流量計(jì)、高精度壓力傳感器和熱容法等產(chǎn)品和技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)燃料的精確測(cè)量和管理，確保一滴推進(jìn)劑都不浪費(fèi)。

黑科技六：“降溫神器”——可展開(kāi)式熱輻射器

實(shí)踐二十號(hào)衛(wèi)星尺寸大、體積大、重量大、功耗大，產(chǎn)生的熱量多，如果不及時(shí)散熱，就可能“上火”，造成各種設(shè)備失效從而無(wú)法正常工作。怎么辦？研制人員為它準(zhǔn)備了一個(gè)“降溫神器”——基于單相流體回路的可展開(kāi)式熱輻射器。

專家介紹，這個(gè)“神器”在“胖五”發(fā)射時(shí)，緊緊收攏在衛(wèi)星內(nèi)壁上，一旦衛(wèi)星準(zhǔn)確入軌，它就會(huì)自動(dòng)解鎖并向外展開(kāi)?！靶蜗蟮卣f(shuō)，就像小狗熱了吐出個(gè)舌頭一樣，這扇特殊的窗戶就相當(dāng)于衛(wèi)星的舌頭。”

此次隨實(shí)踐二十號(hào)衛(wèi)星搭載飛行成功，證明了這個(gè)“神器”能夠有效解決航天器功耗增大和散熱面積不足的矛盾，為我國(guó)未來(lái)萬(wàn)瓦級(jí)衛(wèi)星平臺(tái)的研制提供了有力的支撐。