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东方红四号平台

        2016.05.09迄今为止,西昌卫星发射中心共执行96次火箭发射,发射了102颗航天器。白崑顺1994年在西昌“正式上岗”,自那之后,我国发射的所有采用双组元统一推进系统的卫星,推进剂加注时都能看到他的身影,是唯一一位全勤的。

        国内外较为常用的推进方式有单组元推进和双组元推进。前者主要通过液体推进剂自身燃烧提供能量,推进系统结构相对简单,使用方便。

       后者由氧化剂和燃烧剂两个组元组成,二者混合燃烧释放能量,由推力器产生动力。与单组元推进剂相比,它释放能量更高,主要应用于轨道较高、寿命较长的卫星,如北斗导航卫星、通信卫星、嫦娥卫星等。这类卫星过去都安排在西昌发射。

        目前,我国的卫星双组元推进系统主要是用四氧化二氮作为氧化剂,甲基肼作为燃烧剂;火箭上则是四氧化二氮搭配偏二甲肼。甲基肼毒性等级为高毒II级,四氧化二氮为中毒III级,且有强烈刺激性。因此,地面操作人员的防护尤为重要。

     “现在的防护服好多了,以前穿的,像雨衣,不透气,防护性还差。”白崑顺回忆起年轻那会儿的操作条件,让人听上去有点像在“玩命”。

卫星推进剂加注直接关系着整星发射的成败。

        以一颗东四平台卫星为例,四氧化二氮加注量约1900公斤,甲基肼加注量约1100公斤。卫星在发射场先加注氧化剂,大约要从早上7点加注到晚上11点;燃烧剂加注,也要从早上7点加注到晚上7点。加注时,操作人员要用高压氦气把推进剂一次性注入贮箱中,同时进行尾气处理,用高锰酸钾和碳酸氢钠分别中和多余的甲基肼和四氧化二氮。在此之前,还要花一周到10天的时间,检查推进系统各管道的气密性。加注结束后,用无水乙醇清洗管道。“这一切工作都需要操作人员近距离接触,虽然穿着防护服,但也像在刀尖上跳舞,必须‘滴肼不漏’。”502所推进系统部主任李永介绍。

        由于推进剂不允许气液混合注入,而化学推进剂又属于易燃易爆、强腐蚀性的有毒液体。同国外加注设备和加注人员防护相比,国内还存在一定的差距,这一差距的弥补有时只能靠加注队员认真细致的工作来实现。


【思考】从跟随到领跑:我国在研的四个通信卫星平台的变迁

“研制卫星,平台先行”——这是所有搞卫星的人达成的共识。对于很多普通公众而言,通信卫星的公共平台因为一个闪亮的名字“东方红”而不那么陌生。

       4月24日是东方红一号卫星发射45周年纪念日。45年来,中国航天科技集团公司五院通信卫星事业部研发的新的通用卫星平台有哪些技术创新?市场应用前景如何?在参与和领导了多个新平台研制的通信卫星专家周志成看来,东方红五号平台、东方红四号增强型平台、东方红三号B平台、全电推平台这“四朵金花”一旦推向市场,将意味着我国的通信卫星在国际市场上从“跟随者”变身为“领跑者”。意义之重大,可见一斑。

平台多样化 终于能和国际同行掰手腕

       为什么要上东五平台?周志成一语中的:因为我国需要大容量的通信卫星。早在2008年,五院就启动了东五平台的研制工作。那个时候,东四平台正处于紧锣密鼓的研制、上星时刻,在很多人都为“第三代卫星平台的诞生”而忙碌的时候,五院已经敏感地感觉到了国际市场上对东五平台的期待,但是这个平台是什么“模样”,研制人员“还没想清楚”。

       时间走到了2010年,大家对东五的期待逐步达成了共识:这应该是能够适应新一代大型地球同步轨道通信卫星和对地观测卫星等需求的全新大型卫星平台。或者说,能够满足未来更大容量、更大功率、更高承载能力、更长寿命的通信卫星的研制需求。

       相比于之前的东四平台,东五平台绝对是上了一个大台阶。目前东五平台处在最紧张的攻关阶段。虽然是“待字闺中”,但不乏众多“追求者”。

        据国内外市场反馈,目前用户对大容量通信卫星“很迫切也很急切”,而东五平台的推广也被国家列入到了“一带一路”的战略规划之中。“我们的平台还在研制之中,但是首发星就已经被用户给‘预订’了。”相关人员透露,该平台的首发星预计在2018年发射。

        如果说东五平台是平台技术上迈出的“一大步”,那么东四增强型则是在传统东四平台上的“一小步”。正是这“一小步”,能够使功率、载荷承载能力得到提升,更好地满足客户需求。

        东四平台是目前我国出口通信卫星采用的主力平台。在拓展国际市场时,很多人意识到了平台的能力与客户要求还有一定差距。为此,东四增强型平台正在加紧研制之中。有人幽默地比喻道,“以前在用户市场,我们只有打排球的选手,东四增强型推向市场后,我们也将有打篮球的选手了,终于能够和他们(国际同行)掰掰手腕了。”            

        在研的“四朵金花”中的东三B今年将迎来真正意义上的“首飞”——老挝一号通信卫星的发射。东三B平台在系统容量、功率和寿命等能力及技术水平上,均大大优于东三平台,能够填补东方红三号和东方红四号系列卫星之间的能力缝隙。作为成熟、稳定的中型通信卫星平台,该平台的应用前景非常可期。

       值得一提的是,随着世界第一颗全电推通信卫星的发射成功,我国全电推进卫星试验星年内也具备推向市场的条件。时至今日,我国已经完成了全电推进卫星平台方案的详细设计,大功率长寿命多模式电推力器国内已有多家单位完成样机研制并通过长程稳定点火试验,小推力长周期联合姿轨控技术等其他关键技术也取得重要进展,达到工程应用要求。

通信卫星未来发展 后续围绕“一大一小”做规划

      目前的东方红卫星通用平台正沿着系列化发展的思路不断优化产品。现有的三个系列通用平台:东三、东四、东五,能够满足不同用户的需求,业务可以覆盖通信、广播、中继等各个领域,涵盖小型、中型和超大型通信卫星各个等级,在较长一段时间内能够确保市场上的竞争力。

     与此同时,很多人都有这样的疑问,以后的卫星平台发展路在何方?

      据周志成介绍,“除了关注在研平台外,我们又将目光投向了更远,希望我国通信卫星能够拥有超大能源平台和‘灵巧性平台’。可以说,未来我国通信卫星平台将朝着‘一大一小’的方向发展。”

近年来,受国际不利因素的影响,中国航天“走出去”步履艰难。通信卫星市场领域的竞争异常残酷,除了不断优化技术,赶超先进外,周志成坦言:要做的事情还有很多。

       他举例道,国际用户近年来对研制周期都有特别高的期待,他们希望最好在20个月内完成履约,而我国的通信卫星一般研制周期在24个月左右,在管理上离“最优”还有很多工作要做。

    “我们希望中国的通信卫星在国际航天市场上能够成为一面旗帜,这是我们的奋斗目标。”对每一个从事通信卫星研制的人而言,这是他们肩负的时代使命。

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