文/ 石明 紫曉

▲ 東方紅四號大容量通信衛(wèi)星

東方紅四號大型通信衛(wèi)星公用平臺是“十五”期間我國重點開展的民用衛(wèi)星工程。該平臺采用公用平臺設(shè)計理念，堅持通用性、繼承性、擴(kuò)展性和先進(jìn)性的原則。平臺的性能與國際上同類衛(wèi)星先進(jìn)平臺水平相當(dāng)，設(shè)計壽命15年，適用于大容量通信廣播衛(wèi)星、大型直播衛(wèi)星、移動通信、遠(yuǎn)程教育和醫(yī)療等公益衛(wèi)星以及中繼衛(wèi)星等地球靜止軌道衛(wèi)星通信任務(wù)。

通天之路不平坦

早在上世紀(jì)90年代中期，為了適應(yīng)地球靜止軌道衛(wèi)星向長壽命、大容量發(fā)展的趨勢，中國空間技術(shù)研究院就開始了研制東方紅四號衛(wèi)星公用平臺的論證工作。1999年12月，國防科工委和財政部聯(lián)合下發(fā)了關(guān)于新一代大型地球靜止軌道衛(wèi)星公用平臺與發(fā)展階段研制工作的批復(fù)。自此，東方紅四號大平臺開始進(jìn)入預(yù)研階段。

在突破了衛(wèi)星總體設(shè)計優(yōu)化、大型中心承力筒、大容量貯箱、大功率高壓電源、高精度姿態(tài)及軌道控制技術(shù)、長壽命高可靠性、星上綜合數(shù)據(jù)管理、大功率衛(wèi)星熱控、高壓氣瓶研制等12項關(guān)鍵技術(shù)后，東方紅四號衛(wèi)星公用平臺于2001年10月正式轉(zhuǎn)入工程研制階段。

通天的路是不平坦的。2006年10月29日發(fā)射的東四平臺首星“鑫諾二號”，2007年5月14日發(fā)射的東四平臺第二顆星“尼日利亞衛(wèi)星一號”，相繼出現(xiàn)故障。中國航天人背負(fù)著巨大壓力，繼續(xù)攻堅戰(zhàn)斗。

衛(wèi)星太陽帆板驅(qū)動機(jī)構(gòu)是東四平臺研制中遇到的一個技術(shù)瓶頸。隨著委內(nèi)瑞拉一號衛(wèi)星交付的時間越來越近，團(tuán)隊里的每個設(shè)計師眉頭都擰成一團(tuán)。

與其坐以待斃，不如迎難而上。東四平臺負(fù)責(zé)人周志成組織團(tuán)隊內(nèi)外的控制領(lǐng)域和機(jī)械領(lǐng)域的專家，分析了之前衛(wèi)星上所用的太陽帆板驅(qū)動機(jī)構(gòu)在設(shè)計、生產(chǎn)和試驗過程中的記錄及數(shù)據(jù)，針對性找出原太陽帆板驅(qū)動機(jī)構(gòu)所存在的缺陷并對癥下藥。多少個日出到日落，再從日落到日出，東四團(tuán)隊專家組完成了新型太陽帆板驅(qū)動機(jī)構(gòu)的鑒定及正樣研制，保證了裝星時間，確保了整星按期發(fā)射。

2008年10月30日，基于東方紅四號平臺的委內(nèi)瑞拉衛(wèi)星一號發(fā)射成功，2008年12月在軌交付。委內(nèi)瑞拉通信衛(wèi)星全面應(yīng)用并驗證了東方紅四號衛(wèi)星平臺及有效載荷技術(shù)，標(biāo)志著我國通信衛(wèi)星平臺能力得到了跨越式的提升。這顆衛(wèi)星發(fā)射質(zhì)量5050千克，輸出功率約8千瓦，設(shè)計壽命15年，有效載荷包含12臺Ku、14路C和2路Ka頻段轉(zhuǎn)發(fā)器，總體性能達(dá)到了同時期國際同類通信衛(wèi)星的先進(jìn)水平。

東方紅四號衛(wèi)星平臺將通信衛(wèi)星設(shè)計壽命從“東方紅三號”的8年，提高到15年，功率從1700瓦一下子提高到1萬瓦，載荷承載能力從230千克提高到600千克。

2008年，委內(nèi)瑞拉一號通信衛(wèi)星成功發(fā)射并在之后實現(xiàn)了正常運營。

該星的成功研制，邁出了東方紅四號衛(wèi)星平臺技術(shù)突破的重要一步，證明了東四團(tuán)隊的技術(shù)實力與判斷力，也正式開啟了東方紅四號衛(wèi)星平臺踏上國際舞臺的新紀(jì)元。

攻堅克難破險阻

高科技的道路是一條永無止境的路，在這條道路上需要不斷突破自我，才能站穩(wěn)屬于自己的舞臺。這是一條鐵的定律，而東四團(tuán)隊也用鐵一般的意志在堅定執(zhí)行著。

2006年，東四團(tuán)隊簽下了中國的“鐵腕兄弟”巴基斯坦的一顆通信衛(wèi)星。這一次，用戶的需求較以往來得更加苛刻一些。用戶要求精確實現(xiàn)衛(wèi)星天線轉(zhuǎn)動，其要求角度轉(zhuǎn)動的精度之高，是東四團(tuán)隊從未遇到過的。

