年5月29日20时55分，天舟二号货运飞船乘坐着长征七号运载火箭直冲云霄，顺利进入预定轨道，将与先前发射入轨的天和核心舱进行交会对接，补充物资。在本次任务中，航天九院13所、所、所、厂、16所（厂）、所、厂、厂、厂、厂等单位全面参与，提供的多款产品性能稳定、质量可靠，为任务圆满成功做出了重要贡献。
天舟二号上的九院装备
航天九院为天舟二号货运飞船提供了二浮惯性测量单元、光纤IMU、中央处理单元、复接存储器、推进管理器等多台重要设备。它们安装在飞船上的各个部位，广泛应用于数管分系统、GNC分系统、推进分系统、测控通信分系统，共同护航天舟二号顺利将物资送至天和核心舱。
中央处理单元：天舟上的“神经中枢”
中央处理单元是天舟二号货运飞船的关键单机，扮演着“神经中枢”的重要角色。在飞船飞行过程中，它通过系统总线完成对其它分系统设备的控制和管理，实现各类数据及指令的存储、控制、处理和转发，具备安全可靠的工作能力。
为满足货运飞船在轨工作需求，所设计研制的中央处理单元采用了三机系统结构和软、硬件多种冗余容错技术，有力保证了产品在轨工作的可靠性。
惯性设备：为天舟打造明亮“双眸”
二浮惯性测量单元、光纤IMU是九院惯导专业的拿手装备。它们就像飞船上的一对明亮眼睛，为飞船提供姿态和速度信息，以确保“天舟”与“天和”顺利交会对接。
13所研制的光纤惯性测量单元，用于测量飞船的角速度和加速度，是天舟飞船上GNC分系统的关键单机，从惯性仪表、测量电路、二次电源到相关软件均进行了冗余设计。此前，该型产品已成功应用于天舟一号货运飞船。为确保天舟二号飞船在轨正常运行，13所研制队伍对产品各阶段的数据记录进行了认真复核复算，并对整船测试阶段的数据对比分析，确保万无一失。
同时发挥作用的还有16所（厂）研制的二浮陀螺。作为天舟货运飞船GNC分系统的重要单机，它直接影响货运飞船的在轨飞行精度及交汇对接精度，关系着任务的成败。
为满足高可靠性要求，二浮陀螺仪采用无接触摩擦的气浮轴承技术、低干扰组合传感器技术和重浮力平衡全液浮悬浮技术，开展了可靠性设计、性能评估与验证试验，动压电机启停次数达到00次以上，平均无故障工作时间达40万小时以上，有力保障了我国空间站建造的任务需求。
与之配合的还有所研制的14位模数转换器和12位数模转换器。它们应用于天舟二号货运舱的姿态控制、测控通信等分系统中，负责飞船姿态信息采集、反馈及调整转换，确保天舟二号与天和核心舱成功交会对接。同时，所研制的抗辐照微处理器BM为飞船惯性导航控制提供了高可靠数据管理及控制功能，确保天舟二号载荷系统稳定运行。
数据大管家：小块头拥有大能量
在茫茫太空，如何准确掌握天舟二号的飞行状态？是停靠、对接还是脱离呢？这就要依靠复接存储器。它是地面判定天舟二号健康状况和配送状态的关键所在。
所研制的复接存储器融合了神舟飞船数传复接器和天宫空间实验室大容量存储器的核心技术，采用%全国产化芯片。在体量上，为适用设备小型化研制要求，通过系统优化设计，将复接器和存储器两台设备的功能集成在一台设备中，首次在货运飞船设备中实现了具备复接功能的存储器。
文昌前线的所天舟二号任务保障团队
同时，复接存储器还担任着天舟二号货运飞船数据管家的重要任务。飞船上各类设备的运行数据通过多个途径汇聚到复接存储器中，再由它进行统一管理，保证了货运飞船所有数据能够及时、完整、准确的下传，让地面测控系统可以快速、准确、完整地获取飞船的运行状态，及时采取控制措施，确保飞行任务顺利完成。
复接存储器的另一关键作用是全程记录货运飞船与空间站核心舱对接过程中的各相关设备运行数据。货运飞船与核心舱对接、飞船停靠、脱离时的全部状态数据，都将通过复接存储器及时下传到地面，为地面测控工作提供数据保障和支撑。
