俄羅斯布拉戈維斯特軍事通信衛(wèi)星系統(tǒng)技術(shù)介紹

俄羅斯質(zhì)子火箭的雷聲周三晚上回到拜科努爾航天發(fā)射場，這是七個月來的第一次，當(dāng)時俄羅斯太空計劃的前主力在一次軍事任務(wù)中翱翔在哈薩克斯坦發(fā)射場的黎明前天空。重型運載工具的任務(wù)是在國防部的Blagovest高吞吐量通信系統(tǒng)中交付第二顆衛(wèi)星，但該任務(wù)也希望繼續(xù)重建質(zhì)子在國際市場上的聲譽。

當(dāng)?shù)貢r間周四凌晨22：12 UTC時間4：12升空，開始了一項漫長的任務(wù)，將Blagovest 12L衛(wèi)星直接注入地球靜止軌道。鑒于這次飛行的軍事性質(zhì)，在Briz-M上級接管四燃燒任務(wù)之前，沒有實時了解三級質(zhì)子計劃爬升十分鐘，從升空到分離衛(wèi)星總共需要九小時零三分鐘。

Roscosmos在周四8：05 UTC提供了發(fā)射成功的官方確認，此前衛(wèi)星已被注入其計劃的軌道。

Blagovest 2526L在到達軌道后重新命名為Kosmos 12，加入了2017年發(fā)射的一顆星座衛(wèi)星，成為俄羅斯政府和武裝部隊委托用于數(shù)據(jù)密集型通信以及民用高速互聯(lián)網(wǎng)連接和電視分發(fā)的四顆衛(wèi)星系統(tǒng)的第二個成員。圍繞他們?nèi)蝿?wù)的保密性表明，布拉戈維斯特的軍事作用超過了其在商業(yè)行動中的作用。

參與任務(wù)的任何一方都沒有事先承認周四上午的發(fā)射，在確認成功注入衛(wèi)星之前，預(yù)計不會提供發(fā)射的照片或說明。與 2017 年 11 月的 Blagovest 2526L 發(fā)射活動相呼應(yīng)，有關(guān)即將發(fā)射的信息僅通過確定周三 （UTC） 主要發(fā)射窗口的航線關(guān)閉來自航線關(guān)閉。

Blagovest，俄語為“好消息”，也以其代號14F149而聞名，完全由俄羅斯軍方資助。預(yù)計該星座將由至少四顆停在地球靜止軌道東經(jīng)45度和128度的衛(wèi)星組成，以覆蓋俄羅斯領(lǐng)土和東半球。去年發(fā)射的第一架Blagovest Kosmos 2520已經(jīng)在45°E站站，表明12L衛(wèi)星將前往128°E，以推進系統(tǒng)在其計劃的覆蓋區(qū)域內(nèi)達到初始運行能力。

Blagovest衛(wèi)星由ISS Reshetnev基于該公司的Ekspress-2000衛(wèi)星平臺建造，并配備了在Ka波段和Q波段頻率上運行的高吞吐量通信有效載荷。根據(jù)Reshetnev的官方信息，這些衛(wèi)星主要用于連接俄羅斯軍事基地和政府領(lǐng)導(dǎo)層，但它們也提供電話，視頻會議，電視/無線電廣播和互聯(lián)網(wǎng)服務(wù) - 提供給大型商業(yè)客戶。

Blagovest在2010/11年左右開始，并繼續(xù)秘密地完成其初始開發(fā)階段，然后在2015年部分解密，最初的發(fā)射目標(biāo)是2016年。由于寶騰的發(fā)動機故障導(dǎo)致長達一年的發(fā)射操作停止，以翻新潛在有缺陷的發(fā)動機批次，Kosmos 2520的發(fā)射最終大幅下滑。

根據(jù)衛(wèi)星制造商Reshetnev的說法，Blagovest衛(wèi)星承載著在Ka波段頻率（26.5-40 GHz）和Q波段極高頻范圍33至50 GHz范圍內(nèi)的高吞吐量有效載荷，使這些衛(wèi)星成為首批在操作上使用可以支持更高帶寬的Q波段通信的衛(wèi)星。泰雷茲阿萊尼亞的文件證實，Blagovest使用了該公司的Q波段濾波器設(shè)備和Ka波段輸入多路復(fù)用器，西班牙公司RYMSA的演示也顯示該衛(wèi)星具有C波段有效載荷 - 用于迎合尚不支持Ka波段功能的傳統(tǒng)系統(tǒng)。

