科技日报记者 史诗 付毅飞
7月24日，我国空间站的首个实验舱问天实验舱在文昌航天发射场由长征五号B运载火箭托举升空，顺利进入预定轨道，发射任务取得圆满成功。
中国电子科技集团有限公司（以下简称中国电科）作为载人航天工程的副总指挥单位，共有35家成员单位参加空间站建造任务，覆盖载人航天工程全部13大系统、3大试（实）验领域。
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中国电科承担的空间站建造任务科技创新能力强，国产化率和自主可控程度高，系统设备数量庞大并配套多型安全设备。
“生命线”保障航天器与地面的联系
载人航天测控通信是指测控站对航天器进行轨道测量、遥测、遥控以及话音和数据传输，是航天器升空后与地面的唯一联系，被称为航天器的“生命线”。
中国电科首席专家柴霖介绍，问天实验舱的发射任务中，测控通信系统分布在陆、海、天基的十余个测控站/船/卫星上，全部由中国电科承研。从陆海天不同维度编织了一张严密的立体测控网，对“问天”等载人航天器的测控覆盖率达到100%。
这套综合化测控系统，主要有3大特点。一是智能化，一套测控设备不仅可以同时运行多种工作模式，还能实现自动化运行，整个站网体系实现云架构；二是全国产，从软件到硬件，从基础元器件到整机、系统，已实现全国产化自主创新；三是零保驾，它的实现建立在一系列先进技术手段基础上，包括智能化技术、稳定可靠的国产软硬件，以及健康管理技术。
传感器为多种参数保驾护航
传感器是感知环境参数变化的核心敏感器件，在空间站上的作用相当于人体的各个感知器官，感受空间站的温度、湿度、压力、气体浓度变化。
中国电科49所空间站三舱（核心舱、问天舱、梦天舱）就配套了70余种、近1000套正样产品，涉及环控、热控及推进等分系统，测量参数包括压力、温度、湿度、流量、氧气、氢气、电导、液滴、烟感、呼吸、心电、体温等多种参数。
“空间站上的水是有限的，需要对其进行循环净化处理。航天员排泄的尿液不能随意丢弃，经过循环净化处理后要重复利用。我们的传感器就为处理过程以及最终是否达到可以再次饮用的标准提供依据。”49所军工部副部长、副总设计师张鹏介绍，空间站的核心舱、问天舱的水处理子系统、尿处理子系统中都装有配套的电导传感器、液滴传感器等。
为了对水质进行健康标准检测，中国电科在空间站首次配备了关于水质总有机碳检测的精密仪器——总有机碳（TOC）测试仪。“作为全面反映水质洁净程度的判定标准，水中总有机碳含量代表了水中所含有机物的总和，反映了水中有机物污染的程度。该设备采用‘氧化-检测’的原理，根据检测液体中碳元素的含量，来得出太空中的水质状况。” 中国电科48所专家谢念表示，在舱内的软水箱水满后，航天员将TOC测试仪的进样管接口连接到软水箱接口上，就可对水箱中的水进行采样分析。
据介绍，TOC先将样品中的有机物氧化成二氧化碳，然后对二氧化碳进行定量测量，通过碳元素守恒原理，推算样品中总有机碳的含量。该仪器在45分钟内即可得出结果，航天员可实时观察测试全过程。
太阳电池阵赋能天宫
飞船、卫星等太空飞行器的运转，离不开电能供给。飞行器两边的太阳能“翅膀”由一片片半导体晶体组成，这些晶体经串联、并联后就组成了太阳电池阵，为航天器提供源源不断的能量。
中国电科太阳电池阵专家苏彬介绍，目前，为空间站组合体配备的太阳电池阵已经经历了三代的跨越。神舟系列载人飞船采用了第一代刚性太阳电池阵技术，天舟系列货运飞船采用了第二代半刚性模块化太阳电池阵技术，空间站核心舱则是我国首次应用第三代柔性太阳电池阵技术。
为“寸土寸金”的核心舱提供的最新一代柔性太阳电池阵，如何实现“小体积”爆发“大能量”？
苏彬说，中国电科在体积、发电量、环境适应性方面对电池进行了全面升级。同样功率，在体积减少一半的基础上，研制团队持续开展高压柔性太阳电池阵发电试验，在完成8万余次高低温循环试验后，最终实现太阳电池光电转换效率突破30%。“现在空间站在轨的运行时间可延长至15年。”苏彬介绍，在天和、问天、梦天三舱组合后，柔性太阳电池阵总发电面积接近400平方米，功率将超过100千瓦。
此外，为了提高太阳电池阵耐受空间辐射等能力，技术人员在太阳电池片上设计了石英盖片，为太阳电池阵装上防御的“铠甲”。“即使面对太空复杂的供电环境，也能安稳续航，为空间站提供源源不断的能量。”苏彬表示。
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