所为天舟二号货运飞船量身定制的复接存储器，可以说是身材小、作用大。它采用了多项技术进行轻量化设计，有效节省货运飞船的运输空间，不仅实现了功能集成度高、性能优化的目标，而且重量也大大减轻。
此外，所还为天舟二号货运飞船研制了SRAM存储器、PROM存储器、逻辑器件等3类0余只产品，应用于数管、GNC等分系统。基于国内最大容量抗辐照反熔丝平台研制的PROM存储着货运飞船的核心数据。高可靠宇航用SRAM存储器配合处理器在空间辐射恶劣环境下完成高速可靠的数据运算。各类逻辑器件承担着不同功能逻辑信号的高速缓存和传输。它们共同保障了天舟二号货运飞船的导航和姿态控制、数据存储、大容量数据运算等关键功能。
两台控制驱动器：“太空加油”的正确打开方式
在天舟二号货运飞船推进系统和补加系统中，安装着众多发动机及管路阀门。它们由厂研制的推进控制驱动器和补加控制驱动器进行管理。其中，补加控制驱动器有一项重要工作：通过控制补加系统发动机及管路阀门，实现空间站在轨补加。团队带头人张政把这一动作形象地比喻为“太空加油”，即根据指令打开相应管路阀门，让推进剂从货运飞船加注到空间站核心舱中。
厂推进补加控制驱动器研制团队
“加油”过程还需要另一台重要单机来协助它——补加管理器。厂研制的补加管理器根据货运飞船指令，驱动4台步进电机来完成飞船和核心舱的管路连接。
如果类比成汽车加油，补加管理器就好比用油枪将加油机和汽车油箱连起来，补加控制驱动器则是油枪中控制油路通断的那个开关，两者默契配合，实现对空间站核心舱“加油”。
厂研制的推进控制驱动器和补加控制驱动器具有对外通信接口复杂、驱动阀门路数多、控制精度高等特点。为了提高产品的可靠性和安全性，两台控制驱动器均采用三机冗余设计，三台控制单元互为备份，在软件设计上也充分考虑了三机的各种正常和异常组合，实现自动纠错，只要产品有一机正常工作，均可保证指令正常执行。因此，通过有效设计，产品可工作于单机、双机或三机模式，真正做到了安全可靠有保障。
同样发挥作用的还有厂研制生产的到位开关。它安装于货运飞船推进分系统浮动断接器插合与分离面的两端。到位开关需要判断推进剂加注口插合、密封是否具备补给条件，加注完毕后分离过程是否到位，是完成天和核心舱推进剂加注的重要标尺。
频率综合器：为电子设备带节奏
货运飞船内的每个电子设备的“工作节奏”必须协调统一。频率综合器正是为这些单机提供和把握节奏的关键所在，它主要为飞船内的高速通信处理器、话音处理器、遥测设备、数传设备、图像设备、数管设备等电子设备提供多种频率、多种波形的高稳定度的时钟及频率基准信号，确保各个单机有效工作。
为了完成好空间站建造任务，厂为涉及整个空间站建造任务的测控分系统量身定做了专属频率综合器，将空间站三舱、天舟系列、载人系列频率综合器产品的主要模块设计成了相同状态。说到此次“一母三胞”的专属定制计划，厂频率综合器技术负责人吴蓉说：“任务模块设计通用化，可以缩短产品的研制周期，提高产品研制效率，降低产品研制成本。”团队通过不懈努力，最终将这三类产品的研制工作成功地做到了通用化、系列化、组合化，通过此方法有效控制了产品技术状态的一致性。
厂频率综合器研制团队
除此之外，厂研制的推进系统大管家——推进管理器，将分系统所有温度、压力、位移量的采集、补加流程管理以及故障检测和处理等工作安排得井井有条。还有舱门压点开关、货物舱火工控制装置、推进舱火工控制装置都在任务执行过程中各司其职，以稳定的性能和可靠的表现，助力“天舟快递”安全送达。
舱外对接电连接器：确保“天舟”“天和”牵手成功
由厂研制生产的舱外对接圆形电连接器产品，插头、插座分别安装在天舟二号货运飞船与天和核心舱对接机构的电路浮动断接器上。在货运飞船与核心舱交会对接的过程中，它们是实现两个航天器之间对接与信号导通的关键元器件，为“天舟”与“天和”牵手成功发挥重要作用。厂生产的产品质量稳定、性能可靠，能适应一系列特殊环境，经受住太空飞行的各种考验。
