揭秘實踐十三號衛(wèi)星：讓你的手機總在服務(wù)區(qū)

如果僅僅因為一顆衛(wèi)星樸實的名字而忽略它，那可能要留下誤將璞玉認作普通石頭的遺憾了。實踐十三號就是這樣一顆衛(wèi)星。

4月12日晚，實踐十三號從中國西昌飛向太空。盡管它的大名讀起來不是那么上口，也不像“嫦娥”“天宮”“悟空”等航天器那般形象，但這并不妨礙它成為21世紀互聯(lián)網(wǎng)高度發(fā)達社會里一顆接地氣的衛(wèi)星——

實踐十三號是通信衛(wèi)星，一顆迄今為止中國最先進的通信衛(wèi)星。在這個“低頭族”滿街橫行、馬斯洛層次需求理論被新興人類用Wi-Fi“篡改”的現(xiàn)代社會，這顆有望改變中國人“國內(nèi)航班機艙內(nèi)通信上網(wǎng)不便、高鐵列車上搖手機找信號”通信窘境的衛(wèi)星，比起其他航天器似乎更能抓住普通民眾的眼球。

這天晚上，人們看到這樣的開場：實踐十三號乘坐長征三號乙火箭直刺蒼穹，安抵距離地球3.6萬公里的軌道高度，打開太陽帆板，“甩開膀子”，開機干活兒。接下來的情節(jié)要交給地上的科學(xué)家來續(xù)寫，待實踐十三號一系列的狀態(tài)調(diào)整、技術(shù)試驗成熟之后，國人的上網(wǎng)體驗也有望進入新的“實踐”階段。

“兜底”專業(yè)戶

說起人造衛(wèi)星，人們最為熟悉的莫過于“通、導(dǎo)、遙”，即通信、導(dǎo)航、遙感三類，這也是人造衛(wèi)星應(yīng)用最主要的3個方向。這其中，通信衛(wèi)星似乎是最不需要過多解釋的。

事實上，1970年4月24日，我國發(fā)射的第一顆人造地球衛(wèi)星、開創(chuàng)了我國航天史新紀元的東方紅一號，就屬于通信廣播衛(wèi)星的范疇。按照國防科工局系統(tǒng)工程一司副司長趙堅的說法，我國通信衛(wèi)星的研制也是從那時起拉開帷幕，迄今已發(fā)展四代通信衛(wèi)星，在軌民用通信衛(wèi)星16顆，基本形成了全球化的衛(wèi)星通信服務(wù)能力。

趙堅說，通信衛(wèi)星堪稱當(dāng)前信息社會的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。一些傳統(tǒng)通信手段抵達不了的地方，往往使用依賴通信廣播衛(wèi)星的衛(wèi)星電話。

然而，高科技似乎還有些高冷，尚未飛到每個尋常百姓家。實踐十三號衛(wèi)星工程總師劉方說，我國幅員遼闊、地形復(fù)雜，在山區(qū)、沙漠、草原、海洋等地方，信息傳遞仍然存在盲區(qū)，同時，受我國東西部經(jīng)濟發(fā)展不均衡以及地理條件的限制，部分地區(qū)的寬帶接入設(shè)施遠遠落后于其他地區(qū)——如何消除“網(wǎng)絡(luò)鴻溝”已經(jīng)是我國在信息化時代亟待解決的重要問題之一。

換句話說，目前在天上的通信衛(wèi)星雖然不少，但也不能覆蓋整個中國。實踐十三號則當(dāng)起了這個“兜底”專業(yè)戶。

實踐十三號衛(wèi)星系統(tǒng)總指揮周志成表達得更為明確：我國地面無線網(wǎng)絡(luò)信號覆蓋不到或光纜寬帶接入不了的地方，都可以通過實踐十三號衛(wèi)星方便地接入網(wǎng)絡(luò)。

真正意義的寬帶應(yīng)用

之所以能有這么大的能耐，在于實踐十三號是我國第一顆高通量的通信衛(wèi)星。

用趙堅的話說，高通量就是提供比常規(guī)通信衛(wèi)星高出數(shù)倍甚至數(shù)十倍的容量，傳統(tǒng)通信衛(wèi)星容量不到10Gbps（吉比特每秒，一種交換帶寬單位——記者注），而高容量可達幾十Gbps，甚至是上百Gbps。

趙堅說，實踐十三號搭載了一種名為“Ka頻段”的通信載荷，這在我國通信衛(wèi)星史上也是首次。這顆衛(wèi)星的通信總?cè)萘恳惨虼诉_到20G，超過了之前我國研制的所有通信衛(wèi)星容量的總和，成為我國迄今容量最大的寬帶衛(wèi)星。

這在趙堅看來具有“里程碑式”的意義：實踐十三號的發(fā)射，是我國衛(wèi)星通信進入高通量時代的標志，也將對我國衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到極大的促進作用——

以普通用戶為例，通過終端的下載和回傳速率，最高分別可以達到150Mbps和12Mbps，真正意義上實現(xiàn)了衛(wèi)星通信的寬帶應(yīng)用，填補了我國在該領(lǐng)域的技術(shù)空白。

