天舟一號(hào)采用七大類國(guó)產(chǎn)核心元器件

　　4月20日19時(shí)41分，我國(guó)首艘搭載著“天舟一號(hào)”貨運(yùn)飛船的長(zhǎng)征七號(hào)遙二火箭在海南文昌發(fā)射場(chǎng)成功點(diǎn)火升空，開(kāi)始執(zhí)行為期5個(gè)多月的太空飛行任務(wù)。任務(wù)中，貨運(yùn)飛船與天宮二號(hào)將實(shí)施三次交會(huì)對(duì)接，這在我國(guó)航天歷史上還是第一次。三次交會(huì)對(duì)接主要目的是驗(yàn)證貨運(yùn)飛船的能力、繞飛至前向?qū)蛹夹g(shù)及自主快速交會(huì)對(duì)接技術(shù)。

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　　經(jīng)過(guò)一天多的飛行，4月22日，12時(shí)23分與天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室順利完成自動(dòng)交會(huì)對(duì)接。這是天宮二號(hào)自2016年9月15日發(fā)射入軌以來(lái)，首次與貨運(yùn)飛船進(jìn)行的交會(huì)對(duì)接。

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　　俄羅斯衛(wèi)星網(wǎng)援引《航空全景》雜志主編、莫斯科航空學(xué)院專家謝爾蓋·菲利片科夫的話稱：“中國(guó)在走蘇聯(lián)走過(guò)的路。但(中國(guó)飛船的)機(jī)載設(shè)備要好得多，所采用的數(shù)字化技術(shù)在無(wú)人和載人航天領(lǐng)域都有很大前景。同時(shí)也存在一些問(wèn)題。太陽(yáng)耀斑發(fā)生時(shí)宇宙空間存在電離輻射，即便是近地軌道上的電子設(shè)備也會(huì)收到破壞。如果中國(guó)已經(jīng)有這種可靠的微芯片結(jié)構(gòu)，可免受電離輻射破壞，那么這將是向前邁出的一大步。而俄羅斯才剛有這樣的計(jì)劃。”這意味著未來(lái)十年后世界上唯一的一個(gè)太空之城——中國(guó)空間站的相關(guān)研制和應(yīng)用正在進(jìn)入快車(chē)道。

　　據(jù)集微網(wǎng)統(tǒng)計(jì)，有多款來(lái)自中國(guó)芯的設(shè)計(jì)與應(yīng)用技術(shù)在“天舟一號(hào)”任務(wù)中得以應(yīng)用，一起來(lái)認(rèn)識(shí)下吧。(如有遺漏，歡迎補(bǔ)充)據(jù)北京晨報(bào)報(bào)道，為了帶動(dòng)元器件自主研制，加速實(shí)現(xiàn)元器件的自主可控，提前驗(yàn)證空間站中所用的關(guān)鍵元器件，作為飛行驗(yàn)證平臺(tái)的天舟一號(hào)首次大刀闊斧地使用了七大類國(guó)產(chǎn)新研核心元器件，將未來(lái)空間站建設(shè)的關(guān)鍵命脈牢牢握在手中。

　　在“天舟一號(hào)”中的數(shù)字信號(hào)傳輸模塊，10余種70余只傳感器、多組光纜及光纖連接器，國(guó)內(nèi)首款應(yīng)用頻率達(dá)到40GHz的微波傳輸端子及外殼以及首次研制成功100VDC/DC電源和EMI濾波器，都是由中國(guó)電子科技集團(tuán)研制提供的。同時(shí)，在天舟一號(hào)的推進(jìn)艙和貨物艙內(nèi)遍布電子控制系統(tǒng)中，中國(guó)電科研發(fā)的抗輻射加固1553B總線控制器在天舟數(shù)管分系統(tǒng)也得以應(yīng)用。

