“胖五”送上天一身“黑科技”揭秘我国迄今最先进的卫星实践二十号

对中国航天来说，12月27日是足以载入史册的一天。这天20时45分，中国最大火箭“胖五”——长征五号时隔两年多再度出征，“两年蛰伏 一飞冲天”的励志故事引发诸多关注。

不过，很少有人注意到，“胖五”这次带上天去的实践二十号卫星，对于中国航天尤其是卫星领域的意义，丝毫不比“胖五”逊色。

中国工程院院士、中国航天科技集团五院总工程师、实践二十号卫星总指挥周志成告诉记者，实践二十号卫星重达8吨，是目前我国 “发射重量最重”“技术含金量最高”的卫星。也因此，有人称之为中国“最牛”卫星。

这颗卫星，同时也是我国东方红五号卫星“公用平台”首飞试验星。周志成打了一个比方：从某种程度上讲，卫星“公用平台”好比“公共汽车”，通过搭载不同的“乘客”——载荷，实现卫星的应用性能。

长期以来，我国形成了以东方红三号、东方红四号等为代表的东方红系列卫星公用平台及型谱化产品。随着国民经济发展水平不断提升和国防现代化建设不断加速，对我国通信卫星性能跨越的需求越来越迫切。

“研制东方红五号平台的初衷，就是因为我国需要高通量的通信卫星。”周志成说。

按照设计指标，基于东方红五号平台的卫星起飞重量可达8至9吨，载荷承载能力可达1.5至1.8吨；整星功率超过28千瓦，提供载荷功率达18千瓦；载荷舱的散热能力达9千瓦；卫星设计寿命长达16年。这意味着，相比东方红三号、东方红四号等现役卫星平台，东方红五号平台更大、更强，相关性能达到国际领先水平。

要做到这一切，就不得不提这颗卫星一身的“黑科技”。

在卫星上，太阳翼是最容易被辨识的。卫星伸出来的一对美丽“翅膀”就是太阳翼。其作用非常明确，就是为卫星提供能源，一旦它出现问题，卫星就只能在太空中慢慢等待灭亡。

也因此，全世界卫星制造商形成了一个通用准则，就是太阳翼的顺利展开，是宣布卫星发射成功的标志。

如今飞天的实践二十号个头大，“饭量”也大，为了能将更多的太阳能转化为电能，它的“翅膀”——太阳翼的面积自然要更大，而且是目前国内卫星展开面积最大、翼展最长、展开方式最复杂的太阳翼。

实践二十号卫星总设计师李峰打个一个比方：实践二十号太阳翼一个翅膀的长度，就相当于两辆普通公交车的长度，而双翅展开则比波音737飞机的翼展还要宽上10米。

太阳翼面积的增加，给卫星带来了源源不断的超强电流供给，拥有超强能量的东方红五号卫星平台就能“一个顶仨”，为更多的公众提供广播电视服务、移动通信服务。

不过，和所有的“大块头”一样，实践二十号卫星不可避免地会有一个小烦恼，就是热的时候，即使把全身的毛孔都张开也觉得“不解热”，这可麻烦大了——“上火”“发烧”，甚至“中暑”“晕倒”，而大功耗航天器如果不能及时散热，也会因超高温而“生病”，造成各种设备失效从而无法正常工作。

必须另开一扇“窗户”。这个神奇的“窗户”，叫做可展开式热辐射器，能够为大承载、大功耗航天器“防暑降温”。

曾经为“玉兔号”和我国绝大多数航天器制作“冷暖衣”的团队——中国航天科技集团五院总体部热控团队，再次大显身手，研制出一种特殊的热控产品——基于单相流体回路的可展开式热辐射器，这个散热装置就是为大功耗卫星量身定做的“神奇窗户”。

该团队相关负责人告诉记者，这个热控“神器”在“胖五”发射时，紧紧收拢在卫星内壁上，而一旦卫星准确入轨，它就会像一扇“弹窗”一样，自动解锁并主动向外展开，把卫星体内多余的热量充分散发出去。

形象地说，就像小狗热了吐舌头一样，这扇特殊的“窗户”相当于卫星的“舌头”。

诸多“黑科技”在身的实践二十号卫星，到底能干什么？李峰说，提高通信容量，是我国通信卫星发展的重要方向。而要想提高卫星通信容量，一个主要手段就是提高可用频段带宽。

“目前，国际上对静止轨道所用Ka、C、UHF等微波传输频段的竞争日趋激烈，如果把它比作太空中的一条公路，那绝对是最拥挤的路段。”李峰说。

不过，一旦使用了“宽Q/V频段”之后，这条高速公路被拓宽了至少4-5倍，将缓解目前国际上对静止轨道频率日趋激烈的竞争局面。

换言之，这颗卫星相当于弯道超车，为中国在紧张的太空轨道上开辟了新的“疆土”。

按照周志成的说法，东方红五号卫星平台的出现，将填补东方红系列大型卫星平台型谱的空白，可满足我国未来20年高通量通信卫星的需求。

“如果说东方红四号平台，让我们具备了和国际同行同台竞技的实力，那么凭借东方红五号卫星平台，我们将能实现从跟跑到领跑的转变。”周志成说。