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  7月13日,我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭,成功将天链二号03星发射升空,卫星顺利进入预定轨道。此举标志着我国第二代中继卫星系统完成三星组网,两代全球中继卫星系统同时在轨服务的能力将大幅提升。

  我国自2003年起开展中继卫星研制工作,2012年完成天链一号三星组网,成为世界上第二个拥有全球覆盖能力中继卫星系统的国家。2012年到2022年的10年间,我国实现了从天链一号到天链二号的巨大跨越,天基测控与数据中继能力再上新台阶。

  从无到有,第一代中继卫星系统圆满收官

  “中继卫星是‘卫星的卫星’。”航天科技集团五院天链二号03星副总指挥詹克强介绍,它可以充分发挥轨道高度优势,“居高临下”追踪在中低轨运行的航天器,并将获得的数据实时回传到地面,“相当于一个天上的数据中转站,可为卫星、飞船等提供数据中继和测控服务,能够极大地提高各类卫星的使用效益和应急能力,同时还能大幅减少地面站和测量船的数量,经济优势非常明显”。

       天链卫星投入使用前,我国一直依托陆基测控站和远望系列测量船支撑航天器的发射测控和在轨通信任务。2003年10月,神舟五号载人飞船于在轨期间数次与地面控制站天地通话。“这种通话有严格的限制,必须在地面测控站收到飞船信号后,利用极短的时间窗口抓紧通信,而其余时间航天员只能在狭小封闭的舱内默默等待下一个通信周期的到来。”航天科技集团五院天链二号03星总指挥张鹏说。

  2008年、2011年和2012年,我国先后成功发射天链一号01、02、03星,完成三星在轨组网。三颗卫星分别位于非洲、印度洋、太平洋上空,对中低轨航天器实现了近100%覆盖。2013年6月20日上午10时许,在神舟十号载人飞船上,航天员王亚平为全国中小学生进行了一次51分钟的信号连续、画面清晰的太空授课。“从间断通信到连续传输,巨大的变化得益于天链一号系统的建成。”张鹏介绍,2016年我国发射天链一号04星接替超期服役的01星,2021年又成功发射天链一号05星,至此我国第一代中继卫星系统圆满收官。

  从有到强,中继卫星“天团阵容”再升级

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  2010年,我国启动天链二号卫星的研制工作。天链二号卫星采用东方红四号公用平台研制,在充分继承第一代中继卫星技术状态的基础上,采用更加先进的载荷技术,配置多种新型天线,可兼容天链一号的工作频率,扩展带宽和转发器通道数量,对用户目标的服务数量增加1倍,传输总速率达到千兆比特每秒(Gbit/s)量级,卫星服务覆盖范围得到极大提升,能够兼顾部分地球同步轨道用户的服务需求。

  2019年3月,天链二号01星成功发射,拉开了我国中继卫星系统更新换代的序幕。天链二号卫星与天链一号系统合作,主要为飞船、空间实验室、空间站等载人航天器和中低轨资源卫星提供数据中继和测控服务,并为航天器发射提供测控支持。

  2021年12月,天链二号02星成功发射。仅7个月后,太空又迎来天链二号03星“入列”。这验证了天链二号卫星的快速研制能力,为后续二代中继多星快速在轨组网提供了重要支撑,我国天基测控与传输网络建设的步伐进一步加快。

  “1+1+1>3”,天基服务效能大提升

  受天线终端数量和卫星数量限制,原有中继卫星系统服务能力无法满足我国日益增长的数据中继需求。第二代中继卫星系统(包括天链二号01星、02星和03星在内)的全球组网,将大大缓解中继卫星系统资源的统筹问题,发挥出“1+1+1>3”的应用效能。“如今,中国空间站上的航天员可以随时与地面进行视频和语音通信,畅享全wifi智能生活。对于太空授课等需要强信号、长弧段天基支持的重要太空活动,天链二号都能够从容应对。”詹克强自豪地表示。

  在高轨通信卫星的发射过程中,部分轨道弧段处于境内地面测控站的盲区,以往通常采用测量船等手段保障发射段测控链路的安全性。而2022年4月发射的中星6D卫星,成功应用中继测控终端实现了与天链系列卫星的天基测控,充分验证了中继卫星系统为高轨通信卫星提供测控服务的可行性。据悉,该模式可有效降低卫星发射阶段对测量船等的依赖,大大增强我国对卫星的自主测控能力。

  今年6月,神舟十四号载人飞船搭载3名航天员飞向太空,将实现在轨驻留6个月的目标。张鹏强调,在这6个月的驻留时间内,两代天链卫星系统将全天候为空间站和地面站搭建可靠的信息“天路”,为航天员的生活和工作保驾护航——“两套全球中继卫星系统被大家亲切地戏称为‘追星’的星”。

  (本报北京7月13日电 本报记者 张蕾 张晓华 本报通讯员 张银 高令飞 王江永)

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