圖為靈巧通信試驗衛星在軌運行示意圖。
清華大學—信威通信空天信息網絡技術聯合研究中心供圖
沙漠海洋全面覆蓋 服務全球移動互聯
“靈巧”將開啟中國“銥星”時代(熱點解讀)
26日，清華大學與信威集團聯合宣布：我國首顆低軌移動通信衛星——靈巧通信試驗衛星(以下簡稱“靈巧”)已完成全部在軌測試試驗，工程任務取得圓滿成功。
業內人士稱，這顆“民營”衛星的試驗成功，不僅標志著我國低軌移動通信衛星技術取得重要突破、為建設星座通信系統邁出關鍵一步，也開創了民營企業與高校協同創新、參與航天通信事業的新模式。
面向國家戰略需求，民企與高校共同試水航天通信
據介紹，靈巧通信試驗衛星重約130公斤、在高度約為800公里的太陽同步軌道上運行。
據悉，地面移動通信系統只適于在人口較為密集的區域使用，對于地球上大部分人煙稀少的地區則使用困難。為實現在地球上任何地方的即時通信，自上世紀90年代后期，美國先后發射了上百顆低軌移動通信衛星，組建了包括銥星、全球星在內的星座通信系統，并在商業和軍事等領域廣泛應用。
然而，由于沒有自己的低軌道通信衛星，目前我國80%以上陸地面積、95%以上海洋面積的通信網絡覆蓋仍然面臨難題，漁民出海、遠洋航行、山區林區作業尚無廉價而有效的通信手段。因此，通過自主創新，建立自主可控、安全和可持續發展的星座通信系統，已成為我國迫在眉睫的戰略需求。同時，星座通信系統需要有數十顆衛星聯合“作戰”，才能實現通信的全覆蓋。因此，建立星座通信系統不僅投資巨大，而且技術難度大、風險性高。
面對巨大的國家需求和諸多現實困難，2010年10月，清華大學和信威集團聯合成立了“清華大學—信威通信空天信息網絡技術聯合研究中心”(以下簡稱“聯合中心”)，啟動了“靈巧”研制工程。該工程以開展通信小衛星創新設計和低軌移動通信創新技術試驗為主要任務，實現星載智能天線、星上處理與交換、天地一體化組網、小衛星一體化集成設計等多項創新技術，為支撐發展星座通信系統打下基礎。
主要指標優于在軌的國際同類衛星
“這顆試驗衛星的研制難度極大。”據“靈巧”工程任務負責人、聯合中心主任陸建華介紹，通信小衛星一體化設計面臨復雜的電磁干擾、能源、結構、控制等一系列難題；智能天線技術應用于衛星在國內外尚無先例；從衛星發射任務確立到衛星出廠只有不到一年的時間，研制周期非常短。此外，從衛星設計、技術試驗、生產制造等各個環節的技術及計劃流程管理，都面臨很多挑戰。
為此，清華大學和信威集團組建了研發團隊，開展技術攻關。歷經4年，今年9月4日，“靈巧”在酒泉衛星發射中心成功搭載發射。之后，清華大學與信威通信聯合團隊又完成了靈巧通信試驗衛星工程任務。
10月21日，由第三方權威部門組織的專家完成了對“靈巧”的測試和鑒定。
鑒定結果顯示，“靈巧”的移動通信載荷可同時形成15個動態多波束，通信覆蓋區直徑約2400公里；實現了覆蓋區內衛星手持終端語音業務、數據業務和移動互聯網業務，主要指標優于國際上現有的低軌移動通信在軌衛星的最好水平。
據介紹，這次工程任務通過探索復雜機電磁環境下的通信小衛星設計方法、基于在軌大規模計算處理的空間智能通信方法、高集成度軟硬件協同設計方法，有效提升了通信小衛星的應用能力和性價比。靈巧通信試驗衛星大量采用工業級商用器件(占85.78%)和國產器件(75.95%)，探索了自主可控的小衛星可持續發展之路。
2019年前后建成星座通信系統、為全球用戶服務
“‘靈巧’工程不僅出了一大批‘硬’成果，也取得了寶貴的‘軟’成果。”陸建華說，這個“軟”成果，就是高校與民營企業合作、產學研協同創新驅動衛星通信發展的新模式。
據介紹，清華大學聯合了多個相關院系，多學科交叉、與企業協同創新。該衛星、地面站及終端系統，將為清華大學相關學科的發展提供良好的教學科研平臺，為空天信息交叉學科的可持續發展提供有力支撐。
同時，“‘靈巧’工程的成功實施，為民營企業參與航天事業發展探索了新的創新模式。”信威集團董事長王靖告訴記者，“這表明，在國家有關部門的大力支持下，中國的民營企業完全有能力在包括空天信息技術在內的航天事業中做出自己的貢獻。”
據透露，清華大學和信威集團力爭在三年左右完成“一箭四星”的發射任務，在2019年發射多顆低軌移動通信衛星，初步建成我國自主可控、可持續發展的星座通信系統。屆時，我國的星座通信系統將覆蓋除南北極之外的全球各個角落，全世界消費者將能享受到不受地點和時間限制、質優價廉的全球通信和移動互聯網服務。（記者 趙永新 趙婀娜）
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