天舟一號升空的幕後“安全智慧大師”

　　央廣網北京4月24日消息 (王雪姣)4月20日，我國第一個“太空快遞員”——“天舟一號”從海南島升空，開啟它的太空初探索。在這個過程中，它將要和特別能堅守的天宮二號嘗試新的合作方式，進行三次交會對接。

　　在這個過程中，中國電子科技集團公司（以下簡稱“中國電科”）這個“安全智慧大師”對天舟一號進行了全流程、更安全的技術升級和改進，確保日後運送的貨物安然無恙地到達。

　　設備組裝：全國産、更安全的系統組件

　　天舟一號作為我國自主研製的首艘貨運飛船，將主要承擔貨物運輸和推進劑太空在軌補加工作。其貨物運載量是國外貨運飛船的3倍，在功能、性能上都處於國際先進水準。   

　　為了讓這一“高重量級”的“快遞員”安然升空，中國電科為其配備了全國産、更安全的全新“神經系統”、“神經網絡”和“神經元”等，絕對是精彩亮相。

　　本次天舟一號任務中，中國電科研發了數字信號傳輸光模組這一“神經系統”，首次在航天工程上應用，完成飛船艙內視頻、監控、語音信號數據的傳輸。

　　“數字光模組好比人的神經系統，控制著數據的發送、傳遞、接收。比如飛船從宇宙空間採集到的圖像數據、地面控制臺與飛船之間的通話、交匯對接時的傳感數據都是由數字信號傳輸光模組完成。”中國電科數字光模組專家羅洪説。

　　據悉，以往飛船通常應用銅纜傳輸信號，但因為體積大、重量大、傳輸距離短、傳輸速率低、抗干擾能力差的缺點，一直制約飛船發展。“在未來空間站的建設中，由於數據吞吐量的急劇加大，不採用數字信號傳輸光模組，空間站將不堪重負。”

　　中國電科研製的數字信號傳輸光模組與傳統銅纜傳輸系統相比，重量降低到原有的十分之一、體積減小五分之一、傳輸速率從兆比特量級提高到吉比特量級、空間抗輻射能力達到高軌運行能力等優勢，實現了産品的抗輻照、小型化、溫度適應性強、高靈敏度和高速率性能，成功解決了空間飛行器信號傳輸設備的小體積與小重量設計需求，提高了信號傳輸速率，有效提升了空間飛行器信號傳輸性能，可靠保障空間飛行器運行。

　　在天舟一號的推進艙和貨物艙內遍佈電子控制系統，這些猶如它的的“大腦”和“神經”，精準控制著天舟的每一個動作，捕獲、緩衝、拉近，分毫不差、精準無誤。在精細、龐雜的電子控制系統中，中國電科貢獻了兩顆重要的核心晶片——抗輻射加固1553B總線控制器，應用於天舟數管分系統，作用功能是實現數據命令的可靠傳輸及部分設備的有效控制，猶如天舟一號的部分“神經網絡”，發出無數的支線數據命令，實現各個神經、器官的數據通信，共同完成天舟的各種動作。

　　中國電科專門針對晶片中的記憶體、觸發器等薄弱、敏感單位進行邏輯層面的抗輻射加固設計，同時在版圖設計中進行單獨全定制設計，實現了最終抗總劑量能力達到國際先進水準。這就相當於在無盡的太空中，從各個方向、各個距離的帶電粒子的打擊，而經過抗輻射加固的晶片則是一個肌肉發達的“拳擊手”，能夠承受多次打擊而屹立不倒。

　　同時，中國電科為天舟一號配套了100%全國産自主研發的10余種70余只感測器、多組光纜及光纖連接器這些關鍵“神經元”，實現了核心器件自主可控。其中，感測器遍佈飛船的熱控、推進、環控生保等分系統，配套種類包括壓力、溫度、濕度、氧氣、二氧化碳、離子感煙、差定溫等感測器，可實現環境監測與控制及飛行姿態調整等。光纜及光纖連接器用於光端機和光探測器之間光路的通信互連及數據的高速雙向傳輸，保證飛船在軌運行期間數據傳輸的穩定性和可靠性。

　　此外，在“天舟一號”任務配套中，中國電科立足自主創新，研製出了國內首款應用頻率達到40GHz的微波傳輸端子及外殼，首次研製成功100VDC/DC電源和EMI濾波器，使載人航天工程中將航天器母線電壓提升到100V，有效提升了載荷能力和供電總效率。