當(dāng)天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器帶著中國(guó)人對(duì)于空間站的美好希冀邁出了堅(jiān)定的第一步，這背后的技術(shù)和細(xì)節(jié)被廣泛關(guān)注。

    作為我國(guó)國(guó)防科技工業(yè)的中堅(jiān)力量，中國(guó)航天科工集團(tuán)公司依托55年發(fā)展根基，集聚強(qiáng)大的航天技術(shù)優(yōu)勢(shì)，多項(xiàng)技術(shù)產(chǎn)品為天宮一號(hào)的成功發(fā)射、精準(zhǔn)入軌提供了有力技術(shù)支撐。

    把空調(diào)、醫(yī)院安在“天宮”

    當(dāng)天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器在軌道上飛行時(shí)，由航天科工九院研制的環(huán)控生保、醫(yī)監(jiān)醫(yī)保產(chǎn)品及相關(guān)測(cè)試設(shè)備也進(jìn)入了搭載考核階段。雖然“天宮一號(hào)”以及等待發(fā)射的“神舟八號(hào)”并不載人，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，要使航天員在太空中真正安全、舒適，所有環(huán)節(jié)都必須經(jīng)受考驗(yàn)。

    特殊“太空空調(diào)”，如氣體流量調(diào)節(jié)裝置、航天服溫控調(diào)節(jié)裝置等作為環(huán)境控制及生命保護(hù)分系統(tǒng)產(chǎn)品，在航天員的飛行試驗(yàn)中發(fā)揮著特殊的作用。

    氣體流量調(diào)節(jié)裝置可以通過(guò)電動(dòng)艙外控制器遠(yuǎn)距離對(duì)飛船內(nèi)的氣體流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證艙中具有適宜的生活、工作環(huán)境；航天服溫控調(diào)節(jié)裝置則能夠調(diào)節(jié)航天服內(nèi)的溫度，確保航天服能夠適應(yīng)太空驟冷、驟熱的環(huán)境，保證航天員的安全、舒適。因?yàn)樘�空環(huán)境的差異，這部“空調(diào)”的設(shè)計(jì)原理和使用方法與我們?nèi)粘＜矣每照{(diào)大不相同。

    微型“太空醫(yī)院”，主要是通過(guò)生理信號(hào)測(cè)試盒、心電記錄裝置、醫(yī)監(jiān)生化檢測(cè)裝置、質(zhì)量測(cè)量?jī)x等監(jiān)測(cè)航天員的心電、呼吸、體溫、尿液各項(xiàng)生理指標(biāo)，并將數(shù)據(jù)自動(dòng)分析后傳送至地面設(shè)備，以便地面人員對(duì)航天員的身體狀況進(jìn)行實(shí)施監(jiān)控。此外，還有一臺(tái)特別的太空健身器――神經(jīng)肌肉刺激儀，對(duì)航天員進(jìn)行電脈沖刺激，協(xié)助航天員進(jìn)行肌肉疲勞恢復(fù)和肌肉力量訓(xùn)練，以防止長(zhǎng)期飛行試驗(yàn)造成的肌肉萎縮。“太空醫(yī)院”中的這些裝置，小至煙盒大小、最大不過(guò)成人巴掌大。

    晶體元器件——穩(wěn)定跳動(dòng)的天宮導(dǎo)航通信“心臟”

    “天宮一號(hào)”發(fā)射，舉世矚目。它為什么能精確地按照指定路線遨游太空？也許有人說(shuō)是因?yàn)橛锌煽康膶?dǎo)航系統(tǒng)，也許有人說(shuō)是因?yàn)橛芯�密的通信系統(tǒng)。

    而很少有人知道，無(wú)論是導(dǎo)航系統(tǒng)還是通信系統(tǒng)，只要與發(fā)出或接受信號(hào)有關(guān)的部件，都有一顆和人類一樣跳動(dòng)頻率穩(wěn)定的“心臟”——晶體元器件。

    航天科工科研人員憑借創(chuàng)新思維和過(guò)硬技術(shù)，為“天宮一號(hào)”提供了堅(jiān)強(qiáng)穩(wěn)定的“心臟”，確保其發(fā)射成功和穩(wěn)定運(yùn)行。

    隨著數(shù)字化時(shí)代的到來(lái)，頻率一詞被越來(lái)越多人所接觸。晶體元器件就是一種神奇的頻率產(chǎn)生器，它最基本的原理是壓電效應(yīng)——石英晶體的形狀變化會(huì)產(chǎn)生固定頻率的電信號(hào)，通過(guò)頻率控制手段，晶體元器件就更能大展拳腳，發(fā)揮它在航天工程上的重要作用，如同人的心臟一樣，使用一個(gè)穩(wěn)定頻率為“天宮一號(hào)”的各個(gè)分系統(tǒng)提供信號(hào)源。