因為“Ka頻段”通信載荷所扮演角色的重要性，科學(xué)家還把實踐十三號稱作我國第一顆Ka寬帶通信衛(wèi)星。

實踐十三號衛(wèi)星運控和試驗應(yīng)用系統(tǒng)總師兼總指揮唐左向就告訴記者，盡管我國通信衛(wèi)星的研制與應(yīng)用取得了較大的成就，但與強國相比，在衛(wèi)星技術(shù)水平、產(chǎn)業(yè)規(guī)模等方面還有較大差距。這其中頻段通信載荷的落后就是重要一環(huán)，比如，國內(nèi)民商通信衛(wèi)星多為傳統(tǒng)的C、Ku頻段轉(zhuǎn)發(fā)器，容量有限。

相應(yīng)地，Ka寬帶衛(wèi)星擁有更多的頻段資源，是傳統(tǒng)通信衛(wèi)星的數(shù)十倍。唐左向說，隨著互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的日益普及、衛(wèi)星通信帶寬需求不斷擴大，以及傳統(tǒng)C、Ku頻段軌位和頻率資源的日趨稀缺，衛(wèi)星通信向Ka頻段寬帶方向發(fā)展就成為一個必然的趨勢。

唐左向告訴記者，在完成一系列在軌試驗后，實踐十三號衛(wèi)星將更名為中星16號衛(wèi)星，繼續(xù)開展Ka頻段寬帶通信系統(tǒng)的應(yīng)用推廣。屆時，實踐十三號將大有可為。

劉方舉了個例子，我國有超過6000萬人參與徒步、登山、越野、騎行、自駕游等戶外項目，但因為戶外地區(qū)通信信號差甚至完全沒有信號，每月有近千起迷路或失聯(lián)事件發(fā)生。更重要的是，當(dāng)發(fā)生地震、水災(zāi)、海嘯等緊急突發(fā)事件時，如果失聯(lián)，后果不堪設(shè)想。

他告訴記者，實踐十三號衛(wèi)星的終端小，容易裝備、攜帶和使用，一旦配備就可與衛(wèi)星建立語音、數(shù)據(jù)和視頻的傳輸。劉方表示，盡管不能斬釘截鐵地說，有了這個衛(wèi)星終端就一定能把災(zāi)區(qū)的損失降至多小，但再遇到失聯(lián)問題，人們不會再問：有沒有一種技術(shù)可以把我的求救信號發(fā)出去？

空中上網(wǎng)的福音

在一些好萊塢大片里，神器加身的主人公在飛機上打電話、上網(wǎng)似乎是家常便飯，但這些劇情在現(xiàn)實中卻有些遙遠。據(jù)統(tǒng)計，我國平均每天的飛機乘客超過120萬人，平均每天的鐵路客運量達到760萬人，但乘客的上網(wǎng)體驗卻不令人滿意。

在劉方看來，這些歸根結(jié)底是“動中通”技術(shù)瓶頸所致。“動中通”是指車輛、輪船、飛機等移動載體在運動過程中的衛(wèi)星通信保障。但由于地面移動網(wǎng)絡(luò)無法實現(xiàn)全面覆蓋，或即使能覆蓋、但跨越不同區(qū)域?qū)е虑袚Q過于頻繁，難以為高速交通工具提供服務(wù)。

值得期待的是，實踐十三號衛(wèi)星可以實現(xiàn)無縫“動中通”。劉方說，實踐十三號衛(wèi)星采用天地一體化設(shè)計理念，其中一項重要業(yè)務(wù)就是提供高速“動中通”，通過多波束無縫切換配合機載、車載或船載終端的自動跟蹤捕獲功能，“這些可以為航空、航運、鐵路等各類交通工具上的乘客聯(lián)通世界，徹底改善上網(wǎng)體驗。”

事實上，實踐十三號衛(wèi)星發(fā)射升空并經(jīng)過一段時間的試驗之后，有關(guān)“動中通”的技術(shù)問題就可以宣告突破，用趙堅的話說，“已經(jīng)具備基本的技術(shù)能力”。不過，要真正實現(xiàn)在飛機、高鐵上的應(yīng)用，還需要技術(shù)之外的工作跟上，比如應(yīng)用服務(wù)、使用場景以及安全管控等工作。

趙堅向記者披露了一份“時間表”：預(yù)計在未來3年內(nèi)，有關(guān)技術(shù)應(yīng)用將部署在國內(nèi)2400架民航客機上，普通民眾就有望在飛機上享受到這顆通信衛(wèi)星提供的服務(wù)，這其中就有可能包括在飛機上上網(wǎng)。

未來5到10年似乎更值得期待。趙堅透露，根據(jù)我國民用空間基礎(chǔ)設(shè)施中長期發(fā)展規(guī)劃安排，截至“十四五”，我國將新增建設(shè)22顆通信廣播衛(wèi)星，其中全新研制的通信衛(wèi)星有5顆，包括L移動多媒體廣播衛(wèi)星、大容量寬帶通信衛(wèi)星、超大容量寬帶通信衛(wèi)星、高承載比寬帶通信衛(wèi)星、全球移動通信星座科研星等。

屆時，我國最先進通信衛(wèi)星的容量將超過100G。而如今的實踐十三號，其容量只有20G。