厂生产现场
运载火箭上的智能产品
长征七号运载火箭升空，准确将天舟二号货运飞船送入预定轨道。航天九院承担了火箭控制系统、测量系统、动力系统配套单机产品的研制生产任务，共提供近90项、台单机产品，有力保障了发射任务的圆满成功。
箭载计算机：%国产化
所研制的箭载计算机是火箭的“大脑”，属于控制系统的核心设备，已实现%全国产化。
箭载计算机在传统三模冗余设计的基础上，实现了指令级同步技术，可以将三机大脑发出的指令之间的误差由原本的微秒级降至纳秒级，精度提高了至少三个数量级，实现大脑更加精准的控制。
所研制团队
在研制过程中，所紧密依托该所半导体集成电路和混合电路专业，将SOC、总线控制器、DC/DC模块、驱动接口电路、线性稳压器、光电器件等产品首次应用于箭载计算机，为提高航天运载任务的高可靠性、长期可获得性和技术状态稳定性提供了有力保证。
同时，所还为火箭的地面测控系统配套了箭地通信计算机、PXI测试计算机以及光纤惯组信号采集处理系统等产品，时刻监测火箭控制设备的“身体状况”。
激光惯组与光纤惯组：准确控制火箭飞行轨迹
激光惯组与光纤惯组负责准确控制箭体的运行轨迹，确保将货运飞船送入预定轨道。13所研制的激光惯组集小型化、高可靠、高精度、长寿命、测量范围广等特点于一身，选用了拥有完全自主知识产权的核心器件，为控制系统提供火箭沿测量坐标系三个方向的视加速度和角速度精准信息，确保火箭精确入轨。
它的好“兄弟”——光纤惯组表现同样亮眼。该产品已随长征五号、长征七号和长征八号火箭出色完成了多次飞行任务。
除了上述两款产品外，13所还为火箭提供了横法向表组合和光纤速率陀螺。横法向表组合在火箭上升过程中为火箭姿态控制和稳定提供重要的测量数据支撑。该产品采用冗余设计方式，具有高可靠、体积小、重量轻、功耗低、长寿命等特点。此外，针对产品工作环境特点，研制队伍还专门进行了减振、散热和防水设计，确保产品在恶劣飞行环境下能够正常工作。
与惯性导航系统配合的是所自主研制的高性能FPGA。它是惯性导航系统的“联络员”，负责助力惯性导航系统姿态控制，确保火箭飞行速度和轨迹可控。所自主研制的B总线用于对火箭进行实时控制和信息综合，保证信息传输的畅通无阻，为其提供了畅通的信息“高速公路”。
此外，所还为火箭提供了AD/DA转换器，负责采集火箭姿态的连续模拟信号，通过核心控制器接收和发送传输高质量的数字信号，进行实时精确转换，是惯组中的核心器件，承担模拟和数字信号转换的枢纽。
传感器变换器：监测火箭“健康状况”的“神经元”
火箭的“健康状况”如何知晓？遍布火箭全身的传感器、变换器来告诉你。它们是火箭身上的“神经元”，密切监测着火箭的各类参数。所为火箭配套的各类传感器、变换器遍布火箭各个部位，犹如一张灵敏的神经网，实时感知火箭的状态。
其中，超低温压力传感器成功将我国自研压力传感器的低温工作温度从-55℃拓宽至-℃，填补了国内超低温压力测量技术的空白，使得长征七号运载火箭对发动机“血压”的监测变得轻松自如。这不仅提升了所在压力测量技术上的专业地位，也为我国新一代运载火箭的研制成功做出了重要贡献。
推进剂液位测量产品为火箭提供安全、精确、可靠的推进剂加注服务，让火箭能够吃饱吃好；耗尽关机传感器、变换器负责发出控制火箭飞行时发动机关机的命令，可实现在不同推进剂介质环境下的快速响应，并且不受火箭飞行时液面晃动、姿态不稳等诸多因素的影响；温度传感器对火箭各个部位进行温度参数测量，为火箭的飞行提供有效保障。
地面设备及先进测控技术：搭建天地信息桥