    航天科工二院203所作為中國(guó)航天最早的晶體元器件研制單位，承擔(dān)了為“天宮一號(hào)”和神舟飛船提供時(shí)頻核心——晶體元器件的光榮使命，共為“天宮一號(hào)”配套了1000余只晶體元器件，為導(dǎo)航和通信等功能提供了堅(jiān)實(shí)保障。

    作為“天宮一號(hào)”的心臟，晶體元器件的重要性不言而喻，其設(shè)計(jì)加工過(guò)程可謂精雕細(xì)琢，不允許有半點(diǎn)瑕疵。每一個(gè)合格的晶體元器件，其原料石英振子需在20倍、50倍、200倍顯微鏡下“過(guò)關(guān)斬將”，其加工環(huán)境更是要求苛刻：高于萬(wàn)級(jí)潔凈度的超凈廠房，至少經(jīng)歷3次的超聲波或等離子清洗，連封裝都需要高真空環(huán)境。

    自動(dòng)判讀軟件——航天器測(cè)試的智庫(kù)

    測(cè)試，是航天器飛行之前的重要一環(huán)。測(cè)試就像健康大檢查，檢查到位、醫(yī)生負(fù)責(zé)，才能保證體檢的質(zhì)量。航天科工所屬航天測(cè)控公司研發(fā)的應(yīng)用于天宮一號(hào)等航天器測(cè)試的自動(dòng)判讀軟件不僅是一臺(tái)全面的體檢設(shè)備，更是一個(gè)儲(chǔ)存了各界名醫(yī)經(jīng)驗(yàn)與醫(yī)術(shù)的智庫(kù)。它集合了眾多航天專家頭腦中的經(jīng)驗(yàn)和智慧，測(cè)得數(shù)據(jù)之后自動(dòng)與“大腦”中的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比對(duì)，馬上告訴你航天器的狀態(tài)是否正常，贏得廣大航天測(cè)試人員的廣泛好評(píng)。

    該軟件的投入應(yīng)用，不僅緩解了我國(guó)航天器專家人員不足的矛盾，而且極大地減輕了航天器專家的數(shù)據(jù)判讀負(fù)擔(dān)，提高了數(shù)據(jù)判讀的準(zhǔn)確性，提升了航天器潛在故障發(fā)現(xiàn)能力。

    “載人航天器測(cè)試數(shù)據(jù)自動(dòng)判讀軟件”已在載人航天工程型號(hào)地面測(cè)試中全面投入使用，使用過(guò)程中取得了令人滿意的效果——大幅度提高了測(cè)試的自動(dòng)化程度，有效發(fā)現(xiàn)了型號(hào)的多處隱患，解決了以往人工測(cè)試中無(wú)法對(duì)大數(shù)據(jù)量、高速數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)視、準(zhǔn)確判讀的問(wèn)題，得到了型號(hào)總師和測(cè)試人員的一致認(rèn)可。

    據(jù)悉，我國(guó)航天器技術(shù)的發(fā)展已進(jìn)入到“高精尖”階段，這導(dǎo)致需要處理的信息量日益龐大、處理信息的速度日益加快、數(shù)據(jù)之間的關(guān)系日益復(fù)雜，以往的人工識(shí)別判斷的模式已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足對(duì)航天器進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的需要。“十一五”后期和“十二五”，我國(guó)進(jìn)入了衛(wèi)星密集發(fā)射階段，現(xiàn)有的航天器專家數(shù)量亦遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足發(fā)射需求，而培養(yǎng)一個(gè)航天器專家又需要較長(zhǎng)時(shí)間。為解決以上難題，測(cè)控公司專門研制了“載人航天器測(cè)試數(shù)據(jù)自動(dòng)判讀軟件”，以此軟件來(lái)代替航天器專家的部分?jǐn)?shù)據(jù)判讀工作。

    測(cè)控公司還攻克了難以將專家經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為判讀知識(shí)的技術(shù)難題，設(shè)計(jì)了一套專門面向航天器的知識(shí)表示體系，用以描述航天器實(shí)際測(cè)試中出現(xiàn)的各種狀態(tài)，把航天器專家腦海里的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別和執(zhí)行的信息，建立和完善了“航天器專家知識(shí)庫(kù)”。