Q波段被廣泛認為是高吞吐量通信的未來，因為它可以通過使用Q波段作為地面站和衛(wèi)星之間的饋線鏈路來釋放額外的用戶帶寬。然而，由于雨水會衰減毫米波長信號，因此在這些較高頻率下的通信容易受到天氣的影響，因此在工作能力中實現(xiàn)Q波段變得復(fù)雜。這將需要通過在多個地面集線器之間切換或采用自適應(yīng)編碼和調(diào)制技術(shù)來可靠的緩解措施。

Q / V波段的一些早期采用者是AlphaSat，它攜帶一個實驗包，用于研究天氣如何影響通信，而商業(yè)運營商Eutelsat在其65 West A衛(wèi)星上運行Q / V波段有效載荷，該衛(wèi)星通過一系列在40-50 GHz頻段進行的測試通信顯示出巨大的前景。許多其他電信提供商正在積極尋求Ka波段以外的EHF通信，包括SpaceX，該公司計劃發(fā)射近12,000顆衛(wèi)星作為其Starlink星座的一部分，主要依靠V波段（40-75 GHz）。

Blagovest衛(wèi)星的使用壽命為15年，使用Reshetnev的Ekspress-2000平臺，該平臺以前曾在Ekspress AM-5和AM-6任務(wù)以及Yamal-401衛(wèi)星上飛行 - 通常在發(fā)射時重量在3至3.5公噸之間，提供高達15千瓦的有效載荷功率，適用于強大的通信包和電力推進。

每個星座攜帶超過1個Ka波段轉(zhuǎn)發(fā)器加上C波段容量，四顆衛(wèi)星Blagovest星座將為俄羅斯軍方在數(shù)據(jù)吞吐量和覆蓋區(qū)域方面提供巨大的通信能力。在布拉戈維斯特之前，俄羅斯依靠地球靜止軌道上的三顆Raduga-9M衛(wèi)星和橢圓軌道上的子午線衛(wèi)星來覆蓋北緯。

周四清晨的升空標(biāo)志著自2017年9月28日亞洲衛(wèi)星成功交付以來的首次質(zhì)子發(fā)射。在2006年，這家舉重如重的飛機著眼于另一個緩慢的一年，致力于重建和恢復(fù)其潛在客戶群的信心，自2018年以來幾乎每年都遇到失敗或關(guān)閉電話。

Alphasat是一顆原型衛(wèi)星，因為它是第一顆為重型地球靜止衛(wèi)星飛行新的Alphabus衛(wèi)星平臺的衛(wèi)星。Alphabus平臺由Thales Alenia Space，EADS Astrium，法國航天局和歐洲航天局的合資企業(yè)開發(fā)。Inmarsat是一家提供全球移動服務(wù)的英國衛(wèi)星電信公司，與Astrium簽訂了首次使用此類平臺的合同。原型衛(wèi)星的資金由歐空局和國際海事衛(wèi)星組織提供。

由于市場需求，泰雷茲和Astrium著手結(jié)合從其成熟的GEO衛(wèi)星總線（即Spacebus和歐洲之星）中吸取的經(jīng)驗教訓(xùn)，開發(fā)一個新的重型GEO衛(wèi)星平臺。Alphabus能夠托管許多不同的通信有效載荷，有效載荷功率在12至22kW的范圍內(nèi)，并提供多種選擇，如電力推進和可擴展資源。該平臺可容納多達 190 個轉(zhuǎn)發(fā)器和大型天線場。

由于歐空局和國際海事衛(wèi)星組織分擔(dān)了第一個飛行模型的成本，衛(wèi)星有效載荷也將共享。歐空局被分配了約15,2公斤總有效載荷的000%，用于四個技術(shù)示范有效載荷。其余的將由Inmarsat的L波段通信有效載荷組成。

Alphasat在存放時尺寸為7.1 x 2.5 x 2.8米，一旦其太陽能電池陣列部署在軌道上，它的跨度將達到40米。該衛(wèi)星的發(fā)射質(zhì)量為6,650公斤。該飛行器具有兩個四面板太陽能電池陣列和一個部署在軌道上的大型天線反射器。

Inmarsat有效載荷包括一個L波段通信有效載荷，它將在專用于寬帶全球局域網(wǎng)（BGAN）的性能和容量方面擴展公司的Geo-Mobile基礎(chǔ)設(shè)施，該網(wǎng)絡(luò)提供廣泛的高數(shù)據(jù)速率應(yīng)用。