为确保火箭发射任务测量精准、信息完备、稳妥可靠，长征七号火箭数据信息量是传统火箭数据信息量的2-3倍。在信号传输方面，所的两套高码率地基设备和一套天基测量设备构成了强大的信息传输网络，共同完成火箭测量数据的传输，既满足高码率信息传输需求，同时也提高了信号传输的可靠性。
其中，高码率Ka频段天基测控产品是首次执行空间站建造任务，负责运载火箭飞行过程中天基返向高码率遥测数据传输。
所对信号传输的可靠性进行了大量仿真分析和复核确认，并开展了与天链卫星的对接验证试验，确保天基信号可靠传输。该产品创新性地解决了高码率数传、高精度指向、高环境适应性、多星座自主切换等关键技术，相较于传统产品，数据传输能力有跨越式提升。
高码率地基遥测传输产品用于获取火箭飞行过程中各系统的工作状态参数、环境数据以及飞行过程中关键部位的实时图像，在火箭飞行过程中进行实时监控、性能评定和飞行事后数据分析。该产品采用了国内领先的高精度数据采集技术、高码率数据综合技术、模块化产品化技术，有效解决了数据传输过程中数据延时、信号畸变等方面的影响，极大改善了数据传输质量，提高了数据传输的可靠性。
箭载Ka频段相控阵天线是整个系统的前端，相当于遥测系统的“眼睛”，负责将火箭飞行过程中所有动态参数以无线形式实时发送至中继卫星，再回传地面站。箭载Ka频段相控阵天线的应用解决了火箭在“滑行段”测控盲区数据无法全覆盖的问题，显著提高了运载火箭测控通信的覆盖范围，提高了数据传输实时性，填补了火箭飞行全程测量的空白，奠定了所在中继测控领域的核心地位。
在地面，所还配备了分布在世界各地的测控设备，在火箭发射全过程对目标进行跟踪、测量、监控和信息交换，为火箭发射全程保驾护航。
卫星定位接收机：火箭的精准“导航仪”
卫星定位接收机为火箭控制系统提供高精度导航数据，是火箭的“导航仪”,在火箭精确入轨中扮演着关键作用。在火箭飞行过程中，卫星定位接收机还会实时定位测速数据发送至测量系统，地面测量系统收取数据获得火箭运行的轨迹，掌握火箭飞行及入轨情况。
作为长征七号运载火箭的一个重要单机，为保证卫星定位接收机的高可靠性、实现不间断实时定位测速，所研制的卫星定位接收机可接收四个频点信号，具备五种定位模式。在五种定位模式的情况下，接收机实时输出准确定位测速结果的能力大大增强。同时，该接收机还采用了四分集卫星信号接收专利技术，可谓“四象”全能，保证火箭的四个象限均具备收星定位能力，既保证了接收机定位测速的连续性和稳定性，又极大地提高了接收机性能及可靠性。
所研制的接收机成功突破了卫星信号快速捕获、高精度测距、高精度定位测速等关键技术，在天舟二号货运飞船的发射任务中发挥重要作用。
在天舟二号发射任务中，九院还有多家单位参与任务，提供了多种功能不一、性能稳定的产品，共同为任务保驾护航。
厂为货运飞船研制生产的电磁继电器、开关和连接器产品，涉及19种型号0余只。其中一款大量使用的电磁继电器，与天和核心舱上使用的产品一样，属系列化产品。它主要承担了飞船姿态调整、太阳能帆板打开、高清拍照摄像设备等信号电路系统的控制，对功能实现起到至关重要的作用。厂为火箭提供了助推数据综合器和助推数据采编器，用于火箭助推段非电量模拟量参数和电量变换器的数据采集，是表征各个功能部件工作状况的“晴雨表”。厂为火箭控制系统配套了综合控制器、驱动器及箭上电缆网。其中，综合控制器是箭上控制系统的重要单机，负责接收箭上设备发出的各类信号和地面测发控设备发出的点火、紧急关机信号。厂为火箭及货运飞船配套了10余系列、上千只连接器、总线及组件产品，分离面、控制系统链路等核心部位电气连接产品，产品质量优异、性能稳定。
供稿：航天九院各单位
编辑：吴楠
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