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4月29日，長(zhǎng)征五號(hào)B遙二運(yùn)載火箭搭載空間站天和核心艙在海南文昌航天發(fā)射場(chǎng)成功發(fā)射，正式拉開我國空間站飛行任務(wù)的序幕。在本次任務(wù)中，由中國電科牽頭自主研制的數(shù)以千計(jì)的核心基礎(chǔ)元器件也隨之出征，其中，多項(xiàng)核心技術(shù)首次亮相。

新一代載人航天測(cè)控通信系統(tǒng)織密一張網(wǎng)

航天測(cè)控通信是航天器升空后與地面的唯一聯(lián)系方式，可實(shí)現(xiàn)對(duì)航天器(飛船、空間站等)的軌道測(cè)量、遙測(cè)遙控和數(shù)據(jù)傳輸，是航天器的“生命線”。

在天和核心艙發(fā)射任務(wù)中，中國電科研發(fā)團(tuán)隊(duì)在陸上測(cè)控站、海上測(cè)量船、中繼衛(wèi)星系統(tǒng)中，從不同維度編織了一條覆蓋海、陸、空的通信測(cè)控網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)100%的測(cè)控通信覆蓋率。在此次發(fā)射任務(wù)中，首次應(yīng)用了第三代“綜合化測(cè)控體系”。

中國電科技術(shù)專家柴霖介紹，第三代“綜合化測(cè)控體制”具備多重組、深綜合、全國產(chǎn)、高可靠4大特點(diǎn)。

“多重組”是指設(shè)備各個(gè)環(huán)節(jié)都可以交叉組合。“深綜合”是指新一代測(cè)控設(shè)備既有傳統(tǒng)測(cè)控功能，又有高速數(shù)據(jù)傳輸功能，可實(shí)現(xiàn)兩類數(shù)據(jù)融合傳輸，大量節(jié)省資源。

此外，為更清楚獲取天和核心艙飛行姿態(tài)，中國電科對(duì)衛(wèi)星通信系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)，在原有設(shè)備基礎(chǔ)上將衛(wèi)星通信能力提高了最高達(dá)10倍,首次建設(shè)了TDMA組網(wǎng)信道設(shè)備,使得任務(wù)組網(wǎng)更靈活,節(jié)省超50%的衛(wèi)星資源，大大增強(qiáng)了任務(wù)數(shù)據(jù)傳輸能力。

第三代柔性太陽電池陣打造巨能“翅膀”

太陽電池陣是航天器在軌的唯一能量來源，也是決定任務(wù)成敗和在軌工作壽命的核心要素。在此次任務(wù)中，中國電科自主研制的柔性三結(jié)砷化鎵太陽電池陣首次應(yīng)用。

中國電科專家于輝介紹，該技術(shù)具有三大優(yōu)勢(shì)：一是輕型超薄可展收。在空間站發(fā)射階段，每塊太陽電池板宛如古代奏章，相互折疊緊貼收攏于收藏箱內(nèi)。其單板厚度不足1mm，單位面積重量?jī)H為傳統(tǒng)太陽電池陣的50%，相較于傳統(tǒng)太陽電池陣，柔性太陽電池陣的發(fā)電能力提高了1倍，而收攏體積則減少了20%，有效節(jié)省空間站各艙段的寶貴空間，同時(shí)，提升其安裝載荷能力，更好地滿足空間站各項(xiàng)科學(xué)試驗(yàn)需求。

二是能量“爆表”壽命長(zhǎng)。此次選用的太陽電池陣體積雖小，光電轉(zhuǎn)換效率已達(dá)到世界先進(jìn)水平，遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的太陽電池陣。相比之前載人航天任務(wù)最長(zhǎng)2年的設(shè)計(jì)壽命來說，本次空間站任務(wù)的在軌運(yùn)行時(shí)間為15年，這意味著柔性太陽電池陣將克服太空中的苛刻條件，讓核心艙的在軌運(yùn)行壽命大大延長(zhǎng)。

三是技術(shù)指標(biāo)自主可控。為目前，太陽電池陣全部技術(shù)均實(shí)現(xiàn)自主可控，光電轉(zhuǎn)換效率、太陽電池陣輸出功率、設(shè)計(jì)壽命等各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到國際先進(jìn)水平。