Alphasat將同時支持BGAN定向服務(wù)以及便攜式和手持設(shè)備的BGAN全向服務(wù)。多點波束技術(shù)將使Alphasat能夠補充現(xiàn)有的Inmarsat星座，并提供新的先進服務(wù)。

該飛行器配備了S400推進系統(tǒng)，用于遠地點燃燒和更大的軌道維護機動。EADS Astrium制造的S400系列是雙推進劑發(fā)動機，使用單甲基肼和氮的混合氧化物作為推進劑。根據(jù)所使用的版本，S400 提供 420 至 425 牛頓的推力，比沖為 318-321 秒。

此外，Alphasat利用Alphabus提供的電力推進能力。SPT-100固定式等離子推進器將為每個推進器提供83毫牛頓的推力，用于站位和姿態(tài)機動，以延長衛(wèi)星的化學(xué)燃料供應(yīng)。

四個歐空局演示有效載荷包括一個激光通信終端，用于演示低地球軌道平臺和GEO衛(wèi)星之間的高數(shù)據(jù)速率通信，帶寬達到2Gbit/s。Q-V頻段有效載荷將用于評估這些通信頻段在未來商業(yè)應(yīng)用中的可行性。V 波段的頻率范圍為 50 至 75 GHz，而 Q 波段的頻率范圍為 30 至 50 GHz。

第三個演示有效載荷是一個帶有主動像素探測器的先進星跟蹤器，它將通過其步伐來評估設(shè)計以供將來使用。最后，Alphasat配備了一個環(huán)境影響設(shè)施，以監(jiān)測地球靜止軌道上的輻射環(huán)境，以更多地了解其對電子元件和傳感器的影響。

Alphasat的預(yù)期在軌壽命為15年。該衛(wèi)星將在東經(jīng)25度運行，覆蓋非洲，歐洲，中東和亞洲部分地區(qū)。

Eutelsat 65 West A是由Eutelsat S.A.運營的多頻段通信衛(wèi)星，旨在為拉丁美洲，中美洲和南美洲提供各種通信服務(wù)，包括直接到戶電視，視頻分發(fā)和寬帶接入。

這顆高容量衛(wèi)星具有覆蓋三個頻段的通信有效載荷，旨在為巴西和拉丁美洲不斷擴大的視頻和廣播市場提供服務(wù)。Eutelsat 65 West A結(jié)合了C波段和Ku波段的廣泛陸地覆蓋的優(yōu)勢，可實現(xiàn)寬視頻和直接到戶電視分配，而Ka波段的高吞吐量則可提供靈活的寬帶接入。該衛(wèi)星位于西經(jīng)65°，為巴西不斷增長的付費電視社區(qū)提供了出色的仰角。

該衛(wèi)星配備了10個C波段轉(zhuǎn)發(fā)器，工作頻率為54MHz（相當(dāng)于15 36MHz），在南美洲和拉丁美洲提供廣泛的覆蓋區(qū)域，延伸到美國整個東海岸和西海岸，以及西歐和中歐的覆蓋區(qū)域。C波段性能的巔峰在巴西西部地區(qū)，為付費電視客戶提供最佳性能。

Eutelsat 65 West A擁有24個36MHz的Ku波段轉(zhuǎn)發(fā)器，產(chǎn)生一對覆蓋區(qū)域，一個專門針對巴西，在人口稠密地區(qū)和沿海岸線上達到峰值，第二個覆蓋區(qū)域針對安第斯山脈，中美洲和加勒比地區(qū)進行了優(yōu)化。Ku波段有效載荷用于DTH和視頻分發(fā)。衛(wèi)星的Ka波段有效載荷可以產(chǎn)生多達24個點波束，以便靈活使用，為巴西人口最多的城市和郊區(qū)以及拉丁美洲人口稠密的地區(qū)提供寬帶連接。

Eutelsat選擇了空間系統(tǒng)/勞拉（SSL）來建造基于流行的LS-6衛(wèi)星平臺的衛(wèi)星。該衛(wèi)星的升空質(zhì)量為600千克，在收起配置時尺寸為5.3 x 0.3 x 5.8米。

LS-1300是一個靈活的衛(wèi)星平臺，可以以不同的配置飛行，以適應(yīng)不同的通信有效載荷，總功率為5至18kW。使用不同的配置，LS-1300衛(wèi)星的重量從2,200到6,700公斤不等，有效載荷為12至150個轉(zhuǎn)發(fā)器。通過優(yōu)化，可以容納的應(yīng)答器數(shù)量可以進一步增加。LS-1300 于 1980 年代后期推出，但多年來經(jīng)歷了多次修訂，不斷進行修改。