　　據(jù)中國(guó)電科數(shù)字光模塊專家羅洪介紹，“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(tái)與飛船之間的通話、交匯對(duì)接時(shí)的傳感數(shù)據(jù)都是由數(shù)字信號(hào)傳輸光模塊完成。”據(jù)悉，以往飛船通常應(yīng)用銅纜傳輸信號(hào)，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(lái)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(hào)傳輸光模塊，空間站將不堪重負(fù)。”

　　羅洪表示，數(shù)字信號(hào)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(jí)提高到吉比特量級(jí)、空間抗輻射能力達(dá)到高軌運(yùn)行能力等優(yōu)勢(shì)，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(hào)傳輸設(shè)備的小體積與小重量設(shè)計(jì)需求，提高了信號(hào)傳輸速率，有效提升了空間飛行器信號(hào)傳輸性能，可靠保障空間飛行器運(yùn)行。

　　在天舟一號(hào)的推進(jìn)艙和貨物艙內(nèi)遍布電子控制系統(tǒng)中，中國(guó)電科研發(fā)的抗輻射加固1553B總線控制器在天舟數(shù)管分系統(tǒng)得以應(yīng)用，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)命令的可靠傳輸及部分設(shè)備的有效控制，猶如天舟一號(hào)的部分“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”，發(fā)出無(wú)數(shù)的支線數(shù)據(jù)命令，實(shí)現(xiàn)各個(gè)神經(jīng)、器官的數(shù)據(jù)通信，共同完成天舟的各種動(dòng)作。針對(duì)芯片中的存儲(chǔ)器、觸發(fā)器等薄弱、敏感單位，該集團(tuán)進(jìn)行了邏輯層面的抗輻射加固設(shè)計(jì)，同時(shí)在版圖設(shè)計(jì)中進(jìn)行單獨(dú)全定制設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了最終抗總劑量能力達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

　　同時(shí)，天舟一號(hào)上搭載了該集團(tuán)配套了100%全國(guó)產(chǎn)自主研發(fā)的10余種70余只傳感器、多組光纜及光纖連接器這些關(guān)鍵“神經(jīng)元”，實(shí)現(xiàn)了核心器件自主可控。其中，傳感器遍布飛船的熱控、推進(jìn)、環(huán)控生保等分系統(tǒng)，配套種類包括壓力、溫度、濕度、氧氣、二氧化碳、離子感煙、差定溫等傳感器，可實(shí)現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測(cè)與控制及飛行姿態(tài)調(diào)整等。光纜及光纖連接器用于光端機(jī)和光探測(cè)器之間光路的通信互連及數(shù)據(jù)的高速雙向傳輸，保證飛船在軌運(yùn)行期間數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性。

　　此外，該集團(tuán)研制的國(guó)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，使天舟一號(hào)中的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。

　　同時(shí)，天舟一號(hào)上搭載了該集團(tuán)配套了100%全國(guó)產(chǎn)自主研發(fā)的10余種70余只傳感器、多組光纜及光纖連接器這些關(guān)鍵“神經(jīng)元”，實(shí)現(xiàn)了核心器件自主可控。此外，該集團(tuán)研制的國(guó)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，使天舟一號(hào)中的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。

　　據(jù)了解，激光交會(huì)對(duì)接雷達(dá)和光學(xué)成像敏感器等的使用便是天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船與天宮二號(hào)成功進(jìn)行交會(huì)對(duì)接的關(guān)鍵。這兩款由中國(guó)電子科技集團(tuán)研制的核心組件保證了兩個(gè)高速運(yùn)行的飛行器更加迅速、可靠地對(duì)接在一起。

　　兩個(gè)飛行器在太空中要經(jīng)過(guò)幾十萬(wàn)公里的追逐，最終完成精準(zhǔn)地對(duì)接，這一過(guò)程被航天人比喻成“穿針引線”。經(jīng)過(guò)相關(guān)單位的多次實(shí)驗(yàn)和努力，中國(guó)交會(huì)對(duì)接設(shè)備突破了多項(xiàng)技術(shù)，性能明顯優(yōu)于國(guó)際同類產(chǎn)品，處于國(guó)際領(lǐng)先水平。

