揭秘天和核心舱的“创新基因”

4月29日11时23分，搭载空间站天和核心舱的长征五 B遥二运载火箭，在我国文昌航天发射场点火升空，约494秒后，天和核心舱与火箭成功分离，进入预定轨道，12时36分，太阳能帆板两翼顺利展开且工作正常，发射任务取得圆满成功。此次发射任务成功，标志着中国空间站在轨组装建造全面展开，为后续关键技术验证和空间站组装建造顺利实施奠定了坚实基础。

首次亮相

新一代载人航天测控通信系统全力护航

航天测控通信作为航天器升空后与地面的唯一联系，可实现对航天器（飞船、空间站等）的轨道测量、遥测遥控和数据传输，是航天器的“生命线”。

作为我国测控通信系统主体研制单位，在天和核心舱发射任务中，中国电科在陆上测控站、海上测量船、中继卫星系统中，从不同维度编织了一条覆盖海、陆、空的通信测控 ，实现100%的测控通信覆盖率，并首次应用了第三代“综合化测控体系”。

“从1999年为‘神舟一 ’任务研发第一代测控系统，到这次的‘天和’核心舱发射任务，我们全程参与载人航天工程历次发射任务，并研发建成了第三代‘综合化测控体制’，测量精度和抗干扰能力大大提高。”中国电科技术专家柴霖介绍，本次“天和”核心舱任务应用的第三代“综合化测控体制”具备多重组、深综合、全国产、高可靠4大特点。

“多重组”是指设备各个环节都可以交叉组合。柴霖介绍，测控通信系统由天线、信道和基带组成，采用了资源重组的先进设计理念和技术，大大提高设备使用率和任务可靠度。

“深综合”是指新一代测控设备既有传统测控功能，又有高速数据传输功能，可实现两类数据融合传输，大量节省资源。更重要的是，综合化设备如智能手机一样，可支持在一套航天测控通信设备中同时安装多个APP（应用程序），不同信 形式、工作模式、技术体制的功能可以同时或分时使用。

同时，在新一代测控系统中，从软件到硬件，从基础元器件到整机、系统，已实现100%国产化，稳定性、可靠性显著提高。

此外，为更清楚获取“天和”核心舱飞行姿态，中国电科对卫星通信系统进行升级，在原有设备基础上将卫星通信能力提高了最高达10倍,首次建设了TDMA组 信道设备,使得任务组 更灵活,节省超50%的卫星资源，大大增强了任务数据传输能力。

首次应用

第三代柔性太阳电池阵打造巨能“翅膀”

本次发射的天和核心舱，中国电科自主研制了柔性三结砷化镓太阳电池阵，这也是该技术在我国航天工程领域的首次应用。

“柔性太阳电池阵是第三代太阳电池阵技术，实现了我国太阳电池阵技术的不断跃升。”中国电科专家于辉介绍，该技术具有输出功率大、重量轻、收藏体积小、在轨寿命长、可重复展收等诸多技术特点。

据悉，该型太阳电池阵具有三大优势：一是轻型超薄可展收。在空间站发射阶段，每块太阳电池板宛如古代奏章，相互折叠紧贴收拢于收藏箱内。其单板厚度不足1mm，单位面积重量仅为传统太阳电池阵的50%，相较于传统太阳电池阵，柔性太阳电池阵的发电能力提高了1倍，而收拢体积则减少了20%，有效节省了空间站各舱段的宝贵空间，提升了其安装载荷能力，更好地满足空间站各项科学试验需求。

二是能量“爆表”寿命长。此次选用的太阳电池阵体积虽小，光电转换效率已达到世界先进水平，远高于传统的太阳电池阵。相比之前载人航天任务最长2年的设计寿命来说，本次空间站任务的在轨运行时间为15年，这意味着柔性太阳电池阵将克服太空中的苛刻条件，让核心舱的在轨运行寿命大大延长。

三是技术指标自主可控。为满足发射需求，中国电科突破了数十项关键技术，目前，太阳电池阵全部技术均实现自主可控，光电转换效率、太阳电池阵输出功率、设计寿命等各项性能指标均达到国际先进水平。

激光交会对接雷达

打造交会对接的“智慧眼”

中国空间站，是一个在轨组装成的具有中国特色的空间实验室系统，各个模块既是独立的飞行器，具备独立飞行能力，又可以与核心舱组成多种形态的空间组合体。

中国电科研制的激光交会对接雷达系统在各个模块中均有安装，在空间站建设及后续运营中发挥重要作用。

激光交会对接雷达包括目标端和激光雷达探测端，在空间站天和核心舱上，前向、后向、径向对接口上，都装有中国电科研制的三组激光交会对接雷达目标端，它们就像是茫茫太空中的灯塔，可以多方位、大范围反射雷达的光信 ，配合激光交会对接雷达完成距离、角度等飞行参数的测量，确保后续实验舱、飞船与核心舱完成精准交会对接。该系列雷达解决了大动态、高精度、多参数实时测量的难题，在设计寿命、作用距离、测角精度等指标方面都优于国外，处于世界领先水平。

在后续发射的实验舱上，中国电科研制的激光交会对接雷达将通过在与核心舱交会对接接近段和靠拢段中，迅速准确地完成对核心舱目标飞行器的搜索、捕获、跟踪测量，直至最后精确锁紧，与飞行器合而为一。在空间站建设阶段，激光交会对接雷达将精确引导三舱紧密对接；在空间站运营阶段，将精准引导载人飞船和货运飞船实现人员和物资的运送。

多类别核心器件

打造“豪华套房”放心管家

天和核心舱重达20吨以上，如果说神舟飞船相当于一辆轿车，天宫一 和天宫二 空间实验室则相当于一室一厅的“公寓”，那么天和核心舱就是三室两厅还带储藏间的“豪华套房”。

在空间站研制过程中，舱体多、构型复杂成为设计的首要难题。为给这一“豪华套房”提供稳定性能，中国电科技术人员配备了多类别核心器件，打造放心管家。

为测量这个22吨的核心舱在发射过程中的载荷，核心舱上共布300多个传感器组件，测量900多路信 。其中，中国电科就为核心舱配套了数十种近五百只传感器，主要用于测量各系统内的压力、温度、湿度、气体、流量等信 ，对核心舱发射及在轨运行起到监测作用，为各系统控制和参数测量提供直接依据。

天和核心舱空间大型机械臂为我国首个具有七个自由度的机械臂，其具有自主“爬行”能力，可实现空间站或其他轨道器内部无人情况下的复杂试验动作。为给这一机械臂注入灵动“基因”，科研人员研制配套了七个关节运动驱动组件及高精度位置传感器、三个末端执行器。其中，七个关节驱动组件及高精度位置传感器是实现机械臂运动、精确定位的执行机构，作为机械臂的核心部件，需具备小体积、大转矩输出能力，并可实现定位锁定，以及锁定后的目标捕获、抓取功能。中国电科突破了空间机械臂核心部件小型化设计技术、长寿命空间运动部件润滑技术等关键技术难题。

此外，天和核心舱还首次应用了千兆万兆一体化光收发组件，在综合分析、精心设计、充分验证的基础上，满足了产品空间辐照、热真空环境下的应用需求。同时，配套了新一代国产高效率、高可靠和长寿命的空间行波管，其效率、相移等关键性能参数已领先国际同类产品。配备的大量滤波器、放大器、微波组件等产品，实现了设计技术创新和工艺技术创新，多项关键技术指标优异，在任务过程发挥重要作用。

（学习军团·解放军新闻传播中心融媒体出品）