走進中國電科，揭秘空間站天和核心艙的“創新基因”_風聞

4月29日11時23分，搭載空間站天和核心艙的長征五號B遙二運載火箭，在我國文昌航天發射場點火升空，約494秒後，天和核心艙與火箭成功分離，進入預定軌道，12時36分，太陽能帆板兩翼順利展開且工作正常，發射任務取得圓滿成功。

此次發射任務成功，標誌着中國空間站在軌組裝建造全面展開，為後續關鍵技術驗證和空間站組裝建造順利實施奠定了堅實基礎。

在本次天和核心艙任務中，新一代載人航天測控通信系統、第三代柔性太陽電池陣等關鍵系統設備悉數亮相，全力保障任務圓滿成功。今天，帶你走進中國載人航天工程副總指揮單位——中國電子科技集團有限公司，為你揭秘屬於天和核心艙的“創新基因”。

首次亮相

新一代載人航天測控通信系統全力護航

航天測控通信作為航天器升空後與地面的唯一聯繫，可實現對航天器（飛船、空間站等）的軌道測量、遙測遙控和數據傳輸，是航天器的“生命線”。

作為我國測控通信系統主體研製單位，在天和核心艙發射任務中，中國電科在陸上測控站、海上測量船、中繼衞星系統中，從不同維度編織了一條覆蓋海、陸、空的通信測控網，實現100%的測控通信覆蓋率，並首次應用了第三代“綜合化測控體系”。

“從1999年為‘神舟一號’任務研發第一代測控系統，到這次的‘天和’核心艙發射任務，我們全程參與載人航天工程歷次發射任務，並研發建成了第三代‘綜合化測控體制’，測量精度和抗干擾能力大大提高。”中國電科技術專家柴霖介紹，本次“天和”核心艙任務應用的第三代“綜合化測控體制”具備多重組、深綜合、全國產、高可靠4大特點。

“多重組”是指設備各個環節都可以交叉組合。柴霖介紹，測控通信系統由天線、信道和基帶組成，採用了資源重組的先進設計理念和技術，大大提高設備使用率和任務可靠度。

“深綜合”是指新一代測控設備既有傳統測控功能，又有高速數據傳輸功能，可實現兩類數據融合傳輸，大量節省資源。更重要的是，綜合化設備如智能手機一樣，可支持在一套航天測控通信設備中同時安裝多個APP（應用程序），不同信號形式、工作模式、技術體制的功能可以同時或分時使用。

同時，在新一代測控系統中，從軟件到硬件，從基礎元器件到整機、系統，已實現100%國產化，穩定性、可靠性顯著提高。

此外，為更清楚獲取“天和”核心艙飛行姿態，中國電科對衞星通信系統進行升級，在原有設備基礎上將衞星通信能力提高了最高達10倍,首次建設了TDMA組網信道設備,使得任務組網更靈活,節省超50%的衞星資源，大大增強了任務數據傳輸能力。

首次應用

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，也是決定任務成敗和在軌工作壽命的核心要素。

本次發射的天和核心艙，中國電科自主研製了柔性三結砷化鎵太陽電池陣，這也是該技術在我國航天工程領域的首次應用。

“柔性太陽電池陣是第三代太陽電池陣技術，實現了我國太陽電池陣技術的不斷躍升。”中國電科專家於輝介紹，該技術具有輸出功率大、重量輕、收藏體積小、在軌壽命長、可重複展收等諸多技術特點。

據悉，該型太陽電池陣具有三大優勢：一是輕型超薄可展收。在空間站發射階段，每塊太陽電池板宛如古代奏章，相互摺疊緊貼收攏於收藏箱內。其單板厚度不足1mm，單位面積重量僅為傳統太陽電池陣的50%，相較於傳統太陽電池陣，柔性太陽電池陣的發電能力提高了1倍，而收攏體積則減少了20%，有效節省了空間站各艙段的寶貴空間，提升了其安裝載荷能力，更好地滿足空間站各項科學試驗需求。

