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4月29日，在長征五號B遙二火箭的搭載下，我國空間站“天和”核心艙成功進入預定軌道。

作為我國載人航天工程副總指揮單位，在本次“天和”核心艙任務(wù)中，中國電科首次打造了新一代載人航天測控通信系統(tǒng)、第三代柔性太陽電池陣等關(guān)鍵系統(tǒng)設(shè)備，同時自主研制了數(shù)以千計的核心基礎(chǔ)元器件，全力保障任務(wù)圓滿成功。

新一代載人航天測控通信系統(tǒng)首次亮相

航天測控通信作為航天器升空后與地面的唯一聯(lián)系，可實現(xiàn)對航天器(飛船、空間站等)的軌道測量、遙測遙控和數(shù)據(jù)傳輸，是航天器的“生命線”。

作為我國測控通信系統(tǒng)主體研制單位，中國電科在“天和”核心艙發(fā)射任務(wù)中，在陸上測控站、海上測量船、中繼衛(wèi)星系統(tǒng)中，從不同維度編織了覆蓋海、陸、空的通信測控網(wǎng)，實現(xiàn)100%的測控通信覆蓋率，并首次應(yīng)用了第三代“綜合化測控體系”。

“從1999年為‘神舟一號’任務(wù)研發(fā)第一代測控系統(tǒng)，到這次的‘天和’核心艙發(fā)射任務(wù)，我們?nèi)虆⑴c載人航天工程歷次發(fā)射任務(wù)，并研發(fā)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(shù)專家柴霖介紹，本次任務(wù)應(yīng)用的第三代“綜合化測控體制”具備多重組、深綜合、全國產(chǎn)、高可靠4大特點。

“多重組”是指設(shè)備各個環(huán)節(jié)都可以交叉組合。柴霖介紹，測控通信系統(tǒng)由天線、信道和基帶組成，采用了資源重組的先進設(shè)計理念和技術(shù)，大大提高設(shè)備使用率和任務(wù)可靠度。

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

在新一代測控系統(tǒng)中，從軟件到硬件，從基礎(chǔ)元器件到整機、系統(tǒng)，已實現(xiàn)100%國產(chǎn)化，穩(wěn)定性、可靠性顯著提高。

為更清楚獲取“天和”核心艙飛行姿態(tài)，中國電科對衛(wèi)星通信系統(tǒng)進行升級，在原有設(shè)備基礎(chǔ)上將衛(wèi)星通信能力提高了最高達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，大大增強了任務(wù)數(shù)據(jù)傳輸能力。

第三代柔性太陽電池陣首次應(yīng)用

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。

針對“天和”核心艙，中國電科自主研制了柔性三結(jié)砷化鎵太陽電池陣，這也是該技術(shù)在我國航天工程領(lǐng)域的首次應(yīng)用。

“柔性太陽電池陣是第三代太陽電池陣技術(shù)，實現(xiàn)了我國太陽電池陣技術(shù)的不斷躍升。”中國電科專家于輝介紹，該技術(shù)具有輸出功率大、重量輕、收藏體積小、在軌壽命長、可重復展收等諸多技術(shù)特點。

據(jù)介紹，該型太陽電池陣具有三大優(yōu)勢：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1毫米，單位面積重量僅為傳統(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%，能有效節(jié)省空間站各艙段的空間，提升其安裝載荷能力，更好地滿足空間站各項科學試驗需求。

二是壽命長。相比之前載人航天任務(wù)最長2年的設(shè)計壽命，本次空間站任務(wù)的在軌運行時間為15年，這意味著柔性太陽電池陣將克服太空中的苛刻條件，讓核心艙的在軌運行壽命大大延長。

三是技術(shù)指標自主可控。為滿足任務(wù)需求，中國電科突破了數(shù)十項關(guān)鍵技術(shù)，目前太陽電池陣全部技術(shù)均實現(xiàn)自主可控，光電轉(zhuǎn)換效率、太陽電池陣輸出功率、設(shè)計壽命等各項性能指標均達到國際先進水平。

交會對接的“智慧眼”

中國空間站是在軌組裝成的空間實驗室系統(tǒng)，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(tài)的空間組合體。

中國電科研制的激光交會對接雷達系統(tǒng)在各個模塊中均有安裝，將在空間站建設(shè)及后續(xù)運營中發(fā)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、后向、徑向?qū)涌谏希佳b有中國電科研制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、大范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(shù)的測量，確保后續(xù)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(tài)、高精度、多參數(shù)實時測量的難題，在設(shè)計壽命、作用距離、測角精度等指標方面都優(yōu)于國外，處于世界領(lǐng)先水平。

在后續(xù)發(fā)射的實驗艙上，中國電科研制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，直至最后精確鎖緊，與飛行器合而為一。在空間站建設(shè)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(xiàn)人員和物資的運送。(王雪姣 記者 付毅飛 崔爽)