如果一颗卫星仅仅因为它的简单名字而被忽略,它可能会留下一个遗憾,那就是这块粗糙的玉被误认为是普通的石头。练习13就是这样一颗卫星。

4月12日晚,练习13从中国西昌飞入太空。虽然它的名字不容易辨认,也不像嫦娥、天宫、悟空等宇宙飞船的图像,但这并不妨碍它成为21世纪高度发达的互联网社会中的一颗固定卫星

练习13是一颗通信卫星,是目前中国最先进的通信卫星。在这个现代社会,“低个头”的人在街上游荡,马斯洛的需求层次理论被新兴的人用无线网络“篡改”,这颗卫星有望改变中国人的通信困境,如“国内航班机舱内通信不方便,高速列车上的手机寻找信号”,似乎比其他航天器更能吸引普通人的眼球。当晚,人们看到了开幕式:练习13乘坐长征3B火箭划破长空,到达距地球36000公里的轨道高度,打开太阳能电池板,“伸开双臂”开始工作。下面的情节将交给地面上的科学家继续写作。经过13日的一系列状态调整和技术测试,中国互联网体验也有望进入一个新的“实践”阶段。

“卧底”专家

说到人造卫星,人们最熟悉的是“通信、导航和遥感”,即通信、导航和遥感,这也是人造卫星应用的三个主要方向。其中,通信卫星似乎是最不需要解释的。

事实上,1970年4月24日,我国发射的第一颗人造地球卫星和东方红一号,开创了我国航天史上的一个新时代,都属于通信和广播卫星的范畴。国防科工技术局第一系统工程司副司长赵建表示,中国通信卫星的开发也从那时开始。到目前为止,已经开发了四代通信卫星,16颗民用通信卫星在轨运行,基本形成了全球卫星通信服务能力。赵建说,在当前的信息社会中,通信卫星可以被称为神经网络。一些传统通信手段无法到达的地方经常使用依靠通信和广播卫星的卫星电话。

然而,高科技似乎仍然有些冷,还没有普及到每个普通家庭。实践中的13号卫星项目总工程师刘芳说,中国幅员辽阔,地形复杂。在山区、沙漠、草原、海洋等地方,信息传递仍然存在盲区。与此同时,由于我国东西部经济发展的不平衡和地理条件的限制,一些地区的宽带接入设施远远落后于其他地区。如何弥合“网络鸿沟”已经成为信息时代中国迫切需要解决的重要问题之一。换句话说,虽然天空中有许多通信卫星,但它们不能覆盖整个中国。十三号练成了“屁股”专家。

卫星系统Praxis 13的总指挥周志成更明确地表示,只要我国的地面无线网络信号无法覆盖或光缆宽带无法接入,就可以通过Praxis 13轻松接入网络。

真正的宽带应用

我们之所以有如此大的能力,是因为普拉西斯13号是我国第一颗高吞吐量通信卫星。

用赵建的话说,高吞吐量提供的容量是传统通信卫星的几倍甚至几十倍。传统通信卫星的容量不到10千兆位/秒(千兆位/秒,交换带宽的单位,记者注意),而高容量可以达到几十千兆位/秒甚至几百千兆位/秒。

赵建说,“Ka波段”通信有效载荷是在13日运载的,这也是中国通信卫星史上的第一次。结果,该卫星的总通信能力达到20G,超过了我国以前研制的所有通信卫星的总容量,成为我国迄今为止最大的宽带卫星。在赵建看来,这具有“里程碑”的意义:13号卫星的发射标志着中国卫星通信进入了高吞吐量时代,也将对中国卫星通信产业的发展起到巨大的推动作用

以普通用户为例,终端的下载和返回速率分别可达到150Mbps和12Mbps,真正实现了卫星通信的宽带应用,填补了我国在这一领域的技术空白。由于“Ka波段”通信有效载荷所发挥的重要作用,科学家们还声称“实践13”是中国第一颗Ka波段通信卫星。

13号卫星运行控制与实验应用系统总工程师、总指挥唐对记者说,中国通信卫星的发展和应用取得了巨大成就,但与世界强国相比,在卫星技术水平和产业规模上仍有很大差距。其中,频带通信负载的滞后是一个重要部分。例如,国内民用和商用通信卫星大多是容量有限的传统C和Ku波段转发器。相应地,Ka宽带卫星拥有更多的频带资源,是传统通信卫星的几十倍。唐表示,随着互联网应用的日益普及,对卫星通信带宽需求的日益增加,以及传统的C波段和波段轨道和频率资源的日益稀缺,卫星通信向Ka波段宽带发展已成为必然趋势。

唐告诉记者,在完成一系列在轨测试后,Praxis 13卫星将更名为中兴16卫星,Ka波段宽带通信系统的应用和推广将继续进行。到那时,13号将会有很多事情要做。刘芳举了一个例子。我国有6000多万人参加户外活动,如徒步旅行、登山、越野、骑马和自驾游。然而,由于室外地区通信信号不佳或没有信号,每个月都会发生近1000起丢失或失去联系的事件。更重要的是,当发生地震、洪水、海啸等紧急情况时,如果失去它们,后果将不堪设想。

他告诉记者,实用卫星13号的终端很小,易于装备、携带和使用。一旦装备完毕,它就可以与卫星建立语音、数据和视频传输。刘芳说,虽然无法确定这个卫星终端在灾区造成的损失会有多小,但人们将不再询问是否有一种技术可以在出现另一个缺失环节的问题时发出我的求救信号。

空中互联网的福音

在一些好莱坞大片中,主人公在飞机上打电话和上网似乎很常见,但这些情节在现实中有些遥远。据统计,我国航空旅客平均日均人数超过120万,铁路旅客平均日均人数为760万,但旅客上网体验并不令人满意。

在刘芳看来,这些最终都是由“中国移动”的技术瓶颈造成的。“移动通信”是指车辆、船舶、飞机和其他移动载体在移动过程中的卫星通信保障。然而,由于地面移动网络无法实现全覆盖,或者即使能够覆盖,但它跨越不同的区域,导致切换过于频繁,因此很难为高速运输提供服务。

值得期待的是,卫星13的实践可以实现无缝的“动态通信”。刘芳表示,第13颗卫星的实施采用了天地一体的设计理念,其重要业务之一是通过无缝多波束切换提供高速“移动通信”,具备机载、车载或船载终端的自动跟踪和捕捉功能,“可将航空、航运和铁路等各种交通方式的乘客与世界连接起来,并彻底改善互联网体验。”事实上,在第13颗卫星发射和一段时间的测试之后,可以宣布在与“运动中的通信”有关的技术问题上取得突破。用赵建的话说,“基本技术能力已经到位”然而,为了真正实现在飞机和高速列车上的应用,有必要跟上技术之外的工作,例如应用服务、使用场景和安全控制。

赵建向记者透露了一份“时间表”:预计在未来三年内,相关技术应用将部署在国内2400架民航客机上,普通民众将在飞机上享受该通信卫星提供的服务,其中可能包括在飞机上上网。未来的5到10年似乎更值得期待。赵建透露,根据中国民用航天基础设施中长期发展规划,到“十四五”计划,中国将建设22颗新的通信和广播卫星,其中5颗是新开发的,包括L移动多媒体广播卫星、大容量宽带通信卫星、超大容量宽带通信卫星、高载比宽带通信卫星、全球移动通信星座科研卫星等。

到那时,中国最先进的通信卫星的能力将超过100克。然而,今天的练习13只有20克的能力。