今日聚焦!天链新星“入列” 我国第二代中继卫星系统建成

• 2022-07-13 16:49:22 来源：科技日报

张银 高令飞 王江永 科技日报记者 付毅飞

7月13日0时30分，由中国航天科技集团五院抓总研制的天链二号03星搭乘长征三号乙运载火箭，于西昌卫星发射中心成功发射。

中国航天科技集团一院 肖国军 摄

(资料图)

入轨定点后，该星将与之前发射的天链二号01、02星三星组网，组成我国第二代中继卫星系统。届时我国两代全球中继卫星系统同时在轨服务，天基测控与数据中继能力将大幅提升。

五院自2003年起开展我国中继卫星研制工作，于2012年实现天链一号三星组网，使我国成为全球第二个拥有全球覆盖能力中继卫星系统的国家。近十年来，五院实现了从天链一号系统到天链二号系统的巨大跨越，谱写了我国数据中继卫星系统建设的崭新篇章。

二代卫星系统组网 图片来源：中国航天科技集团五院

从无到有，天地相“链”若比邻

中继卫星的全称是跟踪与数据中继卫星，相当于天上的数据中转站，可为卫星、飞船等航天器提供数据中继和测控服务，能极大提高各类卫星使用效益和应急能力，实现卫星数据实时下传。

2003年，航天英雄杨利伟搭乘神舟五号飞船在轨飞行期间，数次与地面控制站进行“天地通话”。但这种通话都有着严格限制，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进行通信。其余时间，杨利伟只能默默等待下一个通信周期到来。

到神舟十号任务期间，境况已大不相同。2013年6月20日10时许，我国开展了首次“太空授课”。航天员王亚平等在天宫一号目标飞行器内，为全国中小学生进行在轨讲解和实验演示，并开展交流互动。长达51分钟的课信号连续、画面清晰。

天链一号在轨示意图 图片来源：中国航天科技集团五院

从间断通信到连续传输，巨大的变化得益于我国建成的天链一号系统。2008年4月、2011年7月、2012年7月，五院抓总研制的天链一号01、02、03星先后发射成功，实现第一代中继卫星的三星组网。在此基础上，三星利用东、中、西3个区的轨位优势，实现了对中、低轨道航天器全球覆盖的天基信息传输，使我国成为全球第二个拥有全球覆盖能力中继卫星系统的国家。

从有到强，天链二号大跨越

为使我国拥有更强的数据中继通信能力，五院在完善天链一号系统的同时，开展了天链二号卫星系统的研究攻关。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。

天链二号在轨示意图 图片来源：中国航天科技集团五院

与天链一号采用东方红三号卫星公用平台相比，天链二号采用东方红四号公用平台研制，载重更大、技术更强、性能更优。星间链路天线更是突破了大量难题，使对用户目标服务数量增加1倍，传输总速率达到了Gbit/秒量级，服务效能大幅提升。

天链二号卫星在轨运行之后，与天链一号系统合作工作，主要用于为飞船、空间实验室、空间站等载人航天器提供数据中继和测控服务，也能服务于中、低轨道遥感、测绘、气象等卫星，还能为航天器发射提供测控支持。

2021年12月14日，天链二号02星成功发射。仅7个月后，太空迎来了天链二号03星“入列”。这也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支撑。

天链二号三星在轨组网示意图 图片来源：中国航天科技集团五院

延伸阅读：一文了解我国“数据中继卫星天团”

范晨 陈小群 刘爱冬 科技日报记者 付毅飞

中继卫星被称为“卫星的卫星”，可以充分发挥轨道高度优势，“居高临下”跟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，可极大提高各类卫星的使用效益和应急能力，大幅度减少地面站、测量船的数量。

在“天链”中继卫星投入使用前，我国一直依托一系列陆基测控站和远望系列远洋测量船支撑卫星、飞船和探测器的发射测控与在轨通信任务。然而，由于受地球曲率的影响，地面和海上测控对中低轨道航天器的轨道覆盖范围非常有限，载人飞船约90分钟绕地球一圈，多数时间无法和地面测控系统实时联系。如要实现对300公里高度的低轨航天器100%覆盖，理论上需要在地表均匀布设100多个站点。

我国首颗数据中继卫星“天链一号01星”于2008年4月25日在西昌卫星发射中心成功发射，意味着中国中低轨航天器拥有了天上的数据“中转站”。在同年实施的神舟七号任务中，神舟七号飞船的测控覆盖率从此前18%提高到50%。

2011年7月，天链一号02星成功发射，对用户航天器的轨道覆盖率达到了85%。2012年7月，天链一号03星成功发射，天链一号实现三星在轨成功组网工作，3颗卫星分别在非洲、印度洋、太平洋上空，对低轨用户实现了近100%的覆盖。至此，我国成为继美国之后第二个拥有全球覆盖能力中继卫星系统的国家。

2016年12月，我国发射天链一号04星接替了超期服役的01星，随着2021年7月6日天链一号05星成功发射，我国第一代中继系列卫星系统研制圆满收官。该系统成功为我国神舟飞船、空间实验室、空间站提供数据中继与测控服务，支持空间交会对接任务，同时为我国中、低轨资源系列、高分系列等卫星提供数据中继服务，为航天器发射提供测控支持。

2010年，我国启动了天链二号的研制。天链二号01星基于东方红四号平台，在充分继承了第一代中继卫星技术状态的基础上，采用了更加先进的有效载荷技术，配置多副新型天线。天链二号卫星兼容天链一号卫星的工作频率，并扩展了工作频率的带宽和转发器的通道数量，大大提升了系统的数据传输的速率和传输效能。卫星服务覆盖的范围也有了极大提升，可以兼顾部分36000公里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，我国中继卫星系统迈出了升级换代的第一步，进入两代中继卫星“联手”应用阶段。

2021年12月，天链二号02星成功发射，该卫星可工作在不同轨位，具有较强的轨道适应能力，提升了卫星在轨的机动性和灵活性。同时，卫星单机国产化率显著提升，研制周期大幅缩短，验证了天链二号卫星具备快速研制的能力。

2022年7月，天链二号03星成功发射，至此，我国第二代中继卫星完成了三星组网的建设，有力推动了我国天基测控与传输网络建设的步伐。

标签： 天链一号 卫星系统 中国航天

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