[科普中国]-上海航天为天舟一号研制的“太空神器”知多少？

新华社上海4月21日电（记者张建松）在成功发射的天舟一号货运飞船上，中国航天科技集团公司上海航天技术研究院承担了对接机构分系统、电源分系统、测控与通信子系统及推进舱结构与总装、总体电路推进舱电缆网等任务，研制了多种“太空神器”助推天舟一号叩问天宫。

作为我国首个货运飞船，天舟一号的电源分系统采用了全新的总体方案、全新的储能技术、全新的控制技术。整船输出功率2700瓦，最高可达6000瓦，首次应用低轨高压大容量锂电池。

据上海航天技术研究院空间电源专家涂浡介绍，我国载人航天电源先后经历了镉镍电池时代、氢镍电池时代，神舟七号伴随卫星首次使用锂电池。在中国航天史上，天舟一号是第一次应用低轨高压大容量锂电池。电源系统采用3组锂离子蓄电池组，每组由22串的形式组成，共使用单体66个。

它们的使命是：从货运飞船发射前的待发段转内电开始为整船供电，在轨段在飞船进入阴影区时，提供整船所需的全部电能；在光照区储存电能，在太阳能不能满足整船能量需求时，蓄电池放电补充负载的供电需求。

天舟一号的充电控制系统被称为“最强电源控制大脑”。为增强充电控制可靠性，设计人员采用“主备份软件限压充电控制为主、硬件电压控制为辅”的双冗余设计，电池单体和电池组同时参与控制。

天舟一号的测控通信系统也采用了多项新技术。据介绍，飞船内部采用了全新的千兆高速“以太网”数据通信架构，这是国内航天器的首次使用。不仅在货运飞船的天地测控通信中发挥巨大作用，也为我国空间站“以太网”通信的建立奠定了扎实基础。

由上海航天技术研究院研制的“高速通信处理器”，是天舟一号太网通信的重要组成部分，这一“神器”是货运飞船测控天地链路的核心关键单机。有了它，宇航员今后在太空的生活将不再枯燥：不仅可以上网冲浪，听音乐看视频，还能即时接入移动终端，与地面视频通话。

作为目前我国体积最大、重量最重的航天器，天舟一号飞船的载货比达到0.48，超越欧洲、日本等国的现役货运飞船，运载能力跻身世界前列。与以往的神舟飞船推进舱相比，天舟一号首次全新设计了两层独立的推进剂贮箱，舱内的推进主模块由原来的一层变成了两层，推进模块贮箱数量由原来的4个增加为8个。

上海航天设计人员创新性地采用了凹凸对应的花瓣式法兰安装方式。通过舱体内壁与推进模块上20多对凹凸对应的花瓣式法兰，完成了舱体结构与推进模块的装配。为了实现最优布局，设计师们设计了9种不同的舱内布局，对每一种构型都进行了力学分析。

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