    首席太空高級(jí)電源專家

    在中國(guó)宇航領(lǐng)域，科研人員都知道來(lái)自航天科工061基地的梅嶺電源。它作為中國(guó)航天電源的佼佼者，被冠以“首席太空電源專家”的雅稱。此次發(fā)射中，長(zhǎng)征二號(hào)F火箭控制、遙測(cè)、外安、故障檢測(cè)等系統(tǒng)使用的鋅銀電池均來(lái)自梅嶺。

    自創(chuàng)建以來(lái)，梅嶺廠無(wú)數(shù)次為我國(guó)各類航天重點(diǎn)發(fā)射任務(wù)保駕護(hù)航，創(chuàng)造了一個(gè)個(gè)令人驕傲的第一：發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅”的運(yùn)載火箭電源；第一顆返回式衛(wèi)星及發(fā)射該衛(wèi)星的長(zhǎng)征二號(hào)運(yùn)載火箭電源；第一枚捆綁式運(yùn)載火箭電源；第一艘載人飛船用電源，第一次航天員出艙活動(dòng)航天服用電源。

    神舟飛天，嫦娥奔月，北斗閃爍，可以說(shuō)每一次衛(wèi)星上天，每一次火箭升空，中國(guó)航天每一次振奮人心的成功，都凝聚了梅嶺廠員工的智慧和心血，都閃耀著梅嶺電源與中國(guó)航天同步發(fā)展的光輝。

    神舟七號(hào)任務(wù)中，艙外航天服電源是一個(gè)難點(diǎn)。在接到該電源研制這一光榮的任務(wù)之后，工廠立即組織科研隊(duì)伍投入到技術(shù)攻關(guān)中。在沒(méi)有任何可借鑒資料的條件下，梅嶺廠科研團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)復(fù)型設(shè)計(jì)，自主創(chuàng)新，打破封鎖，在不到一年的時(shí)間里，攻克多項(xiàng)技術(shù)難關(guān)，成功研制出我國(guó)第一臺(tái)航天服專用電池。經(jīng)使用驗(yàn)證，梅嶺廠生產(chǎn)的航天服電池性能比國(guó)外同類產(chǎn)品高出10％以上，屬世界領(lǐng)先水平，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。該項(xiàng)目榮獲了國(guó)防科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。

    鉚緊“天宮”的每顆螺釘

    鈦合金緊固件，雖然看上去不起眼，但在天宮一號(hào)神舟八號(hào)交會(huì)對(duì)接任務(wù)中卻起著至關(guān)重要的基礎(chǔ)性作用。多年來(lái)，鈦合金新材料成為制約我國(guó)高端緊固件的短板。而中國(guó)航天科工集團(tuán)公司以精湛的制造水平，通過(guò)高端緊固件支撐起了中華民族的飛天夢(mèng)想。

    航天科工所屬航天精工有限公司打造的高標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)緊固件，涉及數(shù)百個(gè)品種，連接起載人航天工程產(chǎn)品的鋼筋鐵骨，從細(xì)微之處確保交會(huì)對(duì)接的安全。據(jù)了解，航天科工提供的鈦合金螺釘、螺栓，占載人航天工程用緊固件總用量90%以上，載人航天鈦合金環(huán)槽鉚釘、鈦鈮鉚釘、鉚螺母等緊固件產(chǎn)品，全部出自航天科工。

    航天精工為“天宮一號(hào)”配套的緊固件產(chǎn)品材料非常特殊，為當(dāng)今世界新型號(hào)所普遍使用的鈦合金新材料。由于鈦合金摩擦系數(shù)大，極易造成刀具、模具磨損，使用壽命不高，同時(shí)產(chǎn)品形狀、使用環(huán)境條件特殊，且加工中可能有氫氧污染問(wèn)題，存在較多的技術(shù)不確定性和較高的工藝難度。

    航天精工充分利用中國(guó)航天科工標(biāo)準(zhǔn)緊固件研究檢測(cè)中心的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，組織了一批技術(shù)水平高、經(jīng)驗(yàn)豐富、吃苦耐勞的中青年專家、技術(shù)人員及技術(shù)顧問(wèn)成立了課題組進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)。參與研制任務(wù)的技術(shù)人員成功地解決了一系列技術(shù)難題，如鈦合金的鐓制成型及成型模具設(shè)計(jì)、鈦合金的熱處理、鈦合金緊固件精密加工等關(guān)鍵技術(shù)難題，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，部分產(chǎn)品成功替代了進(jìn)口，打破了歐美國(guó)家對(duì)我國(guó)的技術(shù)和產(chǎn)品封鎖，為生產(chǎn)出高質(zhì)量的新型航天緊固件提供了堅(jiān)強(qiáng)的技術(shù)保障。<