東四團(tuán)隊作為衛(wèi)星總體單位，連夜召集西安分院天線方面的負(fù)責(zé)人和專家，對該問題進(jìn)行剖析并尋求解決方案。不知道經(jīng)過多少個攻堅克難的晝夜，東四團(tuán)隊通過對大量國外文獻(xiàn)的調(diào)研，并結(jié)合西安分院相關(guān)的預(yù)研成果，終于在天線交付期限到來之前，利用主反射面微動可調(diào)技術(shù)，滿足了天線轉(zhuǎn)動角度高精度的要求。

當(dāng)東方紅四號衛(wèi)星平臺的品牌在國際市場上打響后，東四團(tuán)隊終于踏上了歐洲的土地。歐洲擁有傳統(tǒng)的航天強(qiáng)國，一直不乏頂級衛(wèi)星制造商。這一次，東四團(tuán)隊?wèi){借強(qiáng)勁的實力以及眾國的口碑，在與世界頂級衛(wèi)星制造商的競爭中獲得了白俄羅斯人的青睞。

白俄羅斯一號通信衛(wèi)星運營范圍是白俄羅斯本土，可是由于白俄羅斯周邊國家都有各自的衛(wèi)星，并且對衛(wèi)星頻率和覆蓋區(qū)域限制多，衛(wèi)星天線的覆蓋區(qū)域一直都是一大難題。如此精細(xì)的覆蓋區(qū)域要求，對東四平臺的區(qū)域波束天線是一大考驗。

▲ 2011年，長征三號乙運載火箭成功發(fā)射尼日利亞通信衛(wèi)星1R

又是一個史無前例的難題，不過這并沒有難倒屢經(jīng)考驗的東四團(tuán)隊。經(jīng)過長達(dá)數(shù)月的艱苦攻關(guān)，天線抑制區(qū)域與XPD指標(biāo)最終均滿足了用戶的要求。

好事多磨，在白俄羅斯一號通信衛(wèi)星即將進(jìn)入整星熱試驗階段時，進(jìn)口的太陽帆板驅(qū)動機(jī)構(gòu)功率滑環(huán)出現(xiàn)了問題。整星熱試驗在即，已經(jīng)沒有調(diào)整的余地了。東四團(tuán)隊立即派出周明瑋等控制專家趕赴歐洲了解情況、解決問題。但該團(tuán)隊從供應(yīng)商處得知，這類產(chǎn)品都是根據(jù)年初的需求進(jìn)行定制，并沒有多余的庫存可以臨時調(diào)用，而且該部件生產(chǎn)和更換周期所需周期長，恐怕無法滿足當(dāng)前的時間需求。

“沒有時間猶豫了！”東四團(tuán)隊連夜召集了控制專家開會討論，經(jīng)過對性能的分析以及數(shù)據(jù)的審查，會上當(dāng)機(jī)立斷就決定采用國產(chǎn)部件取而代之。

▲ 我國研制的白俄羅斯通信衛(wèi)星正在進(jìn)行整流罩合罩

▲ 2017年5月17日，印尼帕拉帕-N1通信衛(wèi)星項目合同簽署

2016年年初，白俄羅斯一號通信衛(wèi)星冉冉升空，并成功在軌交付用戶。

這樣攻堅克難的故事在衛(wèi)星研制的過程中不勝枚舉。

玻利維亞一號通信衛(wèi)星出場評審持續(xù)24小時不間斷，設(shè)計師們傾力閉環(huán)300余項待辦事項；老撾一號通信衛(wèi)星首次實現(xiàn)星上綜合電子技術(shù)，開辟了綜合電子應(yīng)用的新道路；亞太九號通信衛(wèi)星載荷實現(xiàn)多路上行信號對一路或多路下行信號，其等效通道數(shù)量達(dá)到100路，技術(shù)水平達(dá)到國際領(lǐng)先水平；阿爾及利亞一號通信衛(wèi)星首次實現(xiàn)星上設(shè)備全國產(chǎn)化……

正是因為東四團(tuán)隊在衛(wèi)星研制的漫漫長路上不斷求索，才造就了東方紅四號衛(wèi)星平臺現(xiàn)今的國際地位。

東方紅四號衛(wèi)星平臺優(yōu)異的性能得到了國際用戶的廣泛認(rèn)可，自委星一號開始，我國打開了向世界出口衛(wèi)星的通道，衛(wèi)星技術(shù)不再為歐美壟斷。目前，中國航天已相繼參與了數(shù)十個國際商業(yè)通信衛(wèi)星招投標(biāo)項目的競爭，先后為尼日利亞、委內(nèi)瑞拉、巴基斯坦、玻利維亞、白俄羅斯等國家研制了國際商業(yè)通信衛(wèi)星，還簽訂了老撾、尼加拉瓜、剛果、亞太142E等10余個通信衛(wèi)星研制商業(yè)合同。采用東方紅四號衛(wèi)星平臺研制的在軌運行的民/商用通信衛(wèi)星，覆蓋亞洲、非洲中西部及南部、南美洲，覆蓋全球約80%的陸地面積和90%以上的人口。