壮歌唱响天穹外

+ 张 磊

模拟图

在我国首次载人空间交会对接任务中，中国航天科技集团公司九院共有14家单位参与相关产品的研制配套任务，涉及惯性导航、计算机与微电子、遥测遥控、机电组件等多个专业领域，共提供数百个品种一千余台（套）整机产品、上万只集成电路和元器件，产品遍布载人航天工程八大系统中的七大系统，为任务圆满成功作出了突出贡献。

环控装置——精心呵护航天员的生命之舟

在本次任务中，中国航天科技集团公司九院771所为神舟九号飞船研制了环境控制数据处理装置、舱载医监设备主机等多种产品。

他们研制的环境控制和生命保障数据处理装置，负责及时地对飞船内的环境进行调节除湿，使飞船内的湿度既使航天员感到舒服，同时又符合空间实验对空气湿度的要求。不仅如此，该装置还负责实时采集并计算舱内的氧气、氮气、二氧化碳等气体含量，通过压力控制，保持适合人体生存的常压状态。

该装置通过采集飞船内各种传感数据，获取飞船内部环境数据并进行处理，根据处理结果控制飞船内部各种阀门、泵及风机，为航天员提供舒适环境。此外，该装置还通过飞船数管将有效数据发送至地面，为遥控遥测提供参考。

据从“神一”开始就一直负责环控数据处理装置研制的771所研究员余国强介绍，环控数据处理装置从飞船塔架待命到发射入轨再到返回着陆的整个任务周期内，一直处于工作状态，需要极高的可靠性。为满足可靠性要求，该装置采用双机体系结构设计，支持冗余热备份工作模式，即在装置工作过程中，一机正常工作，另一机处于备份状态，当工作单机出现故障时，备份单机可以随时接管整个装置的工作任务。

舱载医监设备——航天员的“贴身小护士”

由中国航天科技集团公司九院771所研制的舱载医监设备则担负着航天员“贴身小护士”的角色，负责实时全程监测航天员在飞行过程中的心电、心率、呼吸、体温、血压等数字生理信息数据。由于航天员在飞船中人体血压、脉搏等弱信号的采集比较困难，与一般医用监测仪器相比，舱载医监设备在功能、体积、环境等方面大不相同。除了要确保高可靠和安全外，还要求具备检测、存储、传输和处理的功能，检测到的信号通过多种通道传输到主机仪表和装置，从而对航天员实施全面有效的医学监督。

实际上，航天员在飞船上生活，对空气和生活用品的洁净度要求很高。由中国航天科技集团公司九院上海航天公司研制生产的生物监测组件正是用来检测飞船内的空气和航天员生活用品洁净度的，它主要包括气体粒子检测装置和表面微生物检测装置。气体粒子检测装置用来监测气体表面微粒，即舱体空气的清洁度；表面微生物检测装置则用来监测摆放食品等航天员用具台面的清洁度。

逃逸控制——点燃“生”的希望

6月16日18时37分， “长二F”火箭喷射着熊熊火焰，将神舟九号飞船送入太空。发射的瞬间可谓千钧一发，要判断火箭状态是否一切正常，是否需要启动逃逸程序，就要用到中国航天科技集团公司九院航天火箭公司研制的遍布火箭全身的传感器、变换器和中国航天科技集团公司九院771所研制的逃逸控制器。

航天火箭公司研制的各种类型传感器、变换器被安装在火箭内部的各个关键部位。传感器负责感知箭上物理量的变化，变换器负责把物理量转换为电信号实现传输，供给火箭的控制系统和地面控制中心作为判断依据。

而当火箭出现严重故障，危及航天员安全时，逃逸救生判据用加速度传感器会表现为加速度与设计值的偏离，传感器将第一时间感应到这一变化，并向九院771所研制的故障检测处理器发出信号启动逃逸程序。

在接到故障检测处理器的报警信号后，九院771所研制的逃逸程序控制器执行相应的逃逸程序，适时发出一系列指令，并向逃逸发动机发出点火指令。

手控惯组——力保实现完美对接

在本次任务中，航天员要手动控制神舟九号飞船与天宫一号目标飞行器进行对接。有人将这比喻为打靶瞄准，航天员根据屏幕上的十字刻度来对准目标。当航天员发现飞船偏离对准目标时，就会通过操作控制手柄来及时调整飞船的位置。

