張翠賢　李光宇

春江潮水連海平，海上明月共潮生。驚濤拍海岸，春潮起風帆。青春向天笑，壯志寫詩篇。保持與名利的距離，矢志與航天事業(yè)結緣。佇足海天一線，以航天人的名義，創(chuàng)造前所未有的突出貢獻。

煙臺，古時“烽火臺”。明朝洪武初年，為防備倭寇犯境，當地軍民在臨海北山設立狼煙墩臺，發(fā)現(xiàn)敵情后晝則升煙、夜則舉火作為報警信號，簡稱“煙臺”。歲月更迭，滄桑巨變。煙臺已經發(fā)展成為山東半島東北部、環(huán)渤海經濟圈重要城市和全國文明城市。山東航天電子技術研究所，就座落在這里。

山東航天電子技術研究所，是我國載人航天工程的重要研制單位之一，先后參與我國從神舟一號到神舟十一號、天宮一號、天宮二號等航天工程型號的研制任務，為確保航天員生命安全和載人航天飛行圓滿成功發(fā)揮重要作用，榮獲“中國載人航天工程突出貢獻集體”。研制設備涉及環(huán)境控制和生命保障、熱控、數據管理、乘員服務、測控、結構機構等系統(tǒng)。在神舟七號任務中公司承擔航天員出艙通信子系統(tǒng)和艙外航天服中70%電子設備研制工作。在天宮一號任務中，公司承擔了醫(yī)監(jiān)醫(yī)保、儀表照明、空間實驗等相關設備研制任務。天宮二號飛行器研制方面，承擔空間實驗室熱控、數管、儀表照明、空間技術試驗、環(huán)控生保、醫(yī)監(jiān)醫(yī)保、測控通信等系統(tǒng)60余臺套產品研制任務。在載人航天任務中，承擔的研制任務由最初的測控領域，到飛船環(huán)境控制和生命保障、熱控、數據管理、乘員服務、測控、結構機構等多個領域，并逐步拓展到艙外通信、航天服電子設備、醫(yī)監(jiān)醫(yī)保、儀表照明、空間實驗等領域。

飛船發(fā)射前的遠程體檢

——發(fā)射場測試無線轉發(fā)系統(tǒng)

飛船發(fā)射前需要與火箭對接組裝，然后，進行綜合體檢才能發(fā)射升空。此前，航天器與發(fā)射火箭都是在總裝廠房組裝后進行水平測試，在發(fā)射架豎起來后再次測試，如有問題就要再放倒拖回廠房維修。

從神舟一號飛船發(fā)射起，我國開始采用國際上先進的“三垂一遠”模式，即實現(xiàn)航天器與火箭垂直組裝、垂直測試、垂直轉運和遠程測試。在此過程中，火箭保持一個姿態(tài)不動，只要通過測試，運轉過程不會有任何改變。而遠距離測試發(fā)射控制模式則最大限度保持了火箭和飛船的狀態(tài)不變，極大地提高了測試發(fā)射可靠性和安全性。“三垂一遠”測試發(fā)射模式為世界領先水平。研究所研制的“飛船發(fā)射場測試無線轉發(fā)系統(tǒng)”為實現(xiàn)“三垂一遠”提供技術保證。系統(tǒng)中所采用的增益自調節(jié)、信道自分配、天線自跟蹤等技術，都達到國內一流水平。

隨著我國載人航天工程的逐步深入，系統(tǒng)中增加了海事衛(wèi)星、中繼衛(wèi)星、GPS/GLONASS衛(wèi)星、北斗導航衛(wèi)星等作為飛船定位通信的輔助措施，神舟系列完成了國內在軌航天器首次使用這些衛(wèi)星系統(tǒng)，為后續(xù)航天器定位通信提供了更多選擇。遠距離測試無線轉發(fā)系統(tǒng)安裝于北京航天城和酒泉衛(wèi)星發(fā)射基地。先后參加了我國載人工程歷次神舟飛船和天宮一號目標飛行器發(fā)射并圓滿完成了任務。

