東方紅四號：大容量 長壽命 國際化

文/ 石明 紫曉

▲ 東方紅四號大容量通信衛星

東方紅四號大型通信衛星公用平臺是“十五”期間我國重點開展的民用衛星工程。該平臺采用公用平臺設計理念，堅持通用性、繼承性、擴展性和先進性的原則。平臺的性能與國際上同類衛星先進平臺水平相當，設計壽命15年，適用于大容量通信廣播衛星、大型直播衛星、移動通信、遠程教育和醫療等公益衛星以及中繼衛星等地球靜止軌道衛星通信任務。

通天之路不平坦

早在上世紀90年代中期，為了適應地球靜止軌道衛星向長壽命、大容量發展的趨勢，中國空間技術研究院就開始了研制東方紅四號衛星公用平臺的論證工作。1999年12月，國防科工委和財政部聯合下發了關于新一代大型地球靜止軌道衛星公用平臺與發展階段研制工作的批復。自此，東方紅四號大平臺開始進入預研階段。

在突破了衛星總體設計優化、大型中心承力筒、大容量貯箱、大功率高壓電源、高精度姿態及軌道控制技術、長壽命高可靠性、星上綜合數據管理、大功率衛星熱控、高壓氣瓶研制等12項關鍵技術后，東方紅四號衛星公用平臺于2001年10月正式轉入工程研制階段。

通天的路是不平坦的。2006年10月29日發射的東四平臺首星“鑫諾二號”，2007年5月14日發射的東四平臺第二顆星“尼日利亞衛星一號”，相繼出現故障。中國航天人背負著巨大壓力，繼續攻堅戰斗。

衛星太陽帆板驅動機構是東四平臺研制中遇到的一個技術瓶頸。隨著委內瑞拉一號衛星交付的時間越來越近，團隊里的每個設計師眉頭都擰成一團。

與其坐以待斃，不如迎難而上。東四平臺負責人周志成組織團隊內外的控制領域和機械領域的專家，分析了之前衛星上所用的太陽帆板驅動機構在設計、生產和試驗過程中的記錄及數據，針對性找出原太陽帆板驅動機構所存在的缺陷并對癥下藥。多少個日出到日落，再從日落到日出，東四團隊專家組完成了新型太陽帆板驅動機構的鑒定及正樣研制，保證了裝星時間，確保了整星按期發射。

2008年10月30日，基于東方紅四號平臺的委內瑞拉衛星一號發射成功，2008年12月在軌交付。委內瑞拉通信衛星全面應用并驗證了東方紅四號衛星平臺及有效載荷技術，標志著我國通信衛星平臺能力得到了跨越式的提升。這顆衛星發射質量5050千克，輸出功率約8千瓦，設計壽命15年，有效載荷包含12臺Ku、14路C和2路Ka頻段轉發器，總體性能達到了同時期國際同類通信衛星的先進水平。

東方紅四號衛星平臺將通信衛星設計壽命從“東方紅三號”的8年，提高到15年，功率從1700瓦一下子提高到1萬瓦，載荷承載能力從230千克提高到600千克。

2008年，委內瑞拉一號通信衛星成功發射并在之后實現了正常運營。

該星的成功研制，邁出了東方紅四號衛星平臺技術突破的重要一步，證明了東四團隊的技術實力與判斷力，也正式開啟了東方紅四號衛星平臺踏上國際舞臺的新紀元。

攻堅克難破險阻

高科技的道路是一條永無止境的路，在這條道路上需要不斷突破自我，才能站穩屬于自己的舞臺。這是一條鐵的定律，而東四團隊也用鐵一般的意志在堅定執行著。

2006年，東四團隊簽下了中國的“鐵腕兄弟”巴基斯坦的一顆通信衛星。這一次，用戶的需求較以往來得更加苛刻一些。用戶要求精確實現衛星天線轉動，其要求角度轉動的精度之高，是東四團隊從未遇到過的。

東四團隊作為衛星總體單位，連夜召集西安分院天線方面的負責人和專家，對該問題進行剖析并尋求解決方案。不知道經過多少個攻堅克難的晝夜，東四團隊通過對大量國外文獻的調研，并結合西安分院相關的預研成果，終于在天線交付期限到來之前，利用主反射面微動可調技術，滿足了天線轉動角度高精度的要求。

當東方紅四號衛星平臺的品牌在國際市場上打響后，東四團隊終于踏上了歐洲的土地。歐洲擁有傳統的航天強國，一直不乏頂級衛星制造商。這一次，東四團隊憑借強勁的實力以及眾國的口碑，在與世界頂級衛星制造商的競爭中獲得了白俄羅斯人的青睞。

白俄羅斯一號通信衛星運營范圍是白俄羅斯本土，可是由于白俄羅斯周邊國家都有各自的衛星，并且對衛星頻率和覆蓋區域限制多，衛星天線的覆蓋區域一直都是一大難題。如此精細的覆蓋區域要求，對東四平臺的區域波束天線是一大考驗。

▲ 2011年，長征三號乙運載火箭成功發射尼日利亞通信衛星1R

又是一個史無前例的難題，不過這并沒有難倒屢經考驗的東四團隊。經過長達數月的艱苦攻關，天線抑制區域與XPD指標最終均滿足了用戶的要求。

好事多磨，在白俄羅斯一號通信衛星即將進入整星熱試驗階段時，進口的太陽帆板驅動機構功率滑環出現了問題。整星熱試驗在即，已經沒有調整的余地了。東四團隊立即派出周明瑋等控制專家趕赴歐洲了解情況、解決問題。但該團隊從供應商處得知，這類產品都是根據年初的需求進行定制，并沒有多余的庫存可以臨時調用，而且該部件生產和更換周期所需周期長，恐怕無法滿足當前的時間需求。

“沒有時間猶豫了！”東四團隊連夜召集了控制專家開會討論，經過對性能的分析以及數據的審查，會上當機立斷就決定采用國產部件取而代之。

▲ 我國研制的白俄羅斯通信衛星正在進行整流罩合罩

▲ 2017年5月17日，印尼帕拉帕-N1通信衛星項目合同簽署

2016年年初，白俄羅斯一號通信衛星冉冉升空，并成功在軌交付用戶。

這樣攻堅克難的故事在衛星研制的過程中不勝枚舉。

玻利維亞一號通信衛星出場評審持續24小時不間斷，設計師們傾力閉環300余項待辦事項；老撾一號通信衛星首次實現星上綜合電子技術，開辟了綜合電子應用的新道路；亞太九號通信衛星載荷實現多路上行信號對一路或多路下行信號，其等效通道數量達到100路，技術水平達到國際領先水平；阿爾及利亞一號通信衛星首次實現星上設備全國產化……

正是因為東四團隊在衛星研制的漫漫長路上不斷求索，才造就了東方紅四號衛星平臺現今的國際地位。

東方紅四號衛星平臺優異的性能得到了國際用戶的廣泛認可，自委星一號開始，我國打開了向世界出口衛星的通道，衛星技術不再為歐美壟斷。目前，中國航天已相繼參與了數十個國際商業通信衛星招投標項目的競爭，先后為尼日利亞、委內瑞拉、巴基斯坦、玻利維亞、白俄羅斯等國家研制了國際商業通信衛星，還簽訂了老撾、尼加拉瓜、剛果、亞太142E等10余個通信衛星研制商業合同。采用東方紅四號衛星平臺研制的在軌運行的民/商用通信衛星，覆蓋亞洲、非洲中西部及南部、南美洲，覆蓋全球約80%的陸地面積和90%以上的人口。