国内首例终端到终端低轨卫星通信测试成功

近日，银河航天在灵犀03星上成功实现了国内首例终端到终端（Terminal to Terminal， T2T）低轨卫星通信测试，该卫星于2023年7月23日在太原卫星发射中心成功发射，在轨已满100天， 它也是中国首款使用柔性太阳翼的低轨宽带通信卫星。

本次终端到终端低轨卫星通信测试是指卫星地面终端之间直接通过卫星上的交换设备进行通信，无需经过地面信关站进行数据中转。在这样的工作模式中，由于省去了信关站中转的环节，通信时延可以降低50%，同时也提高了整个系统的灵活性和可用性。

银河航天CTO朱正贤表示，通常来说，用户想成功使用卫星上网，除了要使用卫星终端连上卫星，还需要通过地面信关站中转这颗卫星的数据到地面公共网络。本次测试的意义在于为卫星通信提供了一种更加灵活的通信模式。在极地、远海等偏远地区，即使没有信关站覆盖也能进行卫星通信。

依赖于地面信关站的传统卫星通信方式，具备技术成熟稳定、通信速率和容量大的优势，但存在发生故障时无法自主运行的风险。终端到终端卫星通信具有灵活便捷、安全可靠的优势，可以满足多种不同形式的通信需求，提升系统的服务能力。终端到终端的通信模式，还特别适合用于对等网络（Peer to Peer， P2P）的构建，承载对等网络的应用，使用户实现直接相互通信、共享资源和协同工作，无需依赖中心化的服务器。

实现终端到终端低轨卫星通信并不容易，需要自研核心硬件设备克服诸多难题，其中，难度最大的部件之一是数字载荷。银河航天灵犀03星配置了数十吉比特每秒容量的毫米波多波束数字载荷，可以通俗理解为给卫星安装了智能“大脑”，使卫星能灵活调配自身的通信资源，根据业务需求，自动进行运算并进行波束调配，并通过数字透明转发技术实现星上传输数据通道的“自由组合”。

灵犀03星所搭载的数字载荷，从相控阵天线到数字硬件单机以及数字信号处理软件，均为银河航天自主研发，且硬件在重量、体积、尺寸、功能上均实现了大幅优化。其中的相控阵天线，采用了新型螺旋线式阵列排布技术和混合波束成形天线架构，相比于传统的排布方式，生成的多波束能量更集中，信号干扰更小，集成度更高，体积更小巧。

加速卫星互联网建设也是发展民营航天的重要价值之一。2020年4月，卫星与联网作为通信网络基础设施的代表之一，首次被纳入新基建信息基础设施的范畴，标志着卫星互联网建设已经上升为国家战略性工程。

根据英国科学新闻网站7月17日报道，大视野研究公司的一份报告显示，2022年，卫星与联网市场的规模为82.3亿美预计到2030年将达到225.7亿美元。到这个十年末，全球卫星互联网用户数量将从2020年的4300万增至1.1亿。

此前，埃隆·马斯克和太空探索技术公司 (Spacex) 带头创建了名为“星链”的高带宽卫星互联网服务。截至2023年5月"星链"系统涵盖了在近地轨道运行的4000多颗卫星并在全球拥有大约150万用户。不过，资料显示，尽管”星链"取得了成但它的市场份额仅为3.5%左右，预计未来的增长将由非洲、亚洲、拉丁美洲等地的发展中国家推动。

银河航天方面对科工力量表示：作为一款主要用于卫星通信技术验证的卫星，灵犀03星采用了平板堆叠式的设计，主要考虑是，这种设计可以极大地节约火箭整流罩的内部空间。具体来说，多颗“平板”卫星可以在火箭整流罩内，一层层整齐堆叠起来，使用四套压紧杆将卫星组合体压紧在火箭的适配器上。

它的另一个显著特点是采用了“柔性的翅膀”，其单层柔性太阳板厚度仅1毫米左右，这使得它能够像古代的“奏折”一样折叠，这样既满足了平板堆叠的包络需求，又让卫星更加至巧的同时保证大功率输出，更能大幅节约发射成本，提高卫星星座的组网效率，有助于加速卫星互联网部署。“这种柔性翅膀具有包络小、重量轻、模块化等特点，更易于收纳，同样质量下面积更大，可以吸收更多太阳能。

这样的卫星设计有利于提高火箭的运载能力。因为每一颗卫星都可以充分利用火箭的运载能力，所以可以通过一次发射将多颗卫星送入轨道，这对于加速卫星互联网的建设有着重要的作用。此外，平板堆叠式卫星还有助于推动超大能源、工业一体化成型结构、多星堆叠压紧释放等技术的研发和验证。

后续，银河航天将进一步在轨验证下一代低轨宽带卫星通信技术，包括星上交换、信令波束等，不断探索通信卫星应用新模式，为我国卫星互联网建设提供技术支撑。

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