□张磊

4月29日，长五B火箭发出一声长啸，在中国文昌航天发射场拔地而起，将天和核心舱准确送入预定轨道。

在此次任务中，中国航天科技集团有限公司九院为天和核心舱及长征五号B运载火箭共配套生产了近300项1000余台/套单机产品。这些产品性能可靠，质量稳定，为本次任务的圆满成功发挥了关键作用。

航天电子智能装备护佑核心舱

天和核心舱上安装着大量由航天科技集团九院研制生产的重要单机及关键元器件，遍布核心舱数管分系统、GNC分系统、推进分系统、测控通信分系统、总体电路分系统、环控生保分系统、航天员分系统、舱外服系统等。它们如同一个个忠诚的“卫士”，守护着核心舱的稳定运行和航天员的生命安全。

环控生保系列设备：守护航天员的生命安全

核心舱在轨运行期间，必须对舱内的温度、湿度、空气压力等进行实时监测，确保舱内环境时刻安全稳定。这就要依靠九院提供的多种环境测量设备发挥作用。

704所为环境控制与生命保障系统研制的智能设备主要用于测量舱内空气总压、温湿度、微重力环境。

其中，结构泄漏监测测量仪不仅能够监测舱内气体压力是否正常，还能根据舱内气体压力变化，判断载人舱是否有气体泄漏，为航天员提供预警提示，保护空间站平台安全和航天员生命安全。而微重力测量仪和微重力传感器则用于监测舱内的微重力环境，为微重力流体物理与燃烧科学、微重力基础物理等科学实验提供重要数据支撑。

704所项目研制团队经过近10年的攻关，突破了空间高可靠谐振式压力测量、高精度微重力测量、空间环境测量系统网络构建等关键技术，为实现航天器智能感知、自主飞行进行了有益探索。

771所为环控生保系统研制的中心计算机，是该系统的核心设备。它的主要作用是时刻接收、执行并分配系统任务，同时收集、传递舱内环境工程数据，可以说是系统中的“大脑”。

与此同时，771所还为环控系统配备了出舱控制器、饮水供应控制器、手控控制器、坐便器内部控制器和大小便收集控制器等多个重要器件。

环控生保分系统中，693厂为电解制氧装置子系统生产的电缆网产品，肩负着传达舱内环境控制指令的重要使命。各项指令通过电缆网进行传输，确保电解制氧装置正常运转，各项指令精准、高效传达，为“天和”核心舱内供应氧气、去除二氧化碳，使航天员在太空生活得到保障。

不仅如此，693厂为微量气体检测装置子系统、微量有害气体去除子系统、水处理子系统提供的电缆网产品，如同铺设的一条条“高速公路”，确保核心舱各项生活设施正常运转，满足航天员在空间站的正常生理活动。

常规医监设备：航天员的贴心“小护士”

在太空中，航天员的身体健康状况极为重要。在天和核心舱上，安装了很多监测航天员身体状况的医学监测设备。这些常规医监设备由771所负责研制生产的，可为航天员在长期飞行中的生理健康状态和功能提供全面有效的医学监督和保障。

例如，无线生理信号检测装置负责监测航天员的心电、呼吸、体温；睡眠监护仪通过采集航天员睡眠时产生的生理信号，为航天员睡眠质量做定期评价提供数据；此外还有采集航天员常规心电、运动心电等多种状态的动态心电监测仪；监测航天员各项血液动力学参数的无创血液动力学监护仪等。

数据处理设备：核心舱的“数据管家”

安装在数据管理分系统中的核心处理单元、数据复接器和低速遥测编码单元，承担着数据处理的重要任务，就像是核心舱上的“数据管家”。771所的研制团队亲切地把它们称为核心舱的“数管三兄弟”。

在核心舱执行任务时，核心处理单元负责源源不断地将整船状态、指令和请求、地面站的遥控命令，以及关键事件等其他内容信息收入囊中，经过有序地分类、识别、处理和重组，一边向对应单机发布命令、接收结果，另一边继续源源不断地将一包包丰富的数据送回地面站，时刻向地面传送宇宙的奥秘，汇报着核心舱和航天员们的工作状态。

而704所为数据管理分系统研制的数据存储服务器，负责存储空间站内各种运行设备的运行关键参数、健康管理数据、监控数据等关键数据。它可以随时为航天员和地面测控系统提供数据检索服务。

比如航天员需要对设备进行维修时，可以通过服务器查询需要被维修设备历史上的关键运行参数，为航天员提供维护数据和维修策略。

该设备首次实现了在轨数据备份功能，也是国内首类多功能数据服务设备。

团队成员按照地面数据中心的思想进行设计，让多台设备间定期进行数据备份。数据存储服务器一旦遇到故障，在切换主备机时，就可以保证数据不丢失，有效保护了核心舱的数据安全。