二是能量“爆表”壽命長。此次選用的太陽電池陣體積雖小，光電轉換效率已達到世界先進水平，遠高於傳統的太陽電池陣。相比之前載人航天任務最長2年的設計壽命來説，本次空間站任務的在軌運行時間為15年，這意味着柔性太陽電池陣將克服太空中的苛刻條件，讓核心艙的在軌運行壽命大大延長。

三是技術指標自主可控。為滿足發射需求，中國電科突破了數十項關鍵技術，目前，太陽電池陣全部技術均實現自主可控，光電轉換效率、太陽電池陣輸出功率、設計壽命等各項性能指標均達到國際先進水平。

激光交會對接雷達

打造交會對接的“智慧眼”

中國空間站，是一個在軌組裝成的具有中國特色的空間實驗室系統，各個模塊既是獨立的飛行器，具備獨立飛行能力，又可以與核心艙組成多種形態的空間組合體。

中國電科研製的激光交會對接雷達系統在各個模塊中均有安裝，在空間站建設及後續運營中發揮重要作用。

激光交會對接雷達包括目標端和激光雷達探測端，在空間站天和核心艙上，前向、後向、徑向對接口上，都裝有中國電科研製的三組激光交會對接雷達目標端，它們就像是茫茫太空中的燈塔，可以多方位、大範圍反射雷達的光信號，配合激光交會對接雷達完成距離、角度等飛行參數的測量，確保後續實驗艙、飛船與核心艙完成精準交會對接。該系列雷達解決了大動態、高精度、多參數實時測量的難題，在設計壽命、作用距離、測角精度等指標方面都優於國外，處於世界領先水平。

在後續發射的實驗艙上，中國電科研製的激光交會對接雷達將通過在與核心艙交會對接接近段和靠攏段中，迅速準確地完成對核心艙目標飛行器的搜索、捕獲、跟蹤測量，直至最後精確鎖緊，與飛行器合而為一。在空間站建設階段，激光交會對接雷達將精確引導三艙緊密對接；在空間站運營階段，將精準引導載人飛船和貨運飛船實現人員和物資的運送。

多類別核心器件

打造“豪華套房”放心管家

天和核心艙重達20噸以上，如果説神舟飛船相當於一輛轎車，天宮一號和天宮二號空間實驗室則相當於一室一廳的“公寓”，那麼天和核心艙就是三室兩廳還帶儲藏間的“豪華套房”。

在空間站研製過程中，艙體多、構型複雜成為設計的首要難題。為給這一“豪華套房”提供穩定性能，中國電科技術人員配備了多類別核心器件，打造放心管家。

為測量這個22噸的核心艙在發射過程中的載荷，核心艙上共布300多個傳感器組件，測量900多路信號。其中，中國電科就為核心艙配套了數十種近五百隻傳感器，主要用於測量各系統內的壓力、温度、濕度、氣體、流量等信號，對核心艙發射及在軌運行起到監測作用，為各系統控制和參數測量提供直接依據。

天和核心艙空間大型機械臂為我國首個具有七個自由度的機械臂，其具有自主“爬行”能力，可實現空間站或其他軌道器內部無人情況下的複雜試驗動作。為給這一機械臂注入靈動“基因”，科研人員研製配套了七個關節運動驅動組件及高精度位置傳感器、三個末端執行器。其中，七個關節驅動組件及高精度位置傳感器是實現機械臂運動、精確定位的執行機構，作為機械臂的核心部件，需具備小體積、大轉矩輸出能力，並可實現定位鎖定，以及鎖定後的目標捕獲、抓取功能。中國電科突破了空間機械臂核心部件小型化設計技術、長壽命空間運動部件潤滑技術等關鍵技術難題。

此外，天和核心艙還首次應用了千兆萬兆一體化光收發組件，在綜合分析、精心設計、充分驗證的基礎上，滿足了產品空間輻照、熱真空環境下的應用需求。同時，配套了新一代國產高效率、高可靠和長壽命的空間行波管，其效率、相移等關鍵性能參數已領先國際同類產品。配備的大量濾波器、放大器、微波組件等產品，實現了設計技術創新和工藝技術創新，多項關鍵技術指標優異，在任務過程發揮重要作用。