当前位置： 测量装置 >> 测量装置前景 >> 守护天和驻寰宇航天九院为天和核心舱发
让核心舱既舒适又智能
在天和核心舱上，安装着大量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。它们如同一个个忠诚的“卫士”，守护着核心舱的稳定运行和宇航员的生命安全。环控生保系列设备：守护宇航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。这就离不开九院提供的多种环境测量设备。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。所项目研制团队经过近十年的攻关，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。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，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。所宇航团队
环控生保分系统中，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，使宇航员在太空生活得到保障。厂电缆网装配团队
不仅如此，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活。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，他们是所为核心舱精心打造的“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，以及关键事件等信息收入囊中。经过有序分类、识别、处理和重组，一边向对应单机发布命令、返回结果，另一边继续源源不断地将一包包丰富的数据送回地面站，时刻向地面汇报着整船和宇航员们的状态。而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设备的运行参数、健康管理数据、监控数据等关键信息。它可以随时为宇航员和地面测控系统提供数据检索服务。比如，当宇航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的历史参数，分析制定维修策略。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。多台设备间定期进行数据备份，服务器一旦遇到故障，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。所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。文昌前线的所党员突击队
高可靠SPARC处理器：核心舱上的“芯大脑”所自主设计的高可靠SPARC处理器BM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、B总线、大容量SRAM存储器、专用ASIC集成电路等32款余只集成电路，为空间站核心器件提供全方位支撑。所FPGA团队
频率综合器：整舱标准信号的“心脏源”厂研制的频率综合器属核心舱测控分系统，为舱内遥测设备、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。需要频率综合器信号的设备众多，频率综合器就是整舱时间标准信号的“心脏源”及“基准源”，众多设备只有心脏的正常跳动才能保证其它设备的有效运作。天和核心舱配备的频率综合器设计工作寿命为15年，将首次面临在轨长期工作的考验。为此，研制人员对关键器件进行了专项可靠性提升，确保了产品质量。设计时还考虑到了在轨可维修的手段，在研制团队不断改进下，实现航天员可以在轨整机更换维修，最大可能地保证了产品长时间有效使用。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。它还能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。这就是厂提供的推进管理器。厂研制团队
不仅如此，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，为核心舱在轨稳定运行和实现精确交会对接提供重要参考信息。13所为空间站GNC分系统研制生产的惯性测量设备光纤IMU，是百余位研制生产人员精益求精、多年持续攻关打造出的精品。文昌前线的13所科研人员
13所还为核心舱提供了两型石英挠性加速度计，分别用于舱内微振动环境的实时监测以及“天和一号”太阳翼微振动实时监测。这两型石英加速度计是为满足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，具有启动快、精度高、可靠性高、性能稳定、环境适应好、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。此外，16所（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。所还为核心舱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。16所（厂）二浮陀螺团队
医学监测设备：宇航员的贴心“小护士”在太空中，宇航员的身体健康状况极为重要。在天和核心舱上，安装了很多监测宇航员身体状况的医学监测设备，在长期飞行中为宇航员提供全面有效的健康医学监督和保障。其中，多台关键设备由所研制生产：无线生理信号检测装置负责监测宇航员的心电、呼吸、体温；睡眠监护仪采集宇航员睡眠时产生的生理信号，为评估宇航员睡眠质量提供数据；还有采集宇航员常规心电、运动心电的动态心电监测仪；监测宇航员各项血液动力学参数的无创血液动力学监护仪等。让运载火箭既安全又智慧
在长征五号B运载火箭上，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”，帮助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。为了让火箭的反应更快更敏捷，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”技能叫做总线监控技术，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。所运载团队
为了让“胖五”健康上天，在地面，所还为火箭专门打造了一位“门诊专家”，即地面计算机。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”作用，及时接收箭上状态信息，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。激光惯组是长征五号运载火箭控制系统的重要单机，每发火箭都使用2套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三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，获得上级和用户单位的一致好评。所自主研制的高性能FPGA，负责助力惯性导航系统姿态控制，确保长征五号火箭的飞行速度和轨迹可控，是惯性导航系统的“联络员”。该所还为火箭提供了自主研制的AD/DA转换器，这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，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，但仍存在解调门限效应，在弱信号时难以正常解调。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，大幅提升了整个遥测系统的性能。长五火箭飞天后，无论飞得多高、多远，在海南发射基地，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