在研制过程中，704所的项目团队攻克了多个关键技术，实现了针对各类数据应用服务的能力，极大提高了设备在轨运行的可靠性，有力保证了长寿命运行的要求。

高可靠SPARC处理器：核心舱上的“芯大脑”

772所自主设计的高可靠SPARC处理器 BM3803作为星载计算机的“大脑”，为核心舱提供了稳定可靠的控制能力，为载荷任务管理、网络管理、核心处理、热控管理、姿轨控制、数管综合管理等多个分系统提供了高可靠、高性能任务管理和控制。

同时，该所还为核心舱的环控生保系统、热控系统、推进系统等10多个分系统配套了处理器、FPGA、AD/DA、1553B总线、大容量SRAM存储器、专用ASIC集成电路等32款7100余只集成电路，为空间站核心器件国产化提供全方位支撑。

频率综合器：整舱标准信号的“心脏源”

频率综合器属核心舱测控分系统，主要是为核心舱内遥测设备、数管分系统、图像编码器等多种电子设备提供多种频率、多种波形的高稳定度时钟及频率基准信号。

由于需要频率综合器信号的设备众多，因此，频率综合器无疑就是整舱时间标准信号的“心脏源”及“基准源”，只有心脏正常跳动才能保证其他设备有效运作。

539厂为“天和”研制的频率综合器设计工作寿命为十余年，将首次面临在轨长期工作的考验。

为确保长寿命工作，研制人员对关键器件进行了专项可靠性提升，有效确保了产品质量。设计时，研制团队还考虑到了在轨可维修的手段，通过多轮次的评估，实现了可以让航天员在轨进行整机更换维修，最大可能地保证产品在空间站长时间有效使用。

推进类产品：让飞行更可靠

在核心舱密封舱内，有一个重要设备，它管理着推进分系统的温度、压力、燃料储量和工作状态，同时发送、接收数据并注入指令。

同时，它还能够根据推进遥测线路盒与数管发送的温度参数，对系统相关管路、机组加热器进行控制，确保系统各个模块处于安全温度点，并对推进与补加系统故障进行自主诊断，按照处理策略对故障进行处置。这就是539厂提供的推进管理器。

不仅如此，为了让天和核心舱在宇宙中的飞行更加安 全 可靠，539厂还为核 心舱 推进分系统研 制配 套了推进遥测线路盒、电机驱动器、电推进子系统控制器等多个推进类产品。它们如同一个个“卫士”，时刻守护着推进系统的安全稳定。

惯性测量装备：让核心舱的飞行姿态更稳健

惯性测量设备的主要作用是测量舱体的惯性姿态角速度和线加速度，为“天和”在轨稳定运行和实现精确交会对接提供重要参考信息。作为工程的参与者，13所为空间 站GNC分 系统 研制生产的惯性测量设 备光 纤IMU 是 经过百余位研制、生产人员精益求精，数年持续攻关而打造出的精品。

13所还为天和核心舱提供了两型石英挠性加速度计，分别用于天和核心舱舱内微振动环境的实时监测以及“天和”太阳翼微振动实时监测。

这两型石英加速度计具有启动快、精度高、可靠性高、性能稳定、环境适应性好、测量动态范围宽等优点，能够满足国内宇航领域对新一代高精度、高可靠性、高稳定性惯性仪表的需求，具有自主知识产权，技术水平属国内领先、国际先进，是完成天和核心舱长时间在轨飞行需求而研制的核心加速度计传感器。

此外，16所（7171厂）研制的二浮陀螺仪是空间站控制分系统最为重要的单机之一，直接影响控制系统的姿态控制精度。773所还为“天和”配套了舱外作业用矩形电连接器、舱外射频连接器、舱外光纤连接器、大功率直流接触器等多款重要产品。

让长五 B 火箭既安全又“智慧”

在长五B火箭上，九院为火箭研制生产的多款智能产品遍布火箭全身，让火箭既安全又“智慧”，助力火箭顺利将核心舱送至预定轨道。

箭载计算机：火箭精确入轨的“大脑”

箭载计算机是火箭的“大脑”，是火箭控制系统的核心设备。为了让长五B火箭的反应更快更敏捷，771所研制团队在传统三模冗余设计的基础上自主开发了控制周期同 步技术，同步精度达到纳秒级，确保精 确 输出控制指令。其内部还设计了特有的“听诊器”，能够自动“听诊”飞行控制软件运行过程中的各类重要参数。这套“听诊”技能称之为总线监控技术，可及时、有效地发现系统中存在的隐患和问题，为系统的故障定位提供判定依据。

