在高鐵上用不到一分鐘的時間下好一部1G的電影；在飛機上流暢地使用網絡；在人煙罕至的沙漠中用視頻聊天……這些完美的通信場景將在這顆衛(wèi)星發(fā)射后得到實現。

4月12日19時04分，中國首顆高通量通信衛(wèi)星實踐十三號在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射，這意味著中國正式開啟衛(wèi)星高通量時代。

首先我們需要了解什么是高通量衛(wèi)星。根據中國空間探測首席傳播專家謝博在《科普中國》的解釋，高通量衛(wèi)星就是在使用相同頻率資源的條件下通信容量比常規(guī)通信衛(wèi)星高數倍甚至數十倍的通信衛(wèi)星。

其次，這顆衛(wèi)星發(fā)射成功后又會給我們的日常生活帶來怎樣的改變？

可傳輸數量更多的4K超高清節(jié)目

國防科工局系統(tǒng)工程司副司長趙堅介紹，實踐十三號是我國首顆高通量通信衛(wèi)星，其高通量性體現在首次搭載了Ka頻段通信載荷，衛(wèi)星通信總容量達20Gbps（一般寬帶傳輸速率，1Gbps相當于1024Mbps），超過了之前我國研制的所有通信衛(wèi)星容量的總和。

實際上，高通量衛(wèi)星，意味著其通信容量比以往衛(wèi)星有一至兩個數量級的躍升。這次實踐十三號衛(wèi)星的通信總容量達20Gbps。這是什么概念？按照常規(guī)原有的通信衛(wèi)星，其所采用的是窄帶傳輸技術，一般通信容量不到10 Gbps，容量有限。據中國航天科技集團介紹，如果說過去通信衛(wèi)星能傳送幾十臺標清電視節(jié)目，而有了實踐十三號衛(wèi)星后，則能同時傳送數量更多的4K超高清節(jié)目。

謝博介紹，由于實踐十三號衛(wèi)星采用了Ka頻段通信，所以它不僅容量大，可傳送高清視頻，而且能使其衛(wèi)星用戶終端做得較小，從而便于裝備、攜帶和使用，無需單獨建網，性價比高。

更重要的一點是，該衛(wèi)星設計有26個用戶點波束，總體覆蓋中國除西北、東北以外的大部分陸地和近海近200公里的海域，地面無線網絡信號覆蓋不到或無法接入光纜寬帶的地方。

公開資料顯示，中國目前有超過6000萬人參與徒步、騎行、自駕游等戶外項目，但因為有些戶外地區(qū)通信信號差甚至沒有，所以時有迷路或失聯事件發(fā)生。特別是發(fā)生氣象災害和地質災害的時候，一旦地面固定或移動通信業(yè)務發(fā)生損毀或癱瘓，就可能因為不能及時、快速、準確地傳遞災情信息，而導致損失嚴重。

據實踐十三號衛(wèi)星工程總師劉方介紹，如果游客或受災民眾配備了實踐十三號衛(wèi)星的用戶終端后，可以隨時與衛(wèi)星建立語音、數據和視頻的傳輸，把途中或災區(qū)的情況第一時間傳遞出去，為展開救援提供通信保障，將損失降至最小。

上千架飛機同時上網

除了首次搭載了Ka頻段通信載荷，衛(wèi)星通信總容量達20Gbps外，實踐十三號還首次開展了高軌衛(wèi)星與地面的雙向激光通信技術試驗，速率最高達到2.4Gbps。

據西安分院負責實踐十三號衛(wèi)星有效載荷研制的衛(wèi)星副總設計師周穎介紹，“高通量通信衛(wèi)星可以作為一個信號中轉站，通過無線電信號轉發(fā)使飛機上乘客的手機、電腦等與地面關口站連接。而關口站通過光纜與互聯網相連，可以向用戶發(fā)送上網信號。”

由于飛機在快速移動過程中所處的空間特點，地面互聯網中轉站要么無法架設，要么無法足量建設，乘客通過地面方式上網并不可行。而實踐十三號就解決了這個問題。周穎稱，實踐十三號衛(wèi)星由空間段（衛(wèi)星）、地面段（關口站）和用戶段（終端）構成。同時，采用了天地一體化設計理念，其中一項重要業(yè)務就是提供高速“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，可以為航空、航運、鐵路等各類交通工具上的數以萬計乘客徹底改善上網體驗。

中國航空科技集團稱，實踐十三號衛(wèi)星的用戶終端可以快速地接入網絡，下載和回傳速率最高分別達到150Mbps和12Mbps。這意味著用戶可以在高鐵上用不到一分鐘的時間下載一部1GB（1GB=1024MB）的電影。

此外，據周穎介紹，一般而言，一架飛機所需的最大通信容量只有20Mbps，在全部飛機通信容量滿負荷的情況下，實踐十三號能滿足一千架左右的飛機同時上網。未來3年內，隨著 “機載衛(wèi)星直播廣播電視接收與服務系統(tǒng)”的研發(fā)成功，這顆衛(wèi)星可保證中國2000多架民航客機、3000多輛高速列車和數萬艘輪船，實現隨時隨地高速上網。

在軌壽命15年

實踐十三號衛(wèi)星創(chuàng)下的“首次”還不僅僅體現在應用領域。據實踐十三號衛(wèi)星系統(tǒng)總指揮周志成介紹，這也是首次在國內的高軌衛(wèi)星上使用電推進系統(tǒng)。實踐十三號衛(wèi)星設計壽命15年，過去一顆衛(wèi)星在15年的壽命周期里需要675公斤化學燃料，現在使用離子電推進系統(tǒng)后僅需90公斤。

據了解，實踐十三號衛(wèi)星使用的是氙離子推力器，這意味著，衛(wèi)星的電推進比沖是常規(guī)化學推進的10倍以上；可以使衛(wèi)星載荷更多，減輕自重。理論上可將衛(wèi)星攜帶的推進劑減少90%。

同時，這也是國內高軌長壽通信衛(wèi)星首次實現百分之百工程化應用國產化產品，改變了相關產品長期依賴進口的局面。

另外有趣的一點是，在過去高軌衛(wèi)星發(fā)射任務中，為了考慮衛(wèi)星的安全余量，發(fā)射窗口通常選在凌晨。但實踐十三號衛(wèi)星則首次將發(fā)射窗口提前至傍晚19點，開創(chuàng)了高軌衛(wèi)星可在兩個窗口選擇發(fā)射的先例。

未來，按照計劃，在2025年前，中國還將新增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衛(wèi)星等。多顆衛(wèi)星在軌后，將推動中國電信服務網絡向全球服務的轉型升級。