此时就需要用到中国航天科技集团公司九院13所时代光电公司研制生产的手控光纤关组。它的主要作用就是稳定飞船姿态，保证航天员可以将飞船稳定在预定的位置上，从而保证其平稳地沿着预定轨道进行交会对接。只要飞船稍微偏离航天员设定的预定目标，光纤陀螺就可以检测出偏差值，进而通过控制系统的反馈，将飞船重新稳定在预定目标上。

据九院13所时代光电公司总经理王巍介绍：“手控光纤惯组的研制以自主创新为立足点，努力突破技术瓶颈和技术封锁，通过一系列技术攻关和发明创新，取得了新型全固态惯性技术在我国载人航天工程上成功应用的重大突破，实现了关键技术跨越五至十年、单项技术达到世界先进水平的跨越式发展。”

Y88电连接器——打通“神九”与“天宫”的经脉

中国航天科技集团公司九院郑州航天公司自主研制生产的导通“神九”和“天宫一号”之间电路的Y88电连接器是交会对接三步中粗对接、精对接和对接机构中的电连接器对接的最后一步对接。

该型号电连接器不仅具有良好的电路浮动断接功能，更具备适应空间轨道高真空环境的热真空释气性能和空间轨道温度应力环境的热循环、热真空、热真空寿命，以及空间轨道辐射环境的带电粒子辐射等一系列特殊环境，符合空间站长寿命使用要求。

负责电连接器研发的邹翔介绍，因应用场合十分特殊，在误差范围的控制上，必须实现在太空环境中插合和分离两个相反功能的准确性。只有做到万无一失的接触可靠，插拔自如，才能确保动力信号、控制信号和通信信号准确传输到位，从而使“神九”与“天宫一号”两个航天器合二为一。

计算机——让火箭精确入轨的“大脑”

负责指引神舟九号飞船准确地进入预定轨道进而再与“天宫一号”对接的是由中国航天科技集团公司九院771所研制生产的计算机。

为了最大程度地提高计算机的可靠性，让航天员放心地乘坐火箭升空，中国航天科技集团公司九院771所对箭载计算机在以前的3冗余设计的基础上进行了全新设计，从根本上提高了信息处理的可靠性。

中国航天科技集团公司九院693厂

重新设计的箭载计算机由以前的只有接口部分采用冗余设计改为全部的3冗余系统机构，攻克了三机同步及信息交互技术、故障诊断隔离及系统重构技术、恶劣环境下信号完整性技术等诸多的技术难题，一系列的全新设计让箭载计算机系统的失效问题成为微小的极小概率事件。

惯性器件——飞行器的“明亮双眸”

中国航天科技集团公司九院13所为“长二F”火箭研制的惯性器件和计算机系统、伺服系统一起构成火箭的控制系统，为运载火箭提供飞行姿态、方位、速度、位置等信息，是飞行器和稳定系统的基础。

九院13所的设计师们用先进的冗余技术，较好地满足了发射任务的可靠性要求。此次任务中设计人员为控制系统配备了两套捷联惯性测量组合，并通过技术手段使它们通力协作、互为补充，阻断故障的可能性。

此外，为了万无一失，设计人员在系统级冗余设计理念的基础上，对每套惯性测量组合中的仪表系统都进行了“备份”，也称仪表级冗余设计。在遇到故障情况时，会有相应的备份继续工作保障系统正常运行，这就像是为产品上了一份双保险，最大程度地保证了产品的万无一失。

测控通信——架起天地间通讯的“桥梁”

在本次任务中，中国航天科技集团公司九院航天火箭公司承担着七大系统中火箭、飞行器、发射场、测控通信等重要系统的大量电子产品的研制生产任务，交付首区、航区、落区以及国外测控站、远望号测量船等几十余套测控数传设备。这些设备在火箭发射、飞船在轨运行等各阶段发挥重要作用，实现了对火箭发射的全过程跟踪监测，建立了目标飞行器与地面指挥中心、各测控站的信息通道，一同构成了地面与天空通讯的“桥梁”。

航天火箭公司提供的遍布全球的测控系统和地面站编织了一张巨大的测控通信网络，准确地捕获火箭和目标飞行器的各类信息。如果没有测控通信系统，火箭和飞行器将无从控制和跟踪。

其实，在本次“神舟九号”飞天任务中，九院还有多家单位参与配套生产任务，他们无一不对任务的圆满成功发挥着至关重要的作用。