为让“胖五B”健康上天，在地面，771所还为火箭专门打造了一位“门诊专家”，这就是地面计算机。它负责在发射前对火箭进行各种 严 格“体检”，时刻了解 火 箭 的“身 体 状况”；同时它还具有地面指挥中心与箭上设备之间的“信息中转站”的作用，及时接收箭上的状态信息，确认火箭发射前的状态是否正常。

激光惯组与光纤惯组：火箭的明亮“眼睛”

要想实时感知火箭的飞行姿态、飞行速度等信息，同时控制箭体的运行轨迹，就要依靠激光惯组。它是整个火箭的明亮“眼睛”，确保火箭始终沿着准确的路线飞行。

激光惯组是长五系列运载火箭控制系统的重要单机，每发火箭都使用激光惯组作为主份惯性导航系统。13所研制团队创新提出了集成一体化惯性本体设计方案，不仅极大提高了产品的高可靠性，还使激光惯组具有了小型化、高可靠、高精度、长寿命、测量范围广等多种优势。

而13所的光纤惯组则用于提供火箭沿惯性坐标系3个方向的视加速度和角速度信息，供箭载计算机建立数学平台，进行姿态计算和导航制导计算。该产品已随“胖五”经历了多次飞行任务，获得了上级和用户单位的好评。

772所自主研制的高性能FPGA，负责助力惯性导航系统姿态控制，确保长五火箭的飞行速度和轨迹可控，是惯性导航系统的“联络员”。该所自主研制的AD/DA转换器是惯组中的核心器件，充当模拟和数字信号转换的“枢纽”。

遥测高速数据传输：为火箭打造信息“高速路”

“双点频高码率调频遥测技术”是长五系列运载火箭的关键创新技术之一，704所通过基础技术创新，突破了遥测高速数据传输瓶颈。

长五系列运载火箭遥测采用的信号体制虽然具有很强的抗火焰、抗极化、抗多径衰落、抗相位干扰能力。但长期以来，该遥测体制存在解调门限效应，在弱信号时难以正常解调，成为遥测体制性能提升的瓶颈。704所的攻关团队通过应用“双点频高码率调频遥测技术”，成功解决了困扰遥测领域数十年的解调门限效应问题，大幅提升整个遥测系统的性能。

长五B火箭飞天后，无论飞多高，飞多远，在中国文昌航天发射场，704所为火箭配置的遥测地面接收系统，都能对火箭飞行进行遥测跟踪，始终守护着火箭的一举一动。

同样发挥作用的还有289厂配套研制的数据采编器。它负责在运载火箭助推段采集箭上多种数据，并保障与地面指挥中心信息传输互通，是火箭升往太空路上的“晴雨表”。

传感器、变换器：遍布火箭全身的敏感“神经”

传感器、变换器遍布火箭全身，它们就像是火箭身上的敏感“神经”，清晰准确地监视和记录着箭上各个系统和部位的参数状态，对监测火箭飞行状态发挥着至关重要的作用。

特别是长五B火箭采用了新型的液氧煤油发动机和液氢液氧发动机。因此，火箭存在大量的低温条件液位和温度测量需求，以及高温增压环境测量需求。为此，704所专门研制生产了浸入式超低温薄膜压力传感器，它负责直接测量火箭发动机推进剂输送管的压力，准确监测飞行过程中动力系统的状态。因为液氢/液氧环境温度极低，对测试产品提出了极高的挑战，目前国内仅有704所能够研制满足该超低温环境的压力传感器产品。

卫星导航设备：火箭的精准“千里眼”

精准可靠的卫星导航是确保火箭精确入轨的关键。

卫星导航接收机应用于控制系统，它通过接收北斗卫星信号完成高动态条件下的跟踪锁定，并与惯性测量构成组合导航系统，扮演着为火箭导航的重要角色，是火箭入轨精度的重要保证。而卫星定位接收机用于遥测系统，它负责在火箭飞行中进行实时定位报轨，是监测系统的“千里眼”。

为确保火箭在旋转及复杂姿态变化的条件下实现不间断定位，704所的研制团队对这两套产品均采用了四分集收星方案，极大地提高了定位精度和可靠性，有力保证了火箭高精度入轨。

其实，在本次任务中，九院还有多家单位参与研制配套任务，例如539厂为火箭测量分系统配套的天馈产品；825厂提供了舱—箭分离机构、系统级信号传输网络等关键部件以及1553B总线网络；165厂提供的电磁继电器、固体继电器、延时继电器和连接器等产品；200厂提供的电线电缆；7107厂提供的微波开关等。这些产品均为任务的圆满成功发挥了重要作用。

本版图片由九院和记者宿东提供