重磅!中国新一代大型地球同步轨道卫星公用平台——东方红五号卫星平台

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为提升中国在国际通信卫星市场的竞争力，满足对地球同步轨道卫星公用平台的更高需求，中国空间技术研究院开发了中国新一代大型地球同步轨道卫星公用平台——东方红五号卫星平台（简称东五平台）。东五平台性能指标先进，可满足通信和遥感等领域卫星需求。

1、东五平台技术特点及能力

东五平台为换代型平台，充分继承现有产品、技术成果与经验，满足典型通信与遥感载荷的应用需求，主要具有以下五大特点：

1）高承载。整星发射质量 8000kg，有效载荷承载质量 1500kg，有效载荷功率 18kW，有效载荷布局能力达到 120 路以上（等效 C 频段透明转发器）。

2）大功率。东五平台采用二维二次展开半刚性太阳翼、锂离子蓄电池等技术，整星寿命末期功率达到 28kW 以上。

3）高散热。平台采用主动热控、被动热控结合的手段，实现有效载荷散热能力 9kW 以上。

4）长寿命。平台具备提供在轨服务 16 年的能力。

5）可扩展。卫星平台设计预留承载、供配电、姿轨控以及热控等扩展能力。以典型通信卫星为例，扩展后整星发射质量 9000kg，有效载荷质量1800kg，载荷功率 22kW，布局转发器 150 路（等效C 频段透明转发器）以上。

东五平台能力包络图

东五平台设计充分考虑后续的升级需求和多载荷适应性需求，按照族谱设计，包括基本型、全化学推进型、光学遥感型以及扩展型。通信类卫星在轨服务寿命按照 16 年考虑，遥感类载荷在轨服务寿命按照 12 年考虑。

2、东五平台技术方案

平台总体设计

东五平台可采用中国新一代大型运载火箭——长征五号运载火箭发射，并且具备使用国际主流运载火箭发射的能力。平台由供配电、测控、综合电子、姿轨控、化学推进、电推进、结构和热控八个分系统组成，采用分舱段模块化设计，包括推进舱、服务舱以及有效载荷舱，其中推进舱与服务舱组成平台的公用舱段部分，采用桁架式主承力结构，大幅降低公用舱段的高度，并为不同形式载荷舱提供多个硬点连接的统一接口形式，实现公用舱段与有效载荷舱并行研制、快速连接。

东五平台在配置化学推进分系统的基础上，采用电推进技术，实现卫星在轨全电推进位置保持与角动量卸载，大幅减少卫星推进剂携带量，提高有效载荷承载效率。同时，基于东五平台的卫星可以采用化学推进分系统的轨控发动机实现轨道转移，也可以采用轨控发动机与电推力器联合变轨的入轨策略。

平台采用智能化、自主化设计，采用高轨自主导航系统实现了卫星在轨自主姿态和轨道控制，并通过在轨自主的星务、能源、热控管理以及在轨故障诊断、隔离与恢复设计，大幅提升卫星的好用性和易用性，减少地面操作，提高用户使用体验。

基于东五平台的典型通信卫星整体呈长方体构型，卫星南北面为散热面，东西面和对地面安装通信天线，南北面安装太阳翼和热辐射器。



东五平台典型通信卫星构型

高承载、多适应桁架式结构

为实现多载荷适应性以及高承载能力，东五平台采用桁架式主承力结构形式，主承力结构由“W”型梁板复合结构以及对接环组成。针对不同有效载荷形式，载荷舱可采用桁架式、箱板式承力结构形式，具有载荷适应能力强的特点。载荷舱力载荷通过两舱接口向下传递，并通过桁架结构传递至星箭对接环，具有传力路径简单的特点。平台结构承载能力为8000kg，在卫星平台构型不变的情况下，具备扩展到 9000kg 的能力。

高效热控系统

热控分系统充分借鉴东四平台卫星的热控技术，以主动热控结合被动热控技术作为热控手段，利用卫星南北板作为散热面，设计可展开式热辐射器作为扩展散热面。载荷舱采用三维热管网络、单相流体回路等技术，实现载荷舱等温化设计，散热能力达到 9kW。

先进综合电子系统

东五平台综合电子分系统采用以星务管理单元为控制中心，1553B 总线为信息网络，综合业务单元等为下位机的集散型分布式网络系统，提供标准的电气接口和总线网络通信模式，按照模块化的设计思路进行功能整合。综合电子分系统是平台实现智能化设计的核心系统，通过星务管理单元实现卫星星箭分离后的程控、高精度时间管理、整星 FDIR、在轨自主星务管理、自主能源管理等功能。

20kW 级超大功率供配电系统

东五平台供配电分系统基于“太阳电池阵—蓄电池组”设计架构，采用全调节统一母线，母线电压 100V。平台采用绷弦式二维二次展开半刚性太阳翼、高光电转换效率的太阳能电池片、大功率太阳帆板驱动机构、大功率电源控制器、大容量高比能量锂离子蓄电池组等先进技术，实现整星寿命末期分点 28.4kW 大功率供电能力。

高精度姿轨控系统

东五平台卫星在轨三轴稳定，姿轨控分系统采用“姿轨控计算机为处理中心、执行机构驱动单元和电推进控制单元为驱动控制中心”设计。整星配置星敏感器、太阳敏感器、地球敏感器以及长寿命陀螺等姿态敏感器，具备多种姿态确定组合。

高效并联排放化学推进系统

东五平台采用统一双组元推进系统，配置 4 个并联布置的板式全管理贮箱，能够装填超过 3900kg的化学推进剂，具备将整星从地球同步转移轨道变轨至地球同步轨道的能力。化学推进分系统设备全部布置在推进舱，便于整星模块化设计与研制流程优化。此外，化学推进分系统还采用了推进剂大流量可重复加排技术，大幅减少卫星加注时间。

大推力、多模式电推进系统

电推进分系统采用高比冲、可变推力的新一代电推进系统，配置 LIPS-300 多模式离子推力器及矢量调节机构。在 5kW 大功率模式下，具有大推力的特点，推力 200mN，比冲 3500s，实现卫星转移轨道后期变轨任务；在 3kW 小功率模式下，具有高比冲的特点，单台推力器推力 100mN，比冲 4000s。实现卫星全寿命周期在轨全电推进南北、东西位保以及动量轮角动量管理。

3、东五平台研制进展及试验验证

中国空间技术研究院在东五平台工程研制的同时，结合新技术试验卫星——实践二十号卫星的研制，对东五平台功能、性能进行了全面的验证工作，其中，实践二十号卫星采用东五平台基本配置，重点对东五平台各分系统功能、性能以及关键技术进行验证。

东五平台主要试验验证项目情况表



4、应用前景

东五平台作为中国换代发展的地球同步轨道卫星平台，在充分继承成熟技术的基础上，采用了大量新技术，牵引了卫星平台共性技术的发展，能满足中国2030年前地球同步轨道通信和遥感领域卫星需求，平台性能指标达到国际一流水平。目前，东五平台已完成所有关键技术攻关、分系统级和整星级的试验验证，基于该平台研制的实践二十号卫星已于2019年12月27日成功发射，卫星在轨飞行状态良好。东五平台即将全面推入卫星市场，为中国航天事业作出贡献！

内容来源/《国际太空》2020年第4期
作者/李峰（中国空间技术研究院通信卫星事业部）
编辑/杨璐茜
责编/王晓宇






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