4月12日，在長征-3B運載火箭的托舉下實踐-13/中星-16衛(wèi)星一飛沖天，挺進了浩瀚蒼穹，該衛(wèi)星一舉突破我國高軌衛(wèi)星領(lǐng)域電推進、Ka頻段多波束寬帶通信系統(tǒng)、激光通信等多項關(guān)鍵技術(shù)，刷新國內(nèi)高軌衛(wèi)星技術(shù)“新指標(biāo)”。

該衛(wèi)星工程于2013年4月27日由國防科工局和財政部聯(lián)合批復(fù)立項，由中國航天科技集團五院通信衛(wèi)星事業(yè)部研制。作為東方紅-3B衛(wèi)星平臺全配置首發(fā)星、我國首顆高通量通信衛(wèi)星、我國首顆電推進工程化應(yīng)用的衛(wèi)星，實踐-13/中星-16衛(wèi)星在國內(nèi)高軌衛(wèi)星領(lǐng)域創(chuàng)造多個“首次”。

該衛(wèi)星首次實現(xiàn)在我國高軌衛(wèi)星上使用電推進，通過電推進系統(tǒng)就能夠完成衛(wèi)星全壽命期內(nèi)南北位置保持任務(wù)，衛(wèi)星可承載能力顯著提升，功用更加強大。據(jù)該衛(wèi)星總師李峰介紹，電推進是一種先進的空間推進技術(shù)，相對于傳統(tǒng)的化學(xué)推進，具有高比沖、小推力、長壽命特點。在長壽命航天器上應(yīng)用電推進能大幅減少推進劑的攜帶量，提高有效載荷比，延長航天器壽命。目前在國際先進衛(wèi)星平臺上已開始逐步應(yīng)用。據(jù)了解，在研制東方紅-3B衛(wèi)星平臺初始，五院就瞄準(zhǔn)國際前沿，將電推進作為平臺標(biāo)準(zhǔn)配置，抓總開展了大量的設(shè)計、仿真和分析，經(jīng)過151項試驗驗證，攻克了諸多技術(shù)難題，最終成功完成電推進系統(tǒng)的工程化研制。李峰說，該衛(wèi)星采用的離子電推進系統(tǒng)，系統(tǒng)性能是常規(guī)化學(xué)推進的10倍。過去，一顆衛(wèi)星在15年的壽命周期需要675kg化學(xué)燃料，而使用離子電推進系統(tǒng)后，僅需90kg。實踐-13/中星-16衛(wèi)星總指揮周志成則認(rèn)為，電推進技術(shù)在實踐-13/中星-16衛(wèi)星上的成功應(yīng)用，將填補我國高承載比衛(wèi)星平臺的空白，衛(wèi)星平臺技術(shù)水平得到跨域式提升。

該衛(wèi)星首次在我國衛(wèi)星上應(yīng)用Ka頻段多波束寬帶通信系統(tǒng)，可支持多用戶、大容量雙向載荷，在廣大地區(qū)通過該衛(wèi)星進行數(shù)據(jù)高速下載的同時，可支持大量用戶高速上傳數(shù)據(jù)。在衛(wèi)星Ka載荷研制過程中，五院研制團隊突破了Ka載荷多波束寬帶系統(tǒng)設(shè)計、天線反射器型面精度控制和測量、天線指向精度標(biāo)校等一系列技術(shù)難題，相關(guān)技術(shù)達到了國際先進技術(shù)水平。通信衛(wèi)星事業(yè)部副部長王敏告訴記者，實踐-13/中星-16成為國內(nèi)迄今容量最大的寬帶衛(wèi)星，通信總?cè)萘砍^了之前我國研制的所有通信衛(wèi)星容量的總和。

該衛(wèi)星首次在我國高軌衛(wèi)星上應(yīng)用激光通信系統(tǒng)。由于激光通信具有高帶寬、高傳輸速率優(yōu)點，是滿足大容量、高速率通信的重要手段之一，五院研制團隊與哈爾濱工業(yè)大學(xué)等單位聯(lián)合攻關(guān)，成功將激光通信系統(tǒng)應(yīng)用于高通量衛(wèi)星，相關(guān)技術(shù)指標(biāo)達到國際先進水平。

該衛(wèi)星首次將我國地球靜止軌道衛(wèi)星發(fā)射窗口時間由凌晨提前至19：00。在以往的衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)中，主要考慮衛(wèi)星的安全余量，發(fā)射窗口時間通常選在凌晨零時左右。在實踐-13/中星-16衛(wèi)星發(fā)射窗口的確定過程中，研制團隊充分研究了發(fā)射窗口提前所導(dǎo)致的地影時間增加、測控不可見弧段延長、變軌期間蓄電池放電等不利影響，并利用東方紅-3B衛(wèi)星平臺技術(shù)革新所帶來的性能提升，制定了詳細的飛行程序和預(yù)案，在新窗口下成功完成了發(fā)射任務(wù)，實現(xiàn)了衛(wèi)星可在2個窗口時間選擇發(fā)射的先例，同時也保證了工作人員的正常作息時間。本次發(fā)射標(biāo)志著我國衛(wèi)星發(fā)射及運營管理水平在多樣化的道路上取得了長足進步。

此外，該衛(wèi)星采用了東方紅-3B衛(wèi)星平臺研制開發(fā)的新一代綜合電子系統(tǒng)。該系統(tǒng)應(yīng)用了大量國產(chǎn)抗輻照集成電路，系統(tǒng)重量僅為原有東方紅-4衛(wèi)星平臺電子設(shè)備重量的一半左右，具有集成度高、通用性強、重量輕、體積小等優(yōu)點，達到了國際先進水平。

與此同時，東方紅-3B衛(wèi)星平臺牽引帶動了我國星載鋰離子蓄電池的研制開發(fā)。鋰離子蓄電池相比傳統(tǒng)的鎳氫電池，具有電池單體電壓高、能量重量比大、熱效應(yīng)小、自放電少、無記憶等優(yōu)點。特別是在能量重量比方面，采用鋰離子蓄電池相比原有鎳氫電池重量減少一半左右，可為衛(wèi)星多提供上百千克至幾百千克的載荷能力。

據(jù)了解，目前綜合電子系統(tǒng)和鋰離子電池都已全面推廣應(yīng)用于后續(xù)衛(wèi)星型號。東方紅-3B衛(wèi)星平臺的綜合電子系統(tǒng)已推廣應(yīng)用至東方紅-4增強型衛(wèi)星平臺和東方紅-5衛(wèi)星平臺，為我國通信衛(wèi)星平臺高效能電子系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。