“快、智、廉”助鸿雁星座腾飞
作者：郭倩
来源：《中国航天报》20180404期
这些天，鸿雁星座将在今年全面启动建设的新闻在不少人的微信朋友圈里“刷屏”。这个全球低轨卫星星座通信系统，将在世界范围内实现无缝隙全覆盖，为全球用户提供无所不在的窄带语音和宽带互联网服务。也就是说，无论偏远山林、荒漠还是海上，地球上任何地点的任何人或者任何物体，都可以在任何时间实现信息互联。
在鸿雁星座建设中，中国航天科技集团有限公司五院西安分院承担了卫星有效载荷的研制工作以及天地系统的论证工作。近日，记者从五院西安分院了解到，鸿雁星座首发星项目已于2018年年初完成星地一体化系统和关键单机初步设计，进入关键单机详细设计阶段。
多条腿并进应对快节奏
鸿雁星座初步计划由54颗主星、300余颗从星(低轨小卫星)及全球数据业务处理中心组成，主体预计在2023年建成。短短几年要完成300余颗卫星组网，对卫星研制而言，这种快节奏的挑战是空前的，但也是全方位提升能力的机遇。
“这就要求卫星有效载荷的研制与生产，要突破传统的方式，做到快、智、廉,即快速、智能、低成本，同时还要长寿命运行。”西安分院有效载荷总体部卫星通信载荷总体室主任周颖说。
因此，卫星有效载荷系统及单机的设计，要面向制造、面向批量化生产、面向成本进行，同时有效载荷的设计、工艺、制造也要打破单向线性的流程，做到多条腿并进，一起走路。
西安分院从2017年11月份开始进行集中系统设计、单机设计其中工艺人员和物资经理进行集同设计，确保载荷系统设计和单机设计满足相关需求。
要做到“快、智、廉”，一条重要且可行的思路就是将单机进行模块化、高集成设计。按照传统的设计理念，鸿雁星座的一颗卫星通信舱就需要200多个单机，但通过优化与整合星上设备，卫星的有效载荷通信舱内仅需要9台集成组件构成，目前先期进行攻关的4台组件均已完成相应工作。
在集成化的设计理念下，9台集成组件在通信舱相互连接后，外加相应的天线，卫星的有效载荷就可以投入工作，同时为提高批量投产的效率，后期卫星将在整星组装后进行统一试验。按照这样流水线式的研制方式，西安分院有望在周的时间内生产出一颗低轨卫星的有效载荷系统。
快节奏组网的需求下，高质量生产不可或缺。西安分院在组件的设计上打破原有的单位分割，联合不同专业的技术人员集中工作，集思广益，严格评审。
智能化生产线提升效率
低轨通信卫星单星覆盖的范围较小，按照设计，鸿雁星座的卫星仅需107分钟就可以绕地球一圈，每颗卫星提供服务的时间窗口较窄，这对星间服务的无缝衔接及其可靠性提出了更高的要求。
周颖表示：“不仅要保证每台组件产品的质量，而且需要单机产品满足批产和降低成本的需要,因此，大规模数字化、自动化的卫星集成生产线呼之欲出。”
据西安分院领域指挥杨帆介绍，目前,西安分院正在着力推进自动化、智能化的卫星星座生产线建设。鸿雁星座的卫星将类似汽车一样实现流水线上的自动化生产，彻底告别几个人围着卫星团团转的手动安装模式，提升了卫星有效载荷生产的效率和经济性。
西安分院院长李军表示，鸿雁星座卫星有效载荷的研制工作以及天地系统的论证工作将有力推进西安分院科研生产转型升级，全面提升科研生产实力。
当今世界范围内，宇航发展的目光也不断投向大规模低轨通信卫星的组网。
截至2017年6月，全球互联网普及率为51.7%，这意味着全球仍有一半的人口未实现互联网连接，也意味着天基互联网是一块诱人的大蛋糕。目前，美国太空探索技术公司、One Web公司，加拿大电信卫星公司都提出了组建卫星星座提供通信服务的计划。
逐浪于市场，低轨通信卫星组网对火箭的发射能力、卫星的运维能力等都提出了更为现实的需要。
对五院西安分院而言，创新设计理念、更新研制模式、提升硬件水平等等一切正在有条不素地开展，“鸿雁”羽翼渐丰的过程也是西安分院自身不断革新进步的过程。
本文转载自《中国航天报》，作者：郭倩
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