“太空建家”它们护航

梦天实验舱在文昌航天发射场整舱吊装。新华社发

10月31日，中国空间站基本构型的最后一块大“拼图”——梦天实验舱从文昌航天发射场升空，中国人的太空“家园”，在轨建造完成。“太空建家”，众多自主创新的先进器件和设备发挥了重要作用。

1.“鹰眼镖师”为火箭护航

“鹰眼镖师”,中国航天科工二院23所在文昌航天发射场有两部固定式脉冲丈量雷达，为梦天实验舱保驾护航。自“太空快递”冲天而起，这两部雷达就像鹰眼一样，火箭飞到哪儿，它们就“看”到哪儿，火箭飞得稳不稳，有没有“跑偏”，全靠它们“报信儿”。

在火箭发射上升段，这两部雷达为文昌航天发射场指控中心，实时提供火箭的距离、方位、俯仰等信息，从而让指控中心控制火箭上升段运转状态，为保险控制系统提供重要信息——一旦火箭飞行呈现偏移轨道的状况，立刻就能被发现。同时，这两部雷达也为其他设备提供引导信息，它们的高精度观测会不时“盯”着火箭带着梦天实验舱，顺利飞上大气层。

文昌航天发射场位于热带，终年湿热多雨，台风影响频繁，对雷达设备稳定性也提出新的请求。为了确保发射任务胜利，该所对这两部雷达的请求是“零毛病”。作为该所部署在祖国最南端的固定式雷达产品，这两部雷达开创了该所雷达设备在热带海岛环境长期工作的先河。雷达设计时对产品环境顺应性中止了充沛思索，尽可能简化室外配备，对室外机箱中止封锁式设计，选择防腐蚀、防潮性能好的部件，最大水平进步配备环境顺应性，进步产品牢靠性。

正因如此，这两个“鹰眼镖师”，阅历了多次考验，次次不辱任务——2016年，它们保障“长征七号”和“长征五号”首飞，被西昌卫星发射中心评价为“在两型火箭首飞期间，稳妥牢靠，万无一失，完成了关键时段零毛病的目的”。从2016年到2022年，天问、嫦娥、天舟、天和、问天、梦天，这两部雷达一直“零毛病”，圆满完成各项任务保障工作，一次次护航长征家族的“快递员”保险奔赴太空。

2.微波雷达牵起“太空红线”

梦天实验舱与空间站组合体胜利交会对接，中国航天科工二院25所自主研发的微波雷达再次牵起“太空红线”，胜利导引完成对接，九天之上再现中国精度！

微波雷达是终间站交会对接过程中的关键丈量敏感器，承担着中远距离航天器间距离、速度、角度等相对运动参数的精确丈量任务。远距离捕获、稳定跟踪、精准导引、牢靠通讯全依赖这个“靠谱红娘”引导。

微波雷达由雷达主机和应对机两部分组成，分别装置在交会对接的两个航天器上，两者就像是电话的两端，经过微波完成相互“问答”，传送相互的位置、姿势信息，“牵引”航天器从相遇到相连，直至完成交会对接。此次任务中，装置在梦天实验舱上的微波雷达在两个航天器相距约100公里处开机，疾速与装置在天和中心舱上的应对机树立稳定链路，并持续输出高精度丈量数据，保障对接全过程稳定牢靠。

这个“靠谱红娘”，很不简单，自它在“天宫一号”与“神舟八号”交会对接任务中初次亮相以来，20多年间，在载人航天任务中，先后阅历了11次交会对接，坚持了屡战屡胜的光彩记载，用高精度的产品性能和高牢靠的质量，圆满助力载人航天任务顺利展开，以稳定牢靠的优秀表示为空间站树立提供了技术支撑。

3.氢原子钟提供高精度时间频率

在梦天实验舱发射任务中，中国航天科工二院203所研发的空间主动型氢原子钟、频率比对器初次进入空间站执行实验任务，为构建空间站高精度时间频率基准发挥了重要作用。

在此次任务中，203所研制的空间主动型氢原子钟装载于梦天实验舱高精度时频柜中，是时频柜系统中的中心载荷,具有优秀的中短期频率稳定度，在满足小型化的前提下，其技术指标为国内最高。它为空间时间频率系统提供基础时间频率信号，为小型化的主动型氢钟在卫星平台上的应用打下坚实的基础。

什么是原子钟呢？它是世界上已知最精确的时间丈量和频率规范，也是国际时间和频率转换的基准。它应用原子核外电子的轨道发作变更时，会吸收或释放恒定频率的电磁波这一工作原理，提取这个振荡频率，转化为日常所熟知的秒信号，作为权衡时间的“尺”。这把“尺”非同普通——原子的振荡频率十分快，假如和单摆比较，单摆几秒钟摆动一下，而原子产生的电磁振荡，一秒钟就要摆动10亿次。

要知道，原子钟的精确度，大大超越了机械手表、石英钟，这个差距能有多大呢？平均来看，机械手表一个小时就会倾向一秒，石英钟差未几需求270年会倾向1秒，而原子钟倾向一秒则需求3000万年。假如给地球上最后一只霸王龙一台原子钟，那么到2022年的今天，这台原子钟仅仅只会呈现2秒的倾向。

用如此精密的“尺”来权衡时间，丈量精度能不高吗？

在这一次的任务中，203所还研发了另外一台中心设备——频率比对器，它担任对时频实验柜系统内各原子钟的性能中止测试和评价，并为其他载荷传送超高精度的时间频率信号。这一次，它的中心元器件可是初次采用国产元器件，经过机、电、热的设计改进，既牢靠又保险。

梦天实验舱在轨运转后，203所研发的主动型氢原子钟和频率比对器，将极大地进步我国太空实验室在时间频率方面的研讨效果。

4.声名义波滤波器滤除干扰信号

在梦天实验舱的旅程中，有一些像“绿豆”一样大的元器件在通讯系统、交会对接系统以及导航系统等方面发挥作用，它们的职责是保障明验舱通讯、导航等关键部位的顺利运转，让太空的声音明晰传回地球。

作为航天器各分系统的关键元器件，中国航天科工二院23所微电公司研制的多款声名义波滤波器应用于梦天实验舱中的通讯系统、交会对接系统以及导航系统等。

在太空中，电磁环境比较复杂，假如通讯遭到干扰，就像电话有杂音，听起来不温馨，还耽搁事儿。而声名义波滤波器的作用是把宇宙中的杂波信号、谐波还有一些镜像信息等“多余物”过滤掉，像“滤网”一样，让信号愈加洁净，愈加流利。

梦天实验舱运用的声名义波滤波器掩盖了多个波段，器件灵活度高、损耗小、体积小，有些就像“绿豆”那么大，但是它们为整机性能提升优化提供了强有力的支撑。

为了更好滤除无用的信号干扰，确保与空中中心的信号畅通，研发团队对每一个滤波器精雕细琢——声名义波滤波器的最细线条仅有0.3μm，相当于头发丝直径的1/200，操作需求在显微镜下中止。每一个合格的高牢靠性声名义波淲波器，都要在高倍显微镜下“过关斩将”。其加工环境也请求很苛刻，在百级超净车间中，每批产品至少阅历3次超声波或等离子清洗，充沛保障元器件的牢靠性。一切的声名义波滤波器都经过宇航级的高牢靠性能实验，能充沛顺应发射阶段的庞大加速度、环境应力疾速变更、猛烈振动和冲击，并能在外太空失重和强辐射等极端环境中，为相关任务保驾护航。

（本报记者 詹媛）