我國(guó)第二代中繼衛(wèi)星系統(tǒng)建成

張銀

7月13日0時(shí)30分，由中國(guó)航天科技集團(tuán)五院抓總研制的天鏈二號(hào)03星搭乘長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭，于西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。

入軌定點(diǎn)后，該星將與之前發(fā)射的天鏈二號(hào)01、02星三星組網(wǎng)，組成我國(guó)第二代中繼衛(wèi)星系統(tǒng)。屆時(shí)，我國(guó)兩代全球中繼衛(wèi)星系統(tǒng)同時(shí)在軌服務(wù)，天基測(cè)控與數(shù)據(jù)中繼能力將大幅提升。

五院自2003年起開(kāi)展我國(guó)中繼衛(wèi)星研制工作，于2012年實(shí)現(xiàn)天鏈一號(hào)三星組網(wǎng)，使我國(guó)成為第二個(gè)擁有具備全球覆蓋能力中繼衛(wèi)星系統(tǒng)的國(guó)家。近10年來(lái)，五院實(shí)現(xiàn)了從天鏈一號(hào)系統(tǒng)到天鏈二號(hào)系統(tǒng)的巨大跨越，譜寫(xiě)了我國(guó)數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星系統(tǒng)建設(shè)的嶄新篇章。

中繼衛(wèi)星的全稱(chēng)是跟蹤與數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星，相當(dāng)于天上的數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站，可為衛(wèi)星、飛船等航天器提供數(shù)據(jù)中繼和測(cè)控服務(wù)，能極大提高各類(lèi)衛(wèi)星使用效益和應(yīng)急能力，實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)下傳。

2003年，航天英雄楊利偉搭乘神舟五號(hào)飛船在軌飛行期間，數(shù)次與地面控制站進(jìn)行“天地通話”。但這種通話都有著嚴(yán)格限制，必須在地面測(cè)控站收到飛船信號(hào)后，利用極短的時(shí)間窗口抓緊進(jìn)行通信。其余時(shí)間，楊利偉只能默默等待下一個(gè)通信周期到來(lái)。

到神舟十號(hào)任務(wù)期間，境況已大不相同。2013年6月20日10時(shí)許，我國(guó)開(kāi)展了首次“太空授課”。航天員王亞平等在天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器內(nèi)，為全國(guó)中小學(xué)生進(jìn)行在軌講解和實(shí)驗(yàn)演示，并開(kāi)展交流互動(dòng)。長(zhǎng)達(dá)51分鐘的授課信號(hào)連續(xù)、畫(huà)面清晰。

從間斷通信到連續(xù)傳輸，巨大的變化得益于我國(guó)建成的天鏈一號(hào)系統(tǒng)。2008年4月、2011年7月、2012年7月，五院抓總研制的天鏈一號(hào)01、02、03星先后發(fā)射成功，實(shí)現(xiàn)第一代中繼衛(wèi)星的三星組網(wǎng)。在此基礎(chǔ)上，三星利用東、中、西3個(gè)區(qū)的軌位優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)中、低軌道航天器全球覆蓋的天基信息傳輸，使我國(guó)成為第二個(gè)擁有具備全球覆蓋能力中繼衛(wèi)星系統(tǒng)的國(guó)家。

為使我國(guó)擁有更強(qiáng)的數(shù)據(jù)中繼通信能力，五院在完善天鏈一號(hào)系統(tǒng)的同時(shí)，開(kāi)展了天鏈二號(hào)衛(wèi)星系統(tǒng)的研究攻關(guān)。2019年3月，天鏈二號(hào)01星成功發(fā)射，拉開(kāi)了我國(guó)中繼衛(wèi)星系統(tǒng)更新?lián)Q代的序幕。

與天鏈一號(hào)采用東方紅三號(hào)衛(wèi)星公用平臺(tái)相比，天鏈二號(hào)采用東方紅四號(hào)公用平臺(tái)研制，載重更大、技術(shù)更強(qiáng)、性能更優(yōu)。星間鏈路天線更是突破了大量難題，使對(duì)用戶目標(biāo)服務(wù)數(shù)量增加1倍，傳輸總速率達(dá)到了Gbit/秒（每秒千兆比特）量級(jí)，服務(wù)效能大幅提升。

天鏈二號(hào)衛(wèi)星在軌運(yùn)行之后，與天鏈一號(hào)系統(tǒng)合作工作，主要用于為飛船、空間實(shí)驗(yàn)室、空間站等載人航天器提供數(shù)據(jù)中繼和測(cè)控服務(wù)，也能服務(wù)于中、低軌道遙感、測(cè)繪、氣象等衛(wèi)星，還能為航天器發(fā)射提供測(cè)控支持。

2021年6月23日，習(xí)近平總書(shū)記與神舟十二號(hào)航天員天地通話。大屏幕上，航天員的視頻畫(huà)面清晰，聲音清脆響亮。此時(shí)在赤道上空約36000公里的地球靜止軌道上，正是由天鏈一號(hào)03星、04星，天鏈二號(hào)01星組成的天基中繼系統(tǒng)，為這場(chǎng)“天地通話”提供了實(shí)時(shí)保障。

2021年12月14日，天鏈二號(hào)02星成功發(fā)射。僅7個(gè)月后，太空迎來(lái)了天鏈二號(hào)03星“入列”。這也驗(yàn)證了天鏈二號(hào)衛(wèi)星的快速研制能力，為后續(xù)二代中繼多星快速在軌組網(wǎng)提供了支撐。