中國電科：為“天舟一號”打造全國產(chǎn)、更安全的“中國芯”

 天舟一號作為我國自主研制的首艘貨運(yùn)飛船，是我國首個(gè)太空 “快遞員”，將主要承擔(dān)貨物運(yùn)輸和推進(jìn)劑太空在軌補(bǔ)加工作，其貨物運(yùn)載量是國外貨運(yùn)飛船的3倍，在功能、性能上都處于國際先進(jìn)水平。

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600臺套，5000多只100%全國產(chǎn)的關(guān)鍵元器件，其中，新研設(shè)備近40%。這些關(guān)鍵元器件為“天舟一號”提供了更安全、更智慧的“神經(jīng)系統(tǒng)”、“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”和“神經(jīng)元”，確保太空“快遞業(yè)務(wù)”準(zhǔn)確可控。

“作為電子系統(tǒng)的基本組成，元器件的可靠性是影響太空快遞業(yè)務(wù)的關(guān)鍵因素之一，牽一發(fā)而動全身。”中國電科業(yè)務(wù)主管部門主任程明介紹。

而全面使用全國產(chǎn)的元器件，則相當(dāng)于給發(fā)射任務(wù)增加了另一重要的安全保障。

據(jù)介紹，以前的發(fā)射任務(wù)中，系統(tǒng)的研制升級和改造，很多需要依賴于國外的技術(shù)和產(chǎn)品，許多關(guān)鍵環(huán)節(jié)不能夠自主掌控，這是制約我國載人航天發(fā)展的一塊巨大而危險(xiǎn)的絆腳石。近年的發(fā)射，中國電科團(tuán)隊(duì)頑強(qiáng)拼搏和努力攻關(guān)，自主研發(fā)了大批航天用全國產(chǎn)的關(guān)鍵器件，有效解決了替代進(jìn)口的問題，消除了一系列安全隱患，使系統(tǒng)更加可信可控，確保為軍工、載人航天等任務(wù)提供安全可靠的服務(wù)。

在本次天舟一號任務(wù)中，中國電科自主研發(fā)了數(shù)字信號傳輸光模塊、10余種70余只傳感器、多組光纜及光纖連接器、抗輻射加固1553B總線控制器等。

值得注意的是，這次是數(shù)字信號傳輸光模塊首次在航天工程上應(yīng)用。

“數(shù)字光模塊好比人的神經(jīng)系統(tǒng)，控制著數(shù)據(jù)的發(fā)送、傳遞、接收。比如飛船從宇宙空間采集到的圖像數(shù)據(jù)、地面控制臺與飛船之間的通話、交匯對接時(shí)的傳感數(shù)據(jù)都是由數(shù)字信號傳輸光模塊完成。”中國電科數(shù)字光模塊專家羅洪說。

據(jù)悉，以往飛船通常應(yīng)用銅纜傳輸信號，但因?yàn)轶w積大、重量大、傳輸距離短、傳輸速率低、抗干擾能力差的缺點(diǎn)，一直制約飛船發(fā)展。“在未來空間站的建設(shè)中，由于數(shù)據(jù)吞吐量的急劇加大，不采用數(shù)字信號傳輸光模塊，空間站將不堪重負(fù)。”

中國電科研制的數(shù)字信號傳輸光模塊與傳統(tǒng)銅纜傳輸系統(tǒng)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(dá)到高軌運(yùn)行能力等優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的抗輻照、小型化、溫度適應(yīng)性強(qiáng)、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(shè)備的小體積與小重量設(shè)計(jì)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(yùn)行。

此外，在“天舟一號”任務(wù)配套中，中國電科立足自主創(chuàng)新，研制出了國內(nèi)首款應(yīng)用頻率達(dá)到40GHz的微波傳輸端子及外殼，首次研制成功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。