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助力天和核心舱发射的黑科技

　　中央纪委国家监委网站 初英杰

　　4月29日，我国空间站天和核心舱随长征五号B运载火箭成功升空，顺利发射入轨，我国载人航天事业再上新高度。

　　此次任务中，由航天科工集团二院23所、25所、203所和206所等院属单位研制生产的测量雷达、声表产品、微波雷达、晶体元器件及尿处理子系统等多项配套技术产品，为天和核心舱成功发射提供全程保障服务。

　　测量雷达保障稳定飞行

　　在天和核心舱发射任务中，两部固定式脉冲测量雷达化身火箭“保护神”，火箭飞到哪里，雷达就像“眼睛”一样“看”到哪里。

　　外观比一节火车车厢还大的天和核心舱，在雷达屏幕上只是一个小点，不断跳动闪耀，画出线条。一旦火箭飞行出现偏移轨道的状况，即刻就能被发现。

　　固定式脉冲测量雷达主要用于运载火箭发射上升段的外弹道测量，为文昌发射场指控中心实时提供火箭距离、方位、俯仰等精确坐标信息和径向速度数据，全力保障发射任务。

　　在文昌发射场安装以来，这两部“功勋”雷达已成功完成80多次测量任务。

　　声表产品护航通信畅通

　　除了启程段的雷达保障，在发射、升空在轨期间，声表滤波器和扼流圈为天和核心舱传输系统、通信分系统等关键部位提供通信保障服务。

　　声表滤波器用于滤除高次谐波、镜像信息、发射漏泄信号以及各类寄生杂波干扰等飞行不同阶段各种干扰信号，保障通信清晰传回地面。扼流圈则用于抑制因环境变化引起的设备电路电流突变，提升设备抗电磁干扰能力，保障设备可靠性。

　　为了保障器件在太空中的高可靠性，声表器件在百级超净间加工，至少经历3次超声波或等离子清洗。这些产品虽体积不足指尖大、重量微乎其微，却以极其稳定的可靠性，广泛应用在航天器系统的传输系统、通信分系统等关键部位中。

　　晶体元器件打造可靠“心脏”

　　晶体元器件通常被称为电子设备的“心脏”，可以产生电子设备中的频率信号。此次任务中，航天科工二院203所研制配套了包括石英谐振器、晶体振荡器在内的9种型号、数百只晶体元器件产品，为空间站打造了非常可靠的“心脏”，护佑天和核心舱成功发射。

　　在天和核心舱的控制系统、导航系统和通信系统中用到的大量晶体元器件，有的像一元硬币般大，有的仅绿豆大小。它们产生的信号成为天和核心舱稳定跳动的“脉搏”，助力天和核心舱在太空中飞得又高又稳，并确保与地面互相“看得见”、“听得清”。

　　这些晶体元器件产品具有高可靠、小尺寸、优指标、低老化、长寿命等优良特性。它们“身经百战”，为通讯、导航和控制系统等提供时间频率基准。

　　微波雷达为空间站建设“穿针引线”

　　在空间站建设环节，航天科工二院25所微波雷达承担着载人航天工程“第三步”——为空间站建设“穿针引线”。

　　微波雷达由雷达主机和应答机两部分组成，分别安装在用于交会对接的两个航天器上。在空间站建设中，核心舱安装了三台应答机，雷达主机分别安装于货运和载人飞船上。微波雷达作为中远距离的测量手段，在交会对接过程中为飞船与空间站核心舱提供精确测距、测速、测角信息及通信数据，实现远距离捕获、稳定跟踪、精准导引。

　　此次任务中，该所应答机随空间站核心舱发射升空。编制了不同ID编号的三台应答机分别安装在核心舱的三个对接口处，随核心舱长期在轨运行，为后续空间站建设中多舱对接任务提前做好准备。

　　该所研制的微波雷达自2011年首次实现神舟八号和天宫一号的交会对接，到2020年跨越38万公里成功助力嫦娥五号上演“太空牵手”，已实现“六战六捷”。

　　“超级净化器”实现变废为宝

　　二院206所研制的环控生保尿处理子系统及电解水净化器等组件产品，作为天和核心舱环控生保关键子系统之一，在此次任务中备受关注。

　　尿处理子系统是空间站内水资源循环利用的重要环节，同时也是载人空间站任务实现航天员长期在轨驻留的标志性关键产品之一，对于空间站建造与运营具有重要支撑作用。

　　“在单一工作周期内，尿处理子系统能够从6升尿液中提出5升的蒸馏水，且经过净化的再生水超出国家卫生标准，完全可以满足在空间站中长期驻留的航天员清洁、制氧等多种用途。”206所空间机电技术研究室主任崔广志介绍道。

　　尿处理子系统采用蒸汽压缩蒸馏技术将预处理后的尿液进行旋转蒸馏，收集到的水蒸气冷凝后形成蒸馏水，然后将蒸馏水输出给水处理子系统进行深度净化处理，从而把尿液中的水分重新提取利用，在真正实现空间站水资源循环利用的同时减轻了货运飞船的载荷负担，大大降低了空间站运营成本。