激光交會(huì)對(duì)接雷達(dá)打造交會(huì)對(duì)接的“智慧眼”

中國空間站是一個(gè)在軌組裝成的具有中國特色的空間實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)，各個(gè)模塊既是獨(dú)立的飛行器，具備獨(dú)立飛行能力，又可以與核心艙組成多種形態(tài)的空間組合體。

由中國電科研制的激光交會(huì)對(duì)接雷達(dá)系統(tǒng)在各個(gè)模塊中均有安裝，在空間站建設(shè)及后續(xù)運(yùn)營(yíng)中將發(fā)揮重要作用。

該系統(tǒng)包括目標(biāo)端和探測(cè)端。就像是茫茫太空中的燈塔，目標(biāo)端可以多方位、大范圍反射雷達(dá)的光信號(hào)，配合激光交會(huì)對(duì)接雷達(dá)完成距離、角度等飛行參數(shù)的測(cè)量，確保后續(xù)實(shí)驗(yàn)艙、飛船與核心艙完成精準(zhǔn)交會(huì)對(duì)接。

據(jù)介紹，該系列即解決了大動(dòng)態(tài)、高精度、多參數(shù)實(shí)時(shí)測(cè)量的難題，在設(shè)計(jì)壽命、作用距離、測(cè)角精度等指標(biāo)方面也都優(yōu)于國外，處于世界領(lǐng)先水平。

另外，在后續(xù)發(fā)射的實(shí)驗(yàn)艙上，該系統(tǒng)將通過在與核心艙交會(huì)對(duì)接接近段和靠攏段中，迅速準(zhǔn)確地完成對(duì)核心艙目標(biāo)飛行器的搜索、捕獲、跟蹤測(cè)量，直至最后精確鎖緊，與飛行器合而為一。在空間站建設(shè)階段，該系統(tǒng)雷達(dá)將精確引導(dǎo)三艙緊密對(duì)接;在空間站運(yùn)營(yíng)階段，將精準(zhǔn)引導(dǎo)載人飛船和貨運(yùn)飛船實(shí)現(xiàn)人員和物資的運(yùn)送。

天和“豪華套房”有了多類別核心器件“放心管家”

天和核心艙重達(dá)20噸以上。專家形容，神舟飛船相當(dāng)于一輛轎車，天宮一號(hào)和天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室則相當(dāng)于一室一廳的“公寓”，那么天和核心艙就是三室兩廳還帶儲(chǔ)藏間的“豪華套房”。

在空間站研制過程中，艙體多、構(gòu)型復(fù)雜成為設(shè)計(jì)的首要難題。記者了解到，為給這一“豪華套房”提供穩(wěn)定性能，研發(fā)團(tuán)隊(duì)專門配備了多類別核心器件，打造“放心管家”。

為測(cè)量發(fā)射過程中的載荷，核心艙上共布300多個(gè)傳感器組件，測(cè)量900多路信號(hào)。核心艙配套的數(shù)十種近五百只傳感器，主要用于測(cè)量各系統(tǒng)內(nèi)的壓力、溫度、濕度、氣體、流量等信號(hào)，對(duì)核心艙發(fā)射及在軌運(yùn)行起到監(jiān)測(cè)作用，為各系統(tǒng)控制和參數(shù)測(cè)量提供直接依據(jù)。

另外，天和核心艙空間大型機(jī)械臂也是我國首個(gè)具有七個(gè)自由度的機(jī)械臂，具有自主“爬行”能力，可實(shí)現(xiàn)空間站或其他軌道器內(nèi)部無人情況下的復(fù)雜試驗(yàn)動(dòng)作。為給這一機(jī)械臂注入靈動(dòng)“基因”，研發(fā)人員配套了七個(gè)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)組件、高精度位置傳感器、三個(gè)末端執(zhí)行器。空間機(jī)械臂核心部件小型化設(shè)計(jì)技術(shù)、長(zhǎng)壽命空間運(yùn)動(dòng)部件潤(rùn)滑技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)難題均取得突破。(通訊員 王雪姣 記者 王祝華)