2019年12月27日，实践二十号卫星成功发射。2020年1月4日，中国航天科技集团有限公司五院西安分院参与研制的实践二十号卫星天线和激光终端解锁、转动正常，高通量转发器等有效载荷系统陆续在轨开机检查，工作正常。
目前，实践二十号卫星有效载荷第二阶段在轨测试正在进行，这是在第一阶段定性测试的基础上开展的定量测试。如果说第一阶段的测试是保证“接得通”“传得下”的话，那么第二阶段的测试就是要实现“量体裁衣”的精细化和量化测试。
西安分院是为实践二十号卫星提供载荷和在轨测试技术的主要单位，该单位研制的一大批硬核载荷在太空中亮起了“绝活”。
五大“绝活”，在太空中闪耀
作为基于东方红五号卫星平台研制的一颗试验卫星，实践二十号卫星不仅是目前我国研制的地球同步轨道发射重量最重的卫星，还被西安分院赋予了五大“绝活”，带来一身可满足未来20年的大容量卫星应用需求的真功夫。
第一大绝活是通信能力提升50倍的Q/V载荷。Q/V载荷是高通量通信卫星使用的主要载荷，代表着未来高通量卫星发展的主要方向，也是国际航天在高通量卫星研制上的重要方向。
由西安分院为实践二十号卫星所研制的Q/V载荷在轨应用以后，不仅可以占有频率轨道资源，还能验证在大气衰减、降雨衰减环境下，Q/V频段星地之间的通信能力，对载荷系统的性能进行在轨验证。
以公路打比方，如果将现有的传统通信卫星比作是普通公路的话，高通量卫星就是高速公路，能够实现通信容量在1Tbps以上的超高通量卫星，是现有高速公路通行能力50倍以上的超高速公路。使用Q/V载荷的高通量卫星以及超高通量卫星将大大提高在偏远地方实现宽带互联网的能力，并且更为高效、成本更低。
通过实践二十号卫星，通信容量Q/V馈电技术、Q频段功放技术等一大批与Q/V载荷相关的技术均实现了在轨有效验证。
该星的第二大绝活是实现通信速率10Gbps的激光终端。西安分院研制的激光终端在轨成功验证，创造了卫星激光通信在轨传输速率国际之最，验证了10Gbps星地激光通信及激光微波交链通信等关键技术。
实践二十号卫星在轨测试全面验证了高速高阶相干体制应用于卫星激光通信的可行性。经过在轨测试，卫星上激光通信链路保持长期稳定，卫星实现的10Gbps通信速率成为世界在轨验证的最高传输速率，相当于在3秒内下载一部30Gb大小的高清电影，卫星的关键指标均达到了国际先进水平。
不仅如此，本次星地试验还获取了星地激光通信的有效试验数据，验证了关键技术，后续将开展长期在轨数据监测，充分积累星地大气激光传输数据。
据介绍，实践二十号卫星激光通信终端星地试验取得圆满成功，为工程应用奠定了技术基础，将为下一代高通量通信卫星通信容量的大幅提升提供有力支撑。
国内首个成功在轨应用的宽带柔性转发器是该星的第三大绝活。西安分院针对宽带柔性转发器开展了多个项目的在轨测试，全面验证了宽带柔性转发器灵活的链路连接能力以及应用模式。
除此之外，西安分院还专门建设了地面控制站，并配备了调制解调设备，在卫星和地面用户之间建立了一条专用高速链路，用于传输系统的信息和广播。
用户可实时掌握卫星上行链路情况，缩短系统资源分配时延，提升用户使用感受。
据了解，实践二十号卫星Ka宽带柔性转发器是国内第一个成功在轨应用的宽带柔性转发器，基于新建的宽柔地面控制站，西安分院在国内首次开展了宽带柔性转发星地系统在轨测试及演示验证，宽柔转发器产品的相关关键技术得到了全面的在轨验证，进一步提升了产品的成熟度，为未来该类产品的广泛应用奠定了工程基础。
实践二十号卫星的第四大绝活是引发国际航天关注的跳波束通信。西安分院研制的跳波束通信技术在轨测试分为三个步骤展开，分别验证了在轨的自主系统资源分配、业务波束的灵活跳变以及跳波束通信技术在支持业务通信方面的能力。
实践二十号卫星跳波束通信系统首次在轨成功测试，为高通量卫星灵活载荷的技术发展及产业应用提供了技术支撑。
跳波束技术满足卫星覆盖范围内跨区域用户之间的容量动态分配，并且能够灵活接入地面5G移动通信网络，同时可以为地面移动通信网络无法覆盖的区域提供大容量宽带通信服务。
跳波束通信技术是国际航天关注的前沿技术，抢占该领域的先机和高地，是未来高通量卫星系统发展的主要目标之一，其核心技术的突破和验证，将大幅提升我国在该领域的国际市场竞争力。
此外，实现了国内首次在轨验证太赫兹通信是实践二十号卫星的第五大绝活。在轨测试期间，该星太赫兹信标系统星地链路打通，进行了数据测试、采集工作。
据悉，实践二十号卫星在通信载荷上首次对太赫兹通信技术进行在轨验证，为我国太赫兹星地通信技术积累了应用经验和链路数据，也为我国后续高通量卫星载荷的研制及技术发展进行了提前技术验证。
当前，太赫兹卫星太空通信技术已成为很多国家关注的重要领域。太赫兹通信兼具微波和光波的特点，频率资源丰富，是未来通信的发展方向。
通过在轨长期监测，我国可以积累太赫兹空间传输特性数据，建立适用于我国典型气候条件的太赫兹频段星地链路信道模型。
硬核产品背后的硬核团队
硬核产品能够发挥作用必然离不开背后的硬核团队。今年2月中旬，为不影响工作进度，西安分院在做好疫情防控的同时，立即开展在轨测试工作。
为实现良好的测试效果，西安分院首次采用了天地一体设计、自主筹划地面站建设的方式。在此过程中，实践二十号卫星副总师周颖带领团队快速明确了西安分院卫星测控中心和西安分院南山联合在轨测试方案，编制了详细的测试细则，自主开展载荷测试。
3月初，西安分院实践二十号卫星项目团队开始了在轨验证准备，他们克服了疫情复杂形势、环境条件差和资源保障难等各方面困难，兵分三路在秦岭南山试验基地、丽江地检站和北京开展集智攻关，实现了对关键技术的在轨验证。
成绩的背后是整个团队的无私奉献。为了完成在轨测试，队员们在没有窗户、没有暖气的房间里一待就是1周，他们在不到5摄氏度的试验场地里平均每天工作超过12个小时。
初春寒风料峭，为了挤出更多的测试时间，南山试验队员顶着严寒，在工作现场草草解决午餐。激光通信测试的团队更是承受着海拔3200米的严寒和低气压，连续奋战了6个通宵，最终完成了各项测试工作。
“实践二十号卫星以大容量和灵活载荷为新的发展方向，使超高速激光通信技术、超大容量Q/V关口站技术、宽度柔性转发技术、灵活载荷跳波束技术和待被认知的太赫兹技术等系统新技术得到充分验证，新型载荷、业务演示和星地一体设计都得到在轨历史性绽放，这都离不开整个团队的通力合作。”周颖对西安分院项目团队取得的丰硕成果表示感谢与肯定。
目前，承载着我国通信卫星新技术验证使命的实践二十号卫星第一阶段在轨测试已经完成。后续，西安分院将充分利用实践二十号卫星的资源，进行更加充分的在轨验证，为通信卫星技术发展积累更多的空间经验。（记者张学良）