　　“在對(duì)接過(guò)程中，兩個(gè)飛行器飛行速度為7.9公里/秒，要在如此速度下完成繞飛對(duì)接和快速交會(huì)對(duì)接，這就要求激光雷達(dá)始終保持較為寬廣的視角和更高精度的測(cè)量跟蹤。”據(jù)中國(guó)電科激光雷達(dá)總師屈恒闊介紹，在天宮二號(hào)上搭載了中國(guó)電科研制的激光雷達(dá)合作目標(biāo)，天舟一號(hào)搭載了激光雷達(dá)主機(jī)和信息處理機(jī)。其探測(cè)的基本過(guò)程，是由安裝在飛船上的激光雷達(dá)系統(tǒng)發(fā)出激光束，激光束照射到天宮二號(hào)上后返回信號(hào)，激光雷達(dá)系統(tǒng)再根據(jù)接收到的返回信號(hào)計(jì)算分析。“天宮二號(hào)攜帶的激光雷達(dá)合作目標(biāo)裝載了特殊的玻璃棱鏡，可以從多方位、大范圍內(nèi)反射激光雷達(dá)的光信號(hào)，配合激光雷達(dá)完成距離、角度等飛行參數(shù)的測(cè)量，確保飛船進(jìn)行精準(zhǔn)對(duì)接。”

　　最終，在同等體積重量功耗下，中國(guó)電科的激光雷達(dá)工作范圍比國(guó)外同類產(chǎn)品增大了兩倍以上，實(shí)現(xiàn)了全范圍內(nèi)高精度測(cè)量跟蹤。

　　天宮二號(hào)與天舟一號(hào)在太空中要經(jīng)過(guò)幾十萬(wàn)公里的追逐，完成“穿針引線”般的精準(zhǔn)對(duì)接，從二者距離150m開(kāi)始直到最終完成精準(zhǔn)對(duì)接整個(gè)過(guò)程中，有一個(gè)被譽(yù)為“靈敏眼睛”的光學(xué)成像敏感器，該設(shè)備能讓兩個(gè)高速運(yùn)行的飛行器更加迅速、可靠的對(duì)接在一起。

　　中國(guó)電子科技集團(tuán)公司高級(jí)工程師劉志強(qiáng)介紹，“導(dǎo)航定位激光信息源是光學(xué)成像敏感器的關(guān)鍵組件，即使是在太空中漆黑無(wú)界，它也能發(fā)出激光，在黑暗中找到目標(biāo)，傳遞信息;即便是在面對(duì)太陽(yáng)強(qiáng)光的直射時(shí)，它也能發(fā)射出比陽(yáng)光更加明亮的雙波長(zhǎng)激光，確保‘眼睛’不被傷害，找到目標(biāo)。”

　　“在本次航天任務(wù)中，激光信息源面臨著在軌時(shí)間長(zhǎng)、使用次數(shù)多、對(duì)接速度快和在陽(yáng)照區(qū)環(huán)境實(shí)施對(duì)接等多重考驗(yàn)，對(duì)接精度必須精確到毫米級(jí)，可以說(shuō)，交會(huì)對(duì)接難度非常大。”基于此，中國(guó)電科的項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在有限的時(shí)間內(nèi)，結(jié)合航天實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行產(chǎn)品原理和工藝的全新設(shè)計(jì)，進(jìn)行了完整、充分的相關(guān)環(huán)境試驗(yàn)，經(jīng)過(guò)2000多次的試驗(yàn)，最終研制出第三代產(chǎn)品，其可靠性更高、重量更輕、體積更小、功耗更低，高抗輻照、傳導(dǎo)熱能力強(qiáng)，主要技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。而這個(gè)過(guò)程可謂艱辛。

