商業航天再進一步，我國首顆5G通信衛星上天

1月16日11時02分，我國在酒泉衛星發射中心用快舟一號甲運載火箭，成功將國內首顆通信能力達10Gbps的低軌寬頻通信衛星——銀河航天首發星發射升空。

與眾不同的是，這也是我國首顆對標國際水準的5G低軌寬頻通信衛星，將通過地面站逐步為各地提供5G通信服務。

5G邁出了“太空通信”征程

伴隨著銀河航天首發星順利進入預定軌道，我國已經邁出了5G“太空通信”征程扎扎實實的第一步。

記者了解到，銀河航天首發星是銀河航天（北京）科技有限公司自主研發的具有國際先進水準的5G低軌寬頻通信衛星。

該衛星採用Q/V和Ka等通信頻段，具備10Gbps速率的透明轉發通信能力，可通過衛星終端為用戶提供寬頻通信服務。衛星入軌後，將在軌開展相關技術和業務驗證。

如今5G時代雖已到來，但我國要全面覆蓋5G網絡仍面臨巨大挑戰，僅靠地面基地台三五年內不可能覆蓋所有區域。

事實上，銀河航天所打造的低軌寬頻通信衛星可作為地面通信補充，為國內網絡覆蓋不足的城鄉結合部、山區景區，以及其他偏遠地區提供5G天基通信網絡。

此前，伴隨著華為、中興、OPPO和國內三大運營商等中企的集體發力，中國的5G技術已經在全球實現了領先。

不過，此前中國的5G技術主要通過地面基地台和手機的方式展現出來。而這次，中國的5G技術終於走向了太空。

“銀河航天自主研發的這顆低軌寬頻通信衛星，也是我國首顆由商業航天公司研製的200公斤量級的衛星。”銀河航天合夥人、副總裁劉暢告訴記者。

就在當天12點36分，銀河航天首發星已接收到第一軌遙測數據，太陽帆板如期展開，狀態一切正常。

市民將可用上太空互聯網

借助這顆衛星，市民將可用上太空互聯網服務。那麽什麽是太空互聯網呢？

銀河航天合夥人、衛星技術專家張世傑解釋，太空互聯網簡單來說，就是用一個小巧輕便的地面用戶終端替代地面上的大型鐵塔基地台，連接傳輸用戶數據，經由低軌寬頻通信衛星透明轉發到地面站，再接入互聯網骨乾網絡，為市民提供5G的信息傳輸服務。

對於銀河航天的低軌寬頻衛星為什麽叫做5G衛星，張世傑表示，不同於3G/4G時代衛星通信網絡邊緣化的尷尬局面，5G時代的太空互聯網將與地面5G網絡融合，構成天地一張網。

衛星作為5G網絡的一個節點，遵守相同的標準，可接受統一的調度管理。

銀河航天低軌寬頻衛星是面向融入5G網絡的目的來設計，在載荷與星地通信等角度已經考慮了相關因素。

不過記者也注意到，對於中國的商業航天突圍者來說，想要對標甚至追趕國際上SpaceX、OneWeb等國際領先企業，則必須要有硬核的關鍵武器。但國內企業現階段並沒有可借鑒的技術和研製經驗，這無疑將是一場充滿挑戰的征程。

以銀河航天在低軌寬頻衛星研發為例，更高的頻段載荷技術便是關鍵武器之一。銀河航天這次在首發星中就使用了技術難度很高的Q/V/Ka等頻段，並實現了對標國際先進水準的10Gbps通信能力。張世傑透露，Q/V/Ka等頻段作為毫米波頻段中最適合開展衛星通信業務的頻段，擁有的帶寬更寬。

眾所周知，要想讓道路通過更多的車，修建高架橋，讓橋上、橋下同時通車是重要的解決方案。為此銀河航天採用了頻段雙極化技術，實現了通信速率的翻倍。

在這個過程中，其技術團隊在饋電部件的傳輸通道設計上進行了較大的創新，採用了雙重特殊函數，並進行了電氣與結構的聯合迭代設計。

3D列印技術為5G衛星減重

張世傑還透露，為了給銀河首發星“減肥”降低發射成本，其還在首發星的製造中創新應用了3D列印技術來壓縮空間。

例如在微波載荷的研發生產中，通過3D列印技術實現高頻微距波導的加工，將載荷波導互聯的空間壓縮到傳統空間的1/3，大幅降低了衛星體積。

此外，研發人員還為銀河首發星安裝了電推進系統，來實現首發星的初始入軌調整、長期軌道保持、末期離軌處理等，它作為一種效率更高的推進手段，燃料效率比傳統的化學推進高三倍以上，這也是電推進系統在國內首次應用於低軌小衛星上。

據了解，電推進系統不僅可以大幅降低衛星重量，還可以避免太空垃圾的產生。當銀河首發星進入壽命末期，衛星將通過自身的電推進系統，把自己推到300公里至400公里軌道，依賴稀薄大氣進行軌道衰減直到墜入稠密大氣層燒毀，做一枚“懂事兒”的衛星，避免產生太空垃圾。

為了提高系統靈活性，銀河首發星在用戶發射段採用了多端口放大器技術，可以實現多個波束間容量的動態分配。這也是我國首個寬頻Ka頻段多端口放大器的在軌應用，而且多端口放大器所有元器件均實現了國產化。

顯然，未來民營航天企業與國內元器件生產商共同探索中國商業航天衛星元器件研發、生產的新模式，共同推動整個商業航天產業的發展，也將助力中國航天的發展。

圖片來源：銀河航天