Eutelsat 65 West A使用LS-1300的高功率變體，具有兩個五面板太陽能電池陣列，為專用系統(tǒng)提供16.4kW的功率，該系統(tǒng)調(diào)節(jié)衛(wèi)星的電源總線并控制車輛電池的充電狀態(tài)。三軸穩(wěn)定和導(dǎo)航由最先進的導(dǎo)航傳感器和反作用輪完成。

該衛(wèi)星配備了化學(xué)推進系統(tǒng)，使用主遠地點發(fā)動機和一系列姿態(tài)控制推進器進行軌道提升和站位保持。LS-1300還提供了額外的電力推進系統(tǒng)的選擇，此選項是否適用于Sky Muster尚不清楚。
該航天器預(yù)計將運行至少15年。

Eutelsat 65 West A正在阿麗亞娜5 ECA火箭上進行罕見的單有效載荷發(fā)射，通常用于將一對衛(wèi)星運送到地球靜止轉(zhuǎn)移軌道，一顆在6,000公斤范圍內(nèi)，另一顆在3,000公斤重量級中較小的有效載荷。由于缺乏較小的乘客，Eutelsat 65 West A面臨著漫長的等待，等待副乘客準(zhǔn)備就緒，Eutelsat決定為整個阿麗亞娜5號火箭買單，放棄了類似于Intelsat決定在阿麗亞娜5號上發(fā)射一顆孤衛(wèi)星的等待期。

Raduga-1M系列軍事通信衛(wèi)星基于Raduga（Gran）和Raduga-1（Globus）衛(wèi)星。衛(wèi)星的開發(fā)始于1960年代，旨在在整個東半球提供安全穩(wěn)定的通信服務(wù)。

多年來，Raduga衛(wèi)星在質(zhì)子-K火箭上發(fā)射，以擴展和維護該系統(tǒng)。1989年，發(fā)射了原始Raduga星座的第一顆后續(xù)衛(wèi)星。這些衛(wèi)星被稱為Raduga-1，具有更多的轉(zhuǎn)發(fā)器，并提供更安全的通信。從1989年開始，Raduga和Raduga-1衛(wèi)星在1990年代后期逐步淘汰Raduga衛(wèi)星之前并行運行。

在1975年至1999年期間，總共發(fā)射了35顆正在運行的Raduga衛(wèi)星，然而，三次發(fā)射 - 包括1996年和1999年的最后兩次以失敗告終。

衛(wèi)星總線基于充當(dāng)椎體柱的中心管和構(gòu)成衛(wèi)星總線結(jié)構(gòu)的2.8×2.49米碳鋁板。該平臺具有太陽能電池陣列機翼，帶有4至6個面板，具有為鋰離子電池供電的砷化鎵太陽能電池。Alphabus 可以支持 50V 和 100V 穩(wěn)壓總線。姿態(tài)確定和控制是通過陀螺儀、星形和太陽傳感器以及反作用輪完成的。

衛(wèi)星平臺支持化學(xué)和電力推進系統(tǒng)。主推進系統(tǒng)用于遠地點機動，16個十牛頓推進器用于站位保持和姿態(tài)機動。Alphabus可以容納最大4,200公斤的雙組元推進劑，四氧化二氮和肼的最大燃料負載。儲罐加壓是通過高壓氦氣完成的。為了通過降低油耗來延長其使用壽命，Alphabus可以促進氙離子推進器用于電力推進。數(shù)據(jù)處理通過 1553 數(shù)據(jù)總線完成。

像所有Raduga衛(wèi)星一樣，Raduga-1M #3由ISS Reshetnev制造，前身為NPO Prikladnoi Mekhaniki。拉杜加計劃是半機密的，俄羅斯官員承認衛(wèi)星的目的，但沒有公布有關(guān)航天器和任務(wù)的任何細節(jié)。Raduga-1M衛(wèi)星基于Ekspress通信衛(wèi)星使用的PM-7衛(wèi)星總線。衛(wèi)星總線的質(zhì)量為2,060公斤，具有兩個可展開的太陽能電池陣列，可提供5,300瓦的電力。

Raduga-1M衛(wèi)星重2,420公斤。該航天器配備了C波段和Ku波段轉(zhuǎn)發(fā)器，可在地面終端和移動用戶之間提供安全通信。Raduga-1M衛(wèi)星的在軌壽命最短為三年。