　　在“天舟一號(hào)”貨運(yùn)飛船與“天宮二號(hào)”交會(huì)對(duì)接任務(wù)中，發(fā)射指揮中心可通過(guò)航天513所研制的寬波束中繼測(cè)控系統(tǒng)搭建的天基測(cè)控通信系統(tǒng)，隨時(shí)掌握“天舟一號(hào)”貨運(yùn)飛船和“天宮二號(hào)”的運(yùn)行情況，并向飛船發(fā)送指令，保證任務(wù)執(zhí)行。

　　據(jù)航天513所“天舟一號(hào)”寬波束中繼測(cè)控終端主管設(shè)計(jì)師張舉介紹，過(guò)去由于通信通道相對(duì)狹窄，飛船在調(diào)整姿態(tài)進(jìn)行對(duì)接、分離等技術(shù)動(dòng)作時(shí)，與中繼衛(wèi)星極有可能出現(xiàn)信號(hào)中斷現(xiàn)象，而寬波束中繼測(cè)控系統(tǒng)最大的優(yōu)勢(shì)是測(cè)控覆蓋范圍大，能夠?qū)崿F(xiàn)更大范圍的中繼測(cè)控。與此同時(shí)，由航天513所山東航天空間載荷中心研制的艙內(nèi)輻射環(huán)境測(cè)量載荷將進(jìn)行粒子輻射環(huán)境探測(cè)及元器件輻射效應(yīng)監(jiān)測(cè)，對(duì)相關(guān)元器件在經(jīng)受空間輻射考驗(yàn)后的“身體狀況”進(jìn)行“診斷”。

　　據(jù)航天513所山東航天空間載荷中心粒子探測(cè)組技術(shù)負(fù)責(zé)人劉金勝介紹稱，艙內(nèi)輻射環(huán)境測(cè)量裝置能夠測(cè)量空間中的輻射環(huán)境以及元器件在空間輻射效應(yīng)中的正常工作狀態(tài)，判斷這個(gè)元器件是否能在空間中穩(wěn)定運(yùn)行，保證貨運(yùn)飛船和其它一些航天器能順利完成原定目標(biāo)。

　　此外，航天513所研制的星載計(jì)算機(jī)產(chǎn)品應(yīng)用于飛船多個(gè)分系統(tǒng)，為各系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行發(fā)揮關(guān)鍵作用。

　　天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船重13噸，主要由貨物艙、推進(jìn)艙兩個(gè)艙段組成，其中推進(jìn)艙由中國(guó)航天科技集團(tuán)公司上海航天技術(shù)研究院負(fù)責(zé)總裝，為飛行器提供動(dòng)力、能源和通信功能，同時(shí)為空間站提供推進(jìn)劑補(bǔ)加服務(wù)。

　　據(jù)上海航天技術(shù)研究院對(duì)接機(jī)構(gòu)專家靳宗向介紹，“天舟一號(hào)”比載人飛船重很多，相比載人船上的對(duì)接機(jī)構(gòu)，此次貨運(yùn)飛船上的對(duì)接機(jī)構(gòu)特別增加了一些緩沖裝置，控制器和驅(qū)動(dòng)器也進(jìn)行了相應(yīng)的升級(jí)。第二代對(duì)接機(jī)構(gòu)必須適應(yīng)未來(lái)空間站建造階段8-180噸各種噸位、各種方式的對(duì)接，包括偏心對(duì)接，其間將會(huì)產(chǎn)生巨大的對(duì)接能量，對(duì)于對(duì)接機(jī)構(gòu)的緩沖耗能能力提出很高的要求，這也是空間站建造階段必須突破的一項(xiàng)技術(shù)。上海航天的設(shè)計(jì)師們通過(guò)大量的技術(shù)攻關(guān)和方案論證，提出了可控阻尼的控制思路。這項(xiàng)設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)可控阻尼器單機(jī)產(chǎn)品、改進(jìn)型傳動(dòng)緩沖對(duì)接機(jī)構(gòu)產(chǎn)品以及分系統(tǒng)級(jí)的整機(jī)、緩沖等全覆蓋的考核措施，滿足本次及后續(xù)任務(wù)的需求。

