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天舟一号大刀阔斧使用国产核心元器件 为未来空间建设打下基础

在天舟一号的推进舱和货物舱内遍布电子控制系统中,中国电科研发的抗辐射加固1553B总线控制器在天舟数管分系统得以应用,以实现数据命令的可靠传输及部分设备的有效控制,犹如天舟一号的部分“神经网络”,发出无数的支线数据命令,实现各个神经、器官的数据通信,共同完成天舟的各种动作。针对芯片中的存储器、触发器等薄弱、敏感单位,该集团进行了逻辑层面的抗辐射加固设计,同时在版图设计中进行单独全定制设计,实现了最终抗总剂量能力达到国际先进水平。

同时,天舟一号上搭载了该集团配套了100%全国产自主研发的10余种70余只传感器、多组光缆及光纤连接器这些关键“神经元”,实现了核心器件自主可控。其中,传感器遍布飞船的热控、推进、环控生保等分系统,配套种类包括压力、温度、湿度、氧气、二氧化碳、离子感烟、差定温等传感器,可实现环境监测与控制及飞行姿态调整等。光缆及光纤连接器用于光端机和光探测器之间光路的通信互连及数据的高速双向传输,保证飞船在轨运行期间数据传输的稳定性和可靠性。

此外,该集团研制的国内首款应用频率达到40GHz的微波传输端子及外壳,首次研制成功100VDC/DC电源和EMI滤波器,使天舟一号中的航天器母线电压提升到100V,有效提升了载荷能力和供电总效率。

同时,天舟一号上搭载了该集团配套了100%全国产自主研发的10余种70余只传感器、多组光缆及光纤连接器这些关键“神经元”,实现了核心器件自主可控。此外,该集团研制的国内首款应用频率达到40GHz的微波传输端子及外壳,首次研制成功100VDC/DC电源和EMI滤波器,使天舟一号中的航天器母线电压提升到100V,有效提升了载荷能力和供电总效率。

据了解,激光交会对接雷达和光学成像敏感器等的使用便是天舟一号货运飞船与天宫二号成功进行交会对接的关键。这两款由中国电子科技集团研制的核心组件保证了两个高速运行的飞行器更加迅速、可靠地对接在一起。

两个飞行器在太空中要经过几十万公里的追逐,最终完成精准地对接,这一过程被航天人比喻成“穿针引线”。经过相关单位的多次实验和努力,中国交会对接设备突破了多项技术,性能明显优于国际同类产品,处于国际领先水平。

“在对接过程中,两个飞行器飞行速度为7.9公里/秒,要在如此速度下完成绕飞对接和快速交会对接,这就要求激光雷达始终保持较为宽广的视角和更高精度的测量跟踪。”据中国电科激光雷达总师屈恒阔介绍,在天宫二号上搭载了中国电科研制的激光雷达合作目标,天舟一号搭载了激光雷达主机和信息处理机。其探测的基本过程,是由安装在飞船上的激光雷达系统发出激光束,激光束照射到天宫二号上后返回信号,激光雷达系统再根据接收到的返回信号计算分析。“天宫二号携带的激光雷达合作目标装载了特殊的玻璃棱镜,可以从多方位、大范围内反射激光雷达的光信号,配合激光雷达完成距离、角度等飞行参数的测量,确保飞船进行精准对接。”

最终,在同等体积重量功耗下,中国电科的激光雷达工作范围比国外同类产品增大了两倍以上,实现了全范围内高精度测量跟踪。

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