波音公布一款通用版小型GEO卫星,设计使用寿命可达12年

来源: 腾讯网

一贯通吃航空航天两大业务的波音公司,如同恐鳄再世,大鱼小鱼统统吃——不仅长期占据着全球最先进地球静止轨道卫星的主导地位,如今又杀入小型地球静止轨道卫星市场,最近公布一款小型GEO卫星,锐气逼人。


波音公布一款通用版小型GEO卫星,设计使用寿命可达12年


卫星制造新蓝海:小型GEO市场


一提到地球静止轨道卫星,通常都是那些超大、超重的昂贵卫星,动辄就是五六吨重的大型人造卫星。但最近几年,随着巨型卫星星座的开发需求(如OneWeb、Starlink),以及新兴市场倾向小型轻量化卫星,吸引一些新派卫星制造商跻身新蓝海——研制小型号GEO卫星。


这些重量从几百公斤到2吨左右的地球静止轨道/同步轨道卫星,功能俱全,设计寿命基本可达10——15年,造价较比传统大型GEO卫星明显具有竞争优势。


现已跻身这片新蓝海的卫星制造商主要包括:人族轨道公司(Terran Orbital)、阿斯特拉妮斯(Astranis)、马克塞斯技术公司(Maxar Technologies)、土星卫星网络公司(Saturn Satellite Networks),在过去12个月内全都获得了订单,正在制造这类卫星。


波音公布一款通用版小型GEO卫星,设计使用寿命可达12年


波音成熟打样:SES下一代高通量星座


作为航天产业巨无霸,波音当然不会有眼无珠,看不到这块新鲜蛋糕。实际上过去两年间,波音一直埋头开发欧洲卫星公司SES旗下的O3b mPower卫星星座。SES自称为「全球下一代最强大、最灵活的通讯卫星系统」,具有高通量、低延迟、智能化等特点。


波音公布一款通用版小型GEO卫星,设计使用寿命可达12年


波音负责研制该星座当中的7颗中圆地球轨道卫星,尽管不属于小型地球静止轨道卫星,但技术标准和功能特点类似,这些高通量卫星的主要特点包括:


净重不到2吨(1.8吨),在不加注推进剂状态下。比传统大型GEO卫星重量减少一半以上。


搭载可再编程、软件升级的卫星设备,这比之前技术设备要小得多。


优化和小型化卫星推进系统和热管理系统,部分组件采用3D打印制造。


简化设计,减少组件。以往需要大约4500个组件和将近1300根射频电缆,现在只需348个组件和64根电缆。


采用相控阵天线,可以数字化形成5000个光波束,根据需要随时调整卫星功率、位置、灵敏度。


设计使用寿命可达12年,跟大型GEO卫星只差3年左右。


综合性能表现更加出色,特别是上传数据与下载数据同样高效稳定,较比其它同类卫星只擅长下载数据表现更全面。


这些卫星采用波音702X系列卫星平台制造,这一平台由波音小型GEO和702中小型平台组成,并且引入波音最先进的数字化有效载荷技术,让卫星变得更小型、更聪明、更灵活。


波音公布一款通用版小型GEO卫星,设计使用寿命可达12年


由波音制造的这7颗SES中圆轨道卫星,刚刚被披露发射时间和发射商。


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SpaceX一举赢得这笔发射服务合同,2021年分为两次部署7颗中圆轨道卫星。在此之前,SpaceX曾为SES成功部署过5颗GEO卫星。


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波音杀手锏:小型GEO卫星


正是基于这一成熟打样,波音才会更有底气决心杀入小型GEO卫星市场,于是最新推出一款通用版小型GEO卫星,俨然成为波音的杀手锏,锐气逼人。


采用模块化设计反射器,这样可以根据客户不同需求,灵活添加每颗卫星发射器组件。


设计使用寿命提升至15年,O3b mPower中圆轨道卫星多出3年,与大型GEO卫星相同。


每颗卫星重1.9吨,比O3b mPower中圆轨道卫星1.8吨多出100公斤。


当然,O3b mPower中圆轨道卫星拥有的7个特点,波音小型GEO卫星也都具备。


波音公布一款通用版小型GEO卫星,设计使用寿命可达12年


中地球轨道、地球静止轨道、地球同步轨道啥区别?


下面再科普下什么是中地球轨道、地球静止轨道?地球静止轨道与地球同步轨道有啥区别?


所谓中地球轨道,也叫中圆轨道(Medium Earth Orbit,简称MEO),是位于低地球轨道(300——2000公里)和地球静止轨道(36000公里)之间的人造卫星运行轨道。


运行在中圆轨道的卫星大都属于导航卫星,比如GPS中圆轨道卫星位于20200公里,北斗系统的中圆轨道卫星位于21500公里,格洛纳斯系统的中圆轨道卫星位于19100公里,伽利略系统的中圆轨道卫星位于23222公里。


波音公布一款通用版小型GEO卫星,设计使用寿命可达12年


所谓地球静止轨道,英语Geostationary Earth Orbit,一般缩写成GEO ,卫星运行在地球赤道面上方大约3.6万公里(35786公里)的圆形轨道空间。


地球静止轨道卫星是一种固定在地球上空某个位置的卫星,这种卫星的好处就是卫星地面站的天线只要对准卫星的定点位置就可以通讯了,而不用实时转动天线,通信效果、效率自然更好。因此成为电话、电视、广播、互联网、军事等青睐有加的通信卫星。


地球静止轨道卫星与地球同步轨道卫星一样吗?


地球同步轨道卫星分为三类:地球静止轨道卫星、倾斜轨道同步卫星、极地轨道同步卫星。


地球静止轨道卫星GEO只是地球同步轨道卫星GSO一个特例。


两者区别主要有三点


波音公布一款通用版小型GEO卫星,设计使用寿命可达12年


轨道倾角有区别:


地球同步轨道不一定在赤道面上方,即地球同步轨道平面与赤道平面夹角不一定为0;而地球静止轨道的轨道倾角(轨道平面与赤道平面的夹角)为0,因此地球静止轨道卫星也叫地球赤道同步轨道卫星。


波音公布一款通用版小型GEO卫星,设计使用寿命可达12年


地球观察者看来不同:


地球同步轨道卫星每天都会在同一时间通过地球上的同一个点,所以卫星是移动的;而地球静止轨道卫星每天任何时刻都处于相同地方的上空,地面观察者看到卫星始终位于某一位置,保持静止不动。


波音公布一款通用版小型GEO卫星,设计使用寿命可达12年


星下点轨迹不同:


也就是人造地球卫星在地面的投影点不同,地球同步卫星的星下点轨迹是一条8字形的封闭曲线,因卫星运动、地球自转使得星下点在地球的投影是移动的;而地球静止轨道卫星的星下点轨迹则是一个点。


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对于地球同步轨道卫星,1961年NASA开始启动Syncom计划,1963年部署全球第一颗地球同步轨道卫星Syncom-2。


对于地球静止轨道卫星,早在1945年,科幻大神亚瑟·克拉克就曾设想过;1964年美国部署了第一颗地球静止轨道卫星Syncom-3(一直用到2012年底),从此以后卫星电视普遍采用这种卫星。


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来自UCS卫星数据库显示(截至2019年3月31日):在轨运行人造卫星总计2062颗,其中GEO地球静止轨道卫星554颗,LEO低地球轨道卫星1338颗(300——2000公里),MEO中地球轨道125颗(2000——36000公里)。按照国别来分:美国901颗,中国299颗,俄罗斯153颗,其它国家及地区709颗。


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