　　“天舟一號(hào)”還有一項(xiàng)重要任務(wù)是空中“加油”，在完成與天宮二號(hào)交會(huì)對(duì)接、進(jìn)入組合體飛行模式后，推進(jìn)系統(tǒng)補(bǔ)加驅(qū)動(dòng)器將在六個(gè)月的空間實(shí)驗(yàn)室任務(wù)中開(kāi)展補(bǔ)加功能的試驗(yàn)驗(yàn)證工作。組合體飛行過(guò)程中，上海航天技術(shù)研究院研制的推進(jìn)控制驅(qū)動(dòng)器將執(zhí)行控制系統(tǒng)指令，控制所有發(fā)動(dòng)機(jī)和管路閥門(mén)，對(duì)組合體進(jìn)行姿態(tài)和軌道控制。

　　上海航天技術(shù)研究院院長(zhǎng)代守侖告訴記者，回顧神舟一號(hào)至神舟十一號(hào)、天宮一號(hào)、天宮二號(hào)的13次發(fā)射任務(wù)中，上海航天承擔(dān)的任務(wù)均取得了圓滿成功，特別是歷經(jīng)多年研制的對(duì)接機(jī)構(gòu)在確保任務(wù)成功中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。

　　而在后續(xù)載人航天任務(wù)中，除了載人飛船、貨運(yùn)飛船、空間實(shí)驗(yàn)室等任務(wù)以外，上海航天還承擔(dān)了空間站實(shí)驗(yàn)艙Ⅱ總體任務(wù)，空間站系統(tǒng)的對(duì)接機(jī)構(gòu)、電源分系統(tǒng)及非密封艙結(jié)構(gòu)與總裝、測(cè)控通信設(shè)備，光學(xué)艙系統(tǒng)能源功能、對(duì)接子功能、測(cè)控通信設(shè)備等研制任務(wù)。

　　在“天舟一號(hào)”電子控制系統(tǒng)中，位于無(wú)錫市濱湖區(qū)蠡園開(kāi)發(fā)區(qū)的中科芯(58所)貢獻(xiàn)兩款核心芯片，控制飛船的動(dòng)作，無(wú)論捕獲、緩沖還是拉近，可以做到毫厘不差。

　　據(jù)中科芯的工程師介紹，“天舟一號(hào)”電子控制系統(tǒng)猶如飛船的大腦和神經(jīng)，而這兩款芯片就像“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”，發(fā)出無(wú)數(shù)條支線數(shù)據(jù)命令，連接飛船各個(gè)“器官”間的數(shù)據(jù)通信，控制飛船完成各種高難度的動(dòng)作。這兩款型號(hào)芯片除用于“天舟一號(hào)”，還用于“天宮二號(hào)”“神舟十一號(hào)”以及部分民用產(chǎn)品，顯示出出眾的穩(wěn)定性和可靠性。研發(fā)團(tuán)隊(duì)?wèi){此申請(qǐng)了20多項(xiàng)專利。

　　抗輻射是科研人員在芯片設(shè)計(jì)中遇到的一大難題。據(jù)研發(fā)人員蔡潔明介紹，高軌太空的輻射環(huán)境十分惡劣，芯片如果不能抵御輻射，就會(huì)發(fā)出錯(cuò)誤命令和數(shù)據(jù)，可能造成飛船功能失?；蜻\(yùn)行失誤。研發(fā)期間，蔡潔明和同事每周加班二三十個(gè)小時(shí)，兩年艱苦攻關(guān)，前后四易方案，終于使芯片抗輻射數(shù)據(jù)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。經(jīng)過(guò)抗輻射加固的芯片就像肌肉發(fā)達(dá)的“拳擊手”，能承受來(lái)自各個(gè)方向、各種距離的帶電粒子、質(zhì)子的打擊而屹立不倒。