一系列無故障任務(wù)有望為經(jīng)驗豐富的運載火箭以及新的質(zhì)子-中型版本吸引商業(yè)業(yè)務(wù)，該版本被設(shè)想為5公噸范圍內(nèi)的發(fā)射更具成本效益。

寶騰在2018年已經(jīng)很短的清單被不確定性所主導(dǎo)。進入今年，質(zhì)子正在考慮多達六個任務(wù)，其中只有Blagovest發(fā)射正在跟蹤確定的發(fā)射日期。同樣明顯的是，在質(zhì)子近期清單上排列的一些有效載荷在2018年幾乎沒有飛行的機會：MLM Nauka模塊已被從2018年的名單中劃掉，并回到了NET 2019的目標(biāo)，Spektr-RG射電望遠鏡也在考慮明年春天的升空，因為即使有三班倒，2018年底似乎也不在桌面上， 在其制造商工作七天。

最初在質(zhì)子2018年清單上的唯一商業(yè)交付，涉及軌道ATK制造的Eutelsat 5 West B和Mission Extension Vehicle，仍在第四季度上市，盡管似乎可能會進入明年第一季度。這使得質(zhì)子在2018年有三次或多或少的確定發(fā)射：周四交付的Blagovest，3月份發(fā)射的Ekektro-L No.8氣象衛(wèi)星，以及年底的另一次國防部任務(wù)。

無論寶騰2018年的清單有多短，重點都將是讓所有任務(wù)順利完成，而這些發(fā)動機在60年已返回其制造商VMZ的近2017臺發(fā)動機的檢查結(jié)果將有所幫助。VMZ還部署了新的設(shè)備和程序，以加強質(zhì)量控制并消除人為錯誤對產(chǎn)品造成的風(fēng)險。

經(jīng)過檢查和翻新的發(fā)動機，全自燃的質(zhì)子-M于周三81：24：22 UTC從拜科努爾的Site 12/00發(fā)射，照亮了黎明前的天空，因為它以超過1公噸的推力轟鳴而去。由六臺000,1千牛頓RD-657M發(fā)動機提供動力，275米高的質(zhì)子向東北方向擺動，并在升空后約58秒通過最大動態(tài)壓力，開始了62分9秒的標(biāo)準(zhǔn)上升任務(wù)，將Briz-M上級送上級。

每秒燃燒約3,600公斤的自燃推進劑，21米長的第一級在飛行后59分599秒下降，因為第二級以熱分階段順序接管。啟動四臺14千牛頓發(fā)動機，5.28米長的第二級計劃運行。

第二級和第三級之間的分離序列也預(yù)計在熱階段模式下使用第三級的四室游標(biāo)發(fā)動機在T+5分27秒時從消耗的第二級中拉開，隨后四秒后583千牛頓主發(fā)動機在四分鐘的燃燒中點火。質(zhì)子將在第三級運行后約20秒內(nèi)擺脫其有效載荷整流罩，揭示其余進入軌道的秘密有效載荷。

質(zhì)子在近十分鐘內(nèi)消耗了622公噸自燃推進劑，其工作是將Briz-M上級送上亞軌道，從那里直接完成逐漸爬升到地球靜止漂移軌道 - 創(chuàng)建的總?cè)蝿?wù)持續(xù)時間剛剛超過九小時。

基于去年的Blagovest 11L任務(wù)，Briz-M將從其19.85千牛頓S5.98發(fā)動機的四分鐘燃燒開始，將堆棧推入低地球停車軌道，在不到一個小時的滑行階段。

這使得第二次主發(fā)動機燃燒，在發(fā)射后67分鐘開始，持續(xù)17.5分鐘，發(fā)生在上升節(jié)點上，并將由此產(chǎn)生的軌道的最高點定位在地球另一側(cè)赤道上方約5,000公里處。

接下來是兩個小時的海岸階段，讓Briz-M完成幾乎一整圈的地球，以便第三次燃燒，即18分鐘的射擊，可以在近地點周圍發(fā)生，并提升遠地點高度以匹配地球靜止軌道。在放下輔助推進劑罐后，布里茲進入任務(wù)最長的海岸，一路爬升到軌道的最高點，然后在13分鐘的燃燒中重新點燃發(fā)動機，旨在使軌道循環(huán)并將其傾角降低到零。

Blagovest 12L衛(wèi)星預(yù)計將在周四7：15 UTC左右分離，Roscosmos宣布質(zhì)子的第417次發(fā)射在不久后取得成功。