架設星地“信息橋”滿足多樣任務需求

天鏈一號衛星組網運行示意圖。

近日，天鏈二號01星在西昌衛星發射中心成功發射，準確進入地球同步轉移軌道。這標志著中國第二代地球同步軌道數據中繼衛星的首顆星正式開啟征程。它將為飛船、空間技術實驗室、空間站等載人航天器和測繪、氣象衛星等提供數據中繼和測控服務，為航天器發射提供測控支持。

架設星地“信息橋”

2008年-2012年，中國先后發射天鏈一號01-03星，3顆衛星組網運行，使我國成為世界上第二個擁有對中、低軌航天器全球覆蓋能力的中繼衛星系統的國家。2016年，天鏈一號04星成功入軌并完成在軌測試，與01-03星實現全球組網運行。

中繼衛星主要是服務于航天器的衛星，通俗地講，中繼衛星就是一個位于3.6萬公里上空的數據中轉站，可以“居高臨下”觀測在中低軌道運行的航天器，將獲得的數據回傳至地面站，具有覆蓋率高、實時性等特征。

“相當于我們把地面測控站移到了3.6萬公里高度的軌道，既可以為中低軌道的航天器之間提供數據傳輸，又可以為星地之間架起‘信息橋’。”天鏈二號01星總設計師趙宏介紹說。

中繼性能大幅提升

作為中國第二代中繼衛星，天鏈二號01星在第一代中繼衛星的基礎上有了新的躍升。

■平臺能力更強壽命更長。相比于采用東方紅三號衛星平臺研制的天鏈一號系列衛星，天鏈二號01星基于東方紅四號平臺研制。平臺能力的提高，意味著衛星壽命、載荷承載能力等方面有了較大的提高。與天鏈一號01星相比，天鏈二號01星載荷種類更多、性能更高，設計壽命長達12年。

■新型天線更高傳輸速率。相比于第一代中繼衛星，天鏈二號01星的數據傳輸速率增加了一倍以上，對地數據傳輸總速率可以達到G比特每秒。“天鏈二號01星配有多副新型天線，衛星數據傳輸能力有很大提升。”趙宏說。

■服務多目標覆蓋范圍廣。相比于第一代中繼衛星，天鏈二號01星可以同時為多出幾倍的用戶提供服務。同時，在覆蓋范圍方面更加廣泛，天鏈二號01星可以覆蓋到數萬公里以內的用戶航天器。

滿足多樣任務需求

對于中繼衛星來說，最初主要是為載人飛船和載人空間站提供數據中繼服務，比如持續四五十分鐘的太空授課就依靠中繼衛星的通信保障。隨著技術的發展，中繼衛星在使用中逐漸拓展了需求。中繼系列衛星可為中低軌遙感類衛星，比如氣象衛星、測繪衛星等具有實時大數據回傳需求的航天器提供服務。

除了航天器類用戶，中繼系列衛星還能為無人機、民航、遠洋船等提供服務。天鏈二號01星在上述幾方面將發揮重要作用。未來的空間站，天地間要保持實時穩定的通信，離不開新一代中繼衛星發揮“數據中轉站”的重要作用。第二代中繼衛星應用場景將會越來越多，滿足多樣需求，帶來巨大的社會經濟效益。

相互兼容共同發力

隨著天鏈二號01星的成功發射，第二代中繼衛星后續也將迎來系列衛星。

雖然二代中繼衛星是一代中繼衛星的升級版，但二代中繼衛星并不是去替代第一代中繼衛星，而是兩者的數顆星相互配合，共同發力，更好地發揮數據中轉站的作用。

“天鏈二號01星能夠與天鏈一號衛星系統相互兼容，使我國天基通信基礎設施能力更強，為我國強化數據中繼和測控等方面提供基礎性保障。”天鏈二號01星總指揮張鵬說。

“如果說天鏈一號是兩車道的空間高速公路，那么天鏈二號就是四車道以上的空間高速公路，意味著可以跑更多的車，車速也可以更快。”天鏈二號01星副總設計師李向陽打了個比方。

第一代中繼衛星在航天應用方面發揮了重要作用，第二代中繼衛星上了一個新臺階，能更好地滿足需求。一代和二代配合，能夠實現多方面多樣化服務。

“天鏈一號的05星、天鏈二號的02星和03星也同時在研制中，一代和二代同存，相互配合，將共同發揮更大作用。”李向陽表示。

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中繼衛星的全稱是跟蹤和數據中繼衛星，這種衛星不同于一般通信衛星。一般通信衛星作為太空轉發站，兩頭服務的對象都是地面站。中繼衛星是溝通航天器與地面測控站的“橋梁”，運行于地球同步靜止軌道上，既能“直視”運行在中低軌道上的航天器，又能“直視”地面的測控站。

關鍵詞： 信息橋