　　在“天舟一號(hào)”的運(yùn)載系統(tǒng)和飛船系統(tǒng)中配套的多款電源產(chǎn)品，是由位于合肥中國(guó)電科43所提供的，包括天舟飛船使用的六大系列22個(gè)品種DC/DC變換器和EMI濾波器。

　　這是我國(guó)乃至國(guó)際系列化程度最高、品種數(shù)最多、功率覆蓋最全的系列產(chǎn)品，產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)鑒定為“國(guó)際領(lǐng)先”水平，具有首創(chuàng)意義，提升了我國(guó)供電母線體系的整體水平。

　　據(jù)中國(guó)電科43所相關(guān)研發(fā)人員介紹，為完成本次任務(wù)，中國(guó)電科43所經(jīng)受了兩大考驗(yàn)，首先，在長(zhǎng)征七號(hào)運(yùn)載火箭第一次執(zhí)行正式發(fā)射任務(wù)中，研制生產(chǎn)了多款專用高可靠的DC/DC變換器和EMI濾波器，為火箭精度控制提供穩(wěn)定可靠的電能源轉(zhuǎn)換。其次，為“天舟一號(hào)”飛船研制生產(chǎn)了系列化宇航級(jí)的DC/DC變換器和EMI濾波器，將航天器母線電壓提升近4倍，有效提升了飛船的載荷能力和供電總效率。這些電源產(chǎn)品均是“天舟一號(hào)”飛船的核心部件，猶如飛船的“心臟”。

　　隨“天舟一號(hào)”升空的“絲路一號(hào)”科學(xué)試驗(yàn)衛(wèi)星01星，是我國(guó)采用貨運(yùn)飛船搭載方式首次發(fā)射的對(duì)地觀測(cè)微納衛(wèi)星。它搭載了我國(guó)自主研制的首顆宇航級(jí)高速圖像壓縮芯片“雅芯-天圖”，由西安電子科技大學(xué)圖像所與航天五院513所聯(lián)合研制。除此之外，西安電子科技大學(xué)圖像所還承擔(dān)了“天宮”與“天舟一號(hào)”對(duì)接系統(tǒng)中遙操作攝像機(jī)數(shù)字視頻編碼和解碼設(shè)備的研制工作。

　　科學(xué)試驗(yàn)衛(wèi)星01星，具有體積小、重量輕、功能密度高的特點(diǎn)，搭載著總重量不超過(guò)1千克的輕小型可見(jiàn)光相機(jī)，以及我國(guó)自主研制的首顆宇航級(jí)高速圖像壓縮芯片“雅芯-天圖”。它是由在陜的地理信息工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、西安航天天繪數(shù)據(jù)技術(shù)有限公司、中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所、西安電子科技大學(xué)等科研單位聯(lián)合研制的，“絲路一號(hào)”整星的收攏尺寸僅為330毫米×100毫米×100毫米，質(zhì)量不超過(guò)4.5千克，設(shè)計(jì)軌道高度400公里，具備光學(xué)遙感對(duì)地觀測(cè)能力，是“絲路微小衛(wèi)星群對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)”的首發(fā)星，擔(dān)負(fù)著系統(tǒng)技術(shù)體制驗(yàn)證任務(wù)。

　　絲路微小衛(wèi)星群計(jì)劃發(fā)射30顆以上的微納衛(wèi)星，可以提供全色、多光譜、高光譜等多種類型的遙感影像并具備增強(qiáng)導(dǎo)航功能。衛(wèi)星通過(guò)組網(wǎng)可以將重訪周期縮短至1天，徹底改變遙感衛(wèi)星重訪周期長(zhǎng)、產(chǎn)品種類少的舊有格局。

