实践十三号卫星详解 - 中国首颗高通量通信卫星

实践十三号卫星是我国首颗高通量通信卫星，面向通信基础设施薄弱地区及移动场景用户，本文系统介绍其研制背景、核心技术、功能特点与现实意义，适合航天爱好者、通信行业从业者及关注国家科技发展的公众阅读。

一、发展背景

我国的通信卫星研制始于上世纪70年代。遵循独立自主研制、瞄准国际先进水平、科研与实践结合的原则，已发展出多代通信卫星，走出了一条从探索到实践、从试验到实用、从国内到国际的发展道路。

1970年4月24日21时35分，第一颗人造地球卫星东方红一号成功发射，开创了中国航天史的新纪元，使中国成为继苏联、美国、法国、日本之后世界上第五个独立研制并发射人造地球卫星的国家。

东方红二号于1984年4月8日首次发射成功，共研制和发射3颗东方红二号卫星，从1970年开始研制到完成三颗星发射，历时近16年。东方红二号的发射成功，开启了我国使用自主通信卫星开展卫星通信的历史。

2003年10月21日11时16分，创新一号小卫星顺利升空并进入预定轨道。它是由中国科学院研制的我国第一颗低轨道短数据通信技术试验小卫星，主要承担短数据报文的存储转发通信任务。

2017年4月12日19时04分，重达4.6吨的实践十三号卫星在西昌卫星发射中心由长征三号乙型运载火箭成功发射升空，此次发射任务也是长征系列运载火箭的第246次飞行。

二、开发研制

1、配置平台

东方红三号B平台作为东方红三号平台的改进型，设计寿命15年，是我国研制的中等容量通信卫星平台。实践十三号卫星是该平台上的全配置首发星。

2、试验技术

实践十三号卫星首次应用电推进技术，执行卫星在轨南北位置保持任务，整星在轨寿命达15年。系统总指挥周志成表示：作为南北位置保持手段，传统方案需携带3吨多化学推进剂，占整星质量六成；采用电推进后，仅需100公斤氙气即可完成15年位置保持，是一项划时代的技术突破。该技术的自主研发历时15年。

3、研制机构

实践十三号卫星工程由国防科工局组织实施，卫星由中国航天科技集团公司中国空间技术研究院研制，运载火箭由中国运载火箭技术研究院研制，地面测控系统由西安卫星测控中心负责，运控和试验应用系统由中国卫通集团有限公司负责。

三、卫星功能

1、增强信息传送能力

卫星首次应用Ka频段多波束宽带通信系统，大幅提升信息传送能力。过去可同时传输几十部标清电视节目，如今可支持几十部4K超高清电视节目的并发传输。

2、为欠发达地区提供宽带服务

卫星不受地面地理条件限制，凭借低成本优势，有效解决山区、海岛等通信设施薄弱区域的信息盲区问题，为偏远地区用户提供稳定优质的宽带接入服务。

3、促进卫星通信在不同领域的应用

依托快捷组网与高速接入特性，实践十三号有力推动宽带卫星通信在高铁、船舶、飞机等移动载体，以及企业专网、应急通信等场景的规模化应用。

四、主要特点

1、迄今通信容量最大

实践十三号卫星通信总容量达20Gbps，较以往提升约十倍，超过此前我国所有在轨通信卫星容量总和，被誉为超级空中路由器。

2、不受地面条件限制

该卫星凭借快捷组网、高速接入与低成本优势，可覆盖山区、沙漠、草原、海洋等地面网络难以抵达区域，实现无缝动中通，为飞机、高铁、车辆、轮船等移动载体提供连续稳定的宽带信号，缓解机舱无法上网、高铁信号不稳、游轮离港失联等问题。

3、在轨寿命长

通过首次应用电推进技术执行南北位置保持任务，卫星设计在轨寿命达15年。

4、推进效率显著提升

实践十三号首次在高轨道通信卫星上应用激光通信技术；首次在15年长寿命通信卫星上全面采用国产化载荷设备；首次在我国卫星上应用电推进技术，推进效率较常规化学推进提升十倍以上。

5、改善移动上网体验

依托多波束无缝切换与机载、车载、船载终端自动跟踪捕获功能，可为航空、航运、铁路等交通工具上的乘客提供稳定高速的互联网接入服务，显著提升出行中的上网体验。

6、助力实现广域无障碍通信

通过实践十三号卫星，我国首次在地球同步轨道卫星上开展对地高速激光通信试验。专家指出，未来三年内有望在海洋、天空、草原等广阔区域实现稳定可靠的无障碍通信。

五、创造多个首次

首次在高轨卫星工程化应用自主研制的电推进系统，完成南北位置保持任务，大幅提高有效载荷装载比和卫星在轨寿命。

首次在我国卫星上应用Ka频段多波束宽带通信载荷，通信总容量达20Gbps，超过我国已研制发射的通信卫星容量总和。

首次开展我国高轨卫星与地面的双向激光通信技术试验，最高速率达2.4Gbps。

首次在我国高轨长寿命通信卫星上百分之百工程化应用国产化产品，打破相关核心部件长期依赖进口的局面。

六、发展现况

目前，我国已形成固定通信广播、移动通信、数据中继等卫星通信技术服务体系，在轨民用及商用通信卫星16颗，转发器总数达273个，建成北京、香港、喀什三地互联互通、互为备份的卫星测控与业务监测网络，并开通连接南亚、非洲、欧洲和美洲的卫星电信港，基本具备全球化卫星通信服务能力。

在国内，卫星通信服务业快速发展，全国直播卫星开通用户已超7000万户；在国际上，卫星通信业务拓展至30多个国家和地区，市场影响力持续提升。

七、重要意义

1、促进我国通信技术跨越发展

实践十三号卫星是我国首颗高通量通信卫星，也是技术试验与示范应用深度融合的典范，对推动我国通信卫星技术及产业实现跨越式发展具有重要里程碑意义。

2、开展关键技术试验，探索新型应用模式

卫星突破了电推进、Ka频段通信载荷、高轨激光通信等制约我国航天技术升级的一系列核心瓶颈，将在轨验证东方红三号B平台全部功能与性能指标，开展我国宽带多媒体卫星通信系统业务试验，并探索星地双向高速激光通信技术及其实际应用场景。

3、加速卫星通信产业化进程

实践十三号的成功发射标志着我国正式迈入卫星通信高通量时代，真正实现了自主通信卫星的宽带化应用，填补了国内空白，将对我国卫星通信产业链的完善与升级产生深远推动作用。