510所产品助“问天”探苍穹

7月24日，空间站问天实验舱在中国文昌航天发射场发射升空。这是我国空间站建造阶段三个舱段中的第二个舱段，也是中国空间站的首个实验舱。

此次“问天”任务，中国航天科技集团有限公司五院510所再次聚力出发，研制的载荷适配器、舱外投光照明子系统、照明设备、音频单元等一系列火爆“单品”，将乘坐“问天”到达太空，为助力中国航天事业的发展发挥重要作用。

载荷适配器:

太空实验室的舱外“多孔端口”

“载荷适配器”作为空间站中小型舱外载荷的通用接口设备，为中小型标准舱外载荷提供通用化的“多孔端口”，是“太空实验室”运营后舱外暴露科学实验的基础。

“载荷适配器”的本质是一种轻小型对接机构，由主动端和被动端组成，安装在空间站实验舱I外暴露平台的22台阵列化布置的“端口插座”由载荷适配器的被动端实现，后续随“天舟”货船分批次多轮上行的各式标准舱外载荷携带“端口插头”由载荷适配器的主动端担当，并利用机械臂操作实现安装和更替。

针对支持机械臂在轨操作的需求，510所设计的载荷适配器被动端“分步被动引导组件”可实现对主动端的引导，实现校正机械臂操作偏差的功能，引导过程也可通过主动端同步捕获、主动校正、自润滑楔紧锁和浮动连接器来实现锁紧和资源连通被动端的功能，从而实现载荷适配器的“轻小型对接机构”功能。

510所高级工程师马少君介绍：“510所‘载荷适配器’的研制攻克了同步捕获、主动位姿校正、刚性锁紧等 14项关键技术，在四次大系统机械臂载荷操作试验中接口匹配良好，能够可靠校正机械臂位姿偏差，锁紧连通后的供电、通信、传热性能优良，整体性能已经达到了国际先进水平，是‘太空实验室’里的重要部分。”

照明设备:

航天员的舱内外照明新体验

空间站是长期在轨驻留的载人飞行器，航天员在舱内工作、生活及出舱活动都离不开照明设备。

510所承担了问天实验舱大部分照明产品研制工作，包括舱外投光照明子系统、情景照明产品、便携照明产品和舱外泛光照明产品等。

“为适应舱外环境，‘舱外投光照明子系统’研制团队从材料、工艺、结构设计等方面成功攻克了四大关键技术，设计出了能够抵御空间辐照的灯体结构以及光学照明系统，顺利通过了特殊空间环境地面试验，保证了在轨长时间高效率工作。”510所研究员崔致和告诉记者，“舱外投光照明子系统”在“太空实验室”建成后将不仅为航天员长期在轨驻留及开展舱外维修、科研活动提供了良好的照明，也为出舱活动任务提供了美轮美奂的光影效果。

长期在轨生活，以往单一的照明模式会造成航天员工作效率降低，生物钟紊乱以及睡眠障碍等问题，情景照明产品通过对色温、亮度、照明区域的可控调节，精确了照明模式，细分了照明区域，操作方式也更加便捷，极大提升了航天员在轨工作、生活的便利性和舒适性。

“便携照明设备主要用于舱外精准维修照明和舱内母线掉电时航天员转舱或逃逸的应急照明，能够满足航天员连续工作6小时的需求，也是国内首次将锂电池应用于舱外便携式产品设计中。” 崔致和介绍。

舱外泛光照明主要提供航天员出舱时行走路径上的辅助泛光照明以及舱外摄像照明，是我国首次在轨应用的舱外空间环境长寿命照明产品。它的研制攻克了空间电离总剂量辐照环境、紫外辐照环境、原子氧腐蚀环境长时间耐受的技术难题，让航天员在地球的阴影区也能正常进行舱外活动。

“问天舱照明产品还有报警灯、专用照明灯、专用照明控制板等特殊场景灯具，它们共同构建了一个明亮、舒适的中国空间站光环境。” 崔致和说。

音频单元:

航天员的舱内“太空家居”语音设备

中国空间站既是我们国家的“太空实验室”，也是航天员在浩瀚宇宙中温暖的“家”。因此，“问天”配置了一系列的“太空家居”设备，为航天员的工作和生活提供智能、便捷的服务。

音频单元作为终端音频仪表设备，可以支持多类型、多通道音频终端的输入输出，可以接收整个空间站的报警信息实现对航天员的语音报警提示，还能实现航天员与地面的天地电话，实现多舱状态下各舱段航天员之间及地面测控中心的会议通话功能，为航天员在轨通话提供了多种模式。

音频单元作为空间站中唯一的外放式音频设备，在研制过程中面临着较多的声学设计难题。

“510所‘音频单元’软件研制团队在充分调研的基础上，提出了软件三级加载方案。”510所高级工程师周震介绍，该方案可以应对复杂的空间硬件环境和通信环境，确保在最恶劣的情况下，软件不会“死机”。

在空间站天地通信网数据注入实验过程中，研制团队经过48小时不间断测试，掌握了复杂天地数据传输过程中，数据上传带宽和时延容限等技术细节，制定了窄带宽、长时延、高误码率情况下的软件在轨注入策略。

“空间站音频单元还具有免提通话功能，之后航天员可以在‘问天’这个新教室中开展‘天地通话’和全新‘太空授课’，音频单元也会给航天员带去全新的授课‘音频’体验。” 周震说。

新甘肃·甘肃日报记者 张燕茹

来源： 新甘肃