通信卫星的卫星平台与有效载荷

卫星凝聚着人类的骄傲，它是飞天的勇士。虽然卫星平台只是卫星的一部分，但是它主宰着精彩的太空飞行。它撑起卫星的豪华体魄，流淌着最先进科技的血液，隐藏着未来科技的基因。

高科技游戏

卫星造型迥异、外观不一、千变万化，但大体上有着基本的构造，主要由公用系统的卫星平台和专用系统的有效载荷两大部分组成。卫星平台主要负责太空飞行，而有效载荷则负责执行任务。

为了适应各种卫星，满足不断变化的科技需求和执行多种任务，卫星专家将卫星的一部分设计成一种能够灵活安装各种有效载荷的卫星平台。这样的设计方法可以缩短卫星的研制周期，节省研制经费，提高卫星可靠性，保障卫星安全飞行和有效工作。

卫星平台是公用系统，它仿佛是一辆汽车的半成品，包括车架、底盘和发动机。如果安装载客车身，它就变成公交车；如果安装了车斗，它就变成物料运输车；如果安装了消防设备，它就变成消防车……如果没有一个可靠的卫星平台，卫星就不安全，因而卫星平台是非常重要的。

卫星平台主要由结构系统、动力系统、电力系统、通信系统、导航系统、姿态与轨道控制系统、温度控制系统，以及遥测、测距和指令系统等组成。结构系统是卫星的骨架和星体，可采用球体、扁平体、四面体、六面体、多面体等，以便在内部安装各种系统、设备和仪器。骨架材料一般采用铝合金、碳纤维等。动力系统包括发动机、姿态发动机、游动发动机、燃料箱等，为卫星飞行、保持速度和控制姿态提供动力。电力系统包括太阳能帆板和电池等，为整个卫星提供电力。太阳能帆板一般采用砷化镓太阳能帆板。电池一般采用离子电池。通信系统包括天线、馈源、转发器等，负责卫星与地面的通信。通信系统的频率一般采用C频段、Ku频段和Ka频段。温度控制系统安装了空调设备，随时调节温度，保证卫星各个系统和设备的工作温度。遥测、测距和指令系统，包括激光测距仪、高度仪等，用以保证遥测、测距和指令畅通，保证卫星与地面飞控中心畅通信息。姿态与轨道控制系统由三轴稳定系统、地球传感器、太阳传感器、导航系统等组成。三轴稳定系统由反应轮、扭矩杆和反应发动机组成。姿态与轨道控制系统能够确保卫星飞行在正确轨道上，天线精准指向地球，太阳能帆板面向太阳。

日本﹃纽带﹄通信卫星的结构

卫星平台是卫星的重要组成部分，需采用最安全、最可靠的科技和最新科技。卫星平台初始的研制费用非常昂贵，一旦定型就可以广泛运用，费用也就会大幅减少。卫星平台的价值也非常昂贵，少则几亿美元，多则几十亿美元。至2019年年底，各国卫星公司共研制了大约155种卫星平台，都在努力抢夺国际卫星市场。而创新，已成为卫星平台竞争的撒手锏。

无心插柳的大创新

2001年7月12日，欧洲太空局的“阿蒂米斯号”中继卫星发射升空。原计划是飞控人员指令“阿蒂米斯号”卫星的远地点发动机8次点火，转移到千米的圆形轨道上，再上升到千米的静止轨道。由于火箭上面级故障，卫星停留在近地点590千米，远地点千米的低转移轨道上。这儿距离千米的静止轨道，实在是差远了。

这颗通信卫星装有一种电力推进器——离子推进器，用于保持升轨定点、位置保持、姿态调整等。电力推进器的特点是体积很小、效率很高和技术不难，但推力却很小。

美国﹃陆地-8号﹄卫星平台与有效载荷

“谷科”地球重力卫星的内部结构

美国劳拉太空系统公司的“LS-1300”卫星平台

波音公司的“BSS-702”卫星平台

卫星专家组装“秃鹰”预警卫星的卫星平台

卫星的动力系统——离子推进器

怎么办？飞控人员只有一个选择：让卫星上的电力推进器临危授命，临时充当火箭发动机的角色。“阿蒂米斯号”的离子推进器立即启动，历时18个月，终于到达地球静止轨道。这次能顺利完成任务，电力推进器可谓劳苦功高。

2010年8月14日，美 国 空军的“先进极高频-1”军用通信卫星发射升空，进入近地点221千米、远地点千米的同步转移轨道。卫星正准备进入静止轨道，可是液体火箭发动机发生故障，开始太空流浪。这颗价值5亿多美元的卫星面临报废的危险，除非想办法将卫星送入静止轨道。为了拯救卫星，微推力发动机启动，12个姿态控制发动机也一起帮忙，将近地点高度提高了4700千米。在这个高度上，卫星的太阳能帆板打开，电力推进器激活。电力推进器耗时9个月，终于将卫星送入千米的静止轨道。最终，电力推进器挽救了卫星。

文章来源：《科技与生活》 网址: http://www.kjyshzz.cn/qikandaodu/2021/0226/712.html

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