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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

“天舟一号”还有一项重要任务是空中“加油”,在完成与天宫二号交会对接、进入组合体飞行模式后,推进系统补加驱动器将在六个月的空间实验室任务中开展补加功能的试验验证工作。组合体飞行过程中,上海航天技术研究院研制的推进控制驱动器将执行控制系统指令,控制所有发动机和管路阀门,对组合体进行姿态和轨道控制。

上海航天技术研究院院长代守仑告诉记者,回顾神舟一号至神舟十一号、天宫一号、天宫二号的13次发射任务中,上海航天承担的任务均取得了圆满成功,特别是历经多年研制的对接机构在确保任务成功中发挥了关键作用。

而在后续载人航天任务中,除了载人飞船、货运飞船、空间实验室等任务以外,上海航天还承担了空间站实验舱Ⅱ总体任务,空间站系统的对接机构、电源分系统及非密封舱结构与总装、测控通信设备,光学舱系统能源功能、对接子功能、测控通信设备等研制任务。

在“天舟一号”电子控制系统中,位于无锡市滨湖区蠡园开发区的中科芯(58所)贡献两款核心芯片,控制飞船的动作,无论捕获、缓冲还是拉近,可以做到毫厘不差。

据中科芯的工程师介绍,“天舟一号”电子控制系统犹如飞船的大脑和神经,而这两款芯片就像“神经网络”,发出无数条支线数据命令,连接飞船各个“器官”间的数据通信,控制飞船完成各种高难度的动作。这两款型号芯片除用于“天舟一号”,还用于“天宫二号”“神舟十一号”以及部分民用产品,显示出出众的稳定性和可靠性。研发团队凭此申请了20多项专利。

抗辐射是科研人员在芯片设计中遇到的一大难题。据研发人员蔡洁明介绍,高轨太空的辐射环境十分恶劣,芯片如果不能抵御辐射,就会发出错误命令和数据,可能造成飞船功能失常或运行失误。研发期间,蔡洁明和同事每周加班二三十个小时,两年艰苦攻关,前后四易方案,终于使芯片抗辐射数据达到设计要求。经过抗辐射加固的芯片就像肌肉发达的“拳击手”,能承受来自各个方向、各种距离的带电粒子、质子的打击而屹立不倒。

在“天舟一号”的运载系统和飞船系统中配套的多款电源产品,是由位于合肥中国电科43所提供的,包括天舟飞船使用的六大系列22个品种DC/DC变换器和EMI滤波器。

这是我国乃至国际系列化程度最高、品种数最多、功率覆盖最全的系列产品,产品技术指标鉴定为“国际领先”水平,具有首创意义,提升了我国供电母线体系的整体水平。

据中国电科43所相关研发人员介绍,为完成本次任务,中国电科43所经受了两大考验,首先,在长征七号运载火箭第一次执行正式发射任务中,研制生产了多款专用高可靠的DC/DC变换器和EMI滤波器,为火箭精度控制提供稳定可靠的电能源转换。其次,为“天舟一号”飞船研制生产了系列化宇航级的DC/DC变换器和EMI滤波器,将航天器母线电压提升近4倍,有效提升了飞船的载荷能力和供电总效率。这些电源产品均是“天舟一号”飞船的核心部件,犹如飞船的“心脏”。

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