　　此外，由北京理工大學(xué)信息與電子學(xué)院航天電子技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)吳嗣亮教授、崔嵬教授負(fù)責(zé)研制的“天舟一號(hào)”微波雷達(dá)信號(hào)處理機(jī)與“天宮二號(hào)”微波應(yīng)答機(jī)信號(hào)處理機(jī)，為“天舟”、“天宮”提供精確的相對(duì)位置和運(yùn)動(dòng)參數(shù)測(cè)量信息，將引導(dǎo)“天舟”與“天宮”完成三次“太空之吻”。

　　據(jù)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人吳嗣亮教授介紹，“天舟一號(hào)”微波雷達(dá)信號(hào)處理機(jī)與“天宮二號(hào)”微波應(yīng)答機(jī)信號(hào)處理機(jī)屬于空間交會(huì)對(duì)接微波雷達(dá)的第二代產(chǎn)品，相對(duì)于第一代產(chǎn)品，此次用于“天舟一號(hào)”和“天宮二號(hào)”的第二代產(chǎn)品有了新的發(fā)展。崔嵬教授介紹到，“產(chǎn)品增加了雙向通信功能，以保證“天舟一號(hào)”在對(duì)接任務(wù)中與“天宮二號(hào)”實(shí)時(shí)進(jìn)行信息傳輸。同時(shí)，通過(guò)設(shè)計(jì)優(yōu)化，使第二代產(chǎn)品體積更小，重量更輕，功耗更低”。

　　天舟一號(hào)是一艘貨運(yùn)飛船，然而它的功能卻不僅僅局限于貨物的運(yùn)輸。此次天舟一號(hào)發(fā)射除了完成交會(huì)對(duì)接、為天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室補(bǔ)加燃料之外，它身上還攜帶了大量的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，在太空運(yùn)行期間要進(jìn)行多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)試驗(yàn)。此次天舟一號(hào)上總共搭載了40臺(tái)設(shè)備，要進(jìn)行13項(xiàng)太空實(shí)驗(yàn)試驗(yàn)，真正做到了一船多用。將要在天舟一號(hào)上進(jìn)行的太空實(shí)驗(yàn)，包括新型元器件在軌驗(yàn)證，空間環(huán)境探測(cè)、力學(xué)環(huán)境測(cè)量，以及生命科學(xué)方面的實(shí)驗(yàn)等涉及眾多領(lǐng)域。未來(lái)我國(guó)將要建設(shè)的空間站體積龐大，在太空運(yùn)行過(guò)程中難免會(huì)受到太空碎片的撞擊。

　　貨運(yùn)飛船是天地間運(yùn)貨的工具，為我國(guó)未來(lái)空間站補(bǔ)充推進(jìn)劑、空氣、食物以及用于維護(hù)空間站的更換設(shè)備，同時(shí)也被當(dāng)作空間站的“垃圾桶”，用于回收空間站的廢棄物。貨運(yùn)飛船在脫離空間站后，連同廢棄物一起在大氣層中燒毀。貨運(yùn)系統(tǒng)是中國(guó)建成空間站需要突破和掌握的關(guān)鍵技術(shù)，是確保未來(lái)中國(guó)空間站在軌長(zhǎng)期載人飛行的基本前提。

　　關(guān)于三次交會(huì)對(duì)接第一次：與去年天宮二號(hào)主動(dòng)調(diào)整軌道和姿態(tài)迎接神舟十一號(hào)載人飛船交會(huì)對(duì)接不同，這次出于適應(yīng)未來(lái)空間站的需要，天舟一號(hào)要適應(yīng)天宮二號(hào)的位置進(jìn)行軌道調(diào)整。第二次：天宮二號(hào)進(jìn)行180度轉(zhuǎn)向，天舟一號(hào)通過(guò)全自主繞飛，從下方繞飛到天宮二號(hào)前方進(jìn)行第二次交會(huì)對(duì)接。第三次：在6.5小時(shí)內(nèi)完成兩個(gè)航天器之間的交會(huì)對(duì)接。