“下一代铱星”系统首批10颗卫星成功发射

“下一代铱星”系统首批10颗卫星成功发射

The First 10 Satellites of Iridium NEXT Launched Successfully

刘悦 （北京空间科技信息研究所）

北京时间2017年1月15日，美国在范登堡空军基地利用太空探索技术公司（SpaceX）的猎鹰-9（Falcon-9）火箭发射10颗“下一代铱星”（lridium NEXT）取得圆满成功。此次发射进行的火箭一子级海上回收试验也取得成功。此次发射是猎鹰-9火箭2016年9月1日故障后的首次发射。

1 首发一波三折

“铱星计划”是美国摩托罗拉公司于1987年提出的全球移动通信系统星座计划，“铱”（Iridium）卫星系统自1998年完成部署以来，虽然卫星的设计寿命只有5～8年，但实际在轨寿命已经接近20年了。2007年，铱星公司决定启动下一代星座研制，并于2010年正式授出卫星研制合同，欧洲的泰雷兹-阿莱尼亚航天公司（TAS）作为卫星的主承包商，美国轨道-ATK公司负责卫星的地面支持设备（GSE）、有效载荷集成、测试和运抵发射场。卫星的发射主要由猎鹰-9火箭完成，俄罗斯的“第聂伯”（Dnepr）火箭负责填隙。

“下一代铱星”系统原计划首发两颗星于2015年发射，因为克里米亚问题暂时搁置，于是将首批星的发射任务转由太空探索技术公司完成，延期至2016年7月发射。在此之后，又出现载荷软件方面的原因拖延至10月。谁也没有料到的是，9月，太空探索技术公司的猎鹰-9运载火箭在进行阿莫斯-6卫星发射准备时，试验出现异常，火箭发生爆炸，星箭俱毁，直接影响了卫星产业界对猎鹰-9火箭的信心。国际移动卫星公司（INMARSAT）和卫讯公司（VIASAT）都从太空探索技术公司转向欧洲的阿里安空间公司（Arianespace），而铱星公司（IRIDIUM）则公开表示：“从未想过放弃使用猎鹰-9火箭发射。”

铱星公司的“信心”来自为下一代卫星星座的发射采取了特殊的“保险策略”。铱星公司与太空探索技术公司签署了“免费”重发合同，即使1批卫星发射失败，太空探索技术公司会免费为“铱”星补发新卫星。由于铱星公司与泰雷兹-阿莱尼亚航天公司签署的是81颗卫星研制合同，工作星只有66颗。铱星公司有足够的备份星应对可能发生的任何失败。

2 能力大幅升级

“下一代铱星”系统是由81颗卫星构成的低轨移动通信卫星星座，包括66颗工作星，6颗在轨备份星和9颗地面备份星。卫星采用泰雷兹-阿莱尼亚航天公司新一代中低轨卫星公用平台ELiTeBus-1000，卫星轨道高度780km，采用三轴稳定方式，收拢尺寸3.1m×2.4m×1.5m，太阳电池翼翼展9.4m，发射质量860kg，发电功率2200W，设计寿命12.5年，任务寿命可达15年。

“下一代铱星”星座系统指标

在有效载荷方面，第二代“铱”卫星与第一代“铱”卫星基本相同，但是性能有所提升。星上携带再生型处理转发器，配备一副L频段相控阵天线，可产生48个口径为4700km的点波束，采用时分双工（TDD）体制。Ka频段用于星地馈电链路，上行30GHz、下行20GHz。此外，第二代卫星同样具备Ka频段星间链路，采用23GHz频段，2副可控、2副固定天线，同样采用时分双工体制。测控链路为Ka频段，通过全向天线来实现。

3 开创新的搭载商业模式

有效载荷搭载是“下一代铱星”星座首创的商业模式，作为有效载荷搭载联盟的重要成员，铱星公司利用星座的全球无缝覆盖及星间链路的传输能力，策划了几十个有效载荷搭载方案。目前已经确定搭载安瑞恩公司（Aireon）的广播式自动相关监视（ADS-B）载荷，提供航空交通管制服务。“下一代铱星”搭载载荷空间较大，可支持质量最高54kg的有效载荷、安装空间为40cm×70cm×30cm，提供平均90W、峰值200W的功率，数据速率最高可达1Mbit/s。

基于“下一代铱星”的ADS-B系统可以为地面ADS-B基站覆盖不到的区域飞行的飞机提供信息回传服务，确保飞机“永不失联”。安瑞恩公司未来将利用72颗“铱”卫星搭载的ADS-B有效载荷，做飞行安全领域的“大数据”提供商，有利于规划航线、减少飞机碰撞几率、节省燃油，减少延迟，提高飞行安全等。