太空行走的保障——航天員出艙通信子系統(tǒng)

在神舟七號載人航天飛行任務中，研究所承擔航天員出艙通信子系統(tǒng)和航天服專項70%電子設備技術攻關研制任務。其中，航天員出艙通信子系統(tǒng)是在航天員進行出艙活動試驗時用于出艙活動航天員與輔助出艙航天員、艙內航天員與地面人員間進行語音通話和數據通信的設備。航天員出艙活動通信系統(tǒng)由通信天線、通信處理器及艙外航天服遙測通信機組成，實現(xiàn)艙內外航天員之間、艙內外航天員與地面人員之間語音通信及艙內外航天員遙測參數下傳。該系統(tǒng)首次采用空間CDMA移動通信技術，實現(xiàn)空間近場復雜環(huán)境下的可靠無線語音數據通信。

在載人航天工程第二步任務中，研究所技術領域已經拓展到醫(yī)監(jiān)醫(yī)保和空間試驗領域，涉及領域廣、工作接口多、技術難度大，挑戰(zhàn)更加嚴峻。包括用于航天員監(jiān)測飛船運行情況、顯示交會對接信息、接受地面郵件的儀表控制器；在交會對接中使用的主動標志“天宮一號”目標標志器；用于空間醫(yī)學實驗的失重生理效應裝置Ⅰ和失重生理效應裝置Ⅱ（細胞培養(yǎng)裝置）、無創(chuàng)心功能測量儀，以及被稱為“太空冰箱”的醫(yī)用冷儲箱等。

失重生理效應試驗控制——航天醫(yī)學空間實驗設備

人一旦進入失重環(huán)境，身體發(fā)生各種變化，會產生諸多的不適應，這些變化被稱為失重生理效應。在神舟九號任務中，航天員在空中進行了多項失重生理效應，用以研究人體在太空中會發(fā)生的變化，以便研究克服太空生活對人體帶來的不良影響。其中包括513所研制的用于研究腦血流、腦點、眼動的失重生理效應實驗裝置Ⅰ和進行細胞培養(yǎng)的失重生理效應實驗裝置Ⅱ，以及試驗控制單元等設備。

在太空環(huán)境中，航天員的血液會重新分配，下肢血量減小，頭部血量增多，航天員的收縮壓將升高，平均動脈壓升高，靜脈壓也上升，舒張壓則下降。這些失重效應會使得航天員的流體靜壓梯度消失，找不著方向感，所以在失重環(huán)境中，大多數航天員通常會發(fā)生前庭植物神經反應，引起航天運動病和空間定向障礙，出現(xiàn)惡心、嘔吐、面色蒼白、暈眩等現(xiàn)象，從而影響航天員的工作能力。為了研究航天飛行對人體的前庭眼動、心血管及腦高級功能影響，同步檢測動脈脈搏波、靜脈脈搏、腦電和眼動，在天宮一號，我國首次研究了一種微重力環(huán)境下進行的系統(tǒng)（人體）生理學研究實驗航天醫(yī)學空間實驗設備，這就是失重生理效應實驗裝置Ⅰ。

失重生理效應實驗裝置Ⅱ是我國研制的第一個正式上天的全自動細胞培養(yǎng)裝置。設備由失重生理效應實驗裝置Ⅱ本體和細胞培養(yǎng)子模塊兩部分組成，失重生理效應實驗裝置Ⅱ本體隨天宮一號發(fā)射升空，細胞培養(yǎng)子模塊跟隨神九發(fā)射，由宇航員攜帶進入天宮一號并安裝在失重生理效應實驗裝置Ⅱ本體中開展醫(yī)學細胞培養(yǎng)實驗。失重生理效應實驗裝置Ⅱ用于進行失重生理效應防護的細胞機制研究，主要功能是在空間飛行時提供維持細胞正常生長的環(huán)境，實現(xiàn)細胞的培養(yǎng)和固定，采集部分細胞生長圖像及生長環(huán)境參數；目的在于探索討論失重條件下，細胞因子對細胞的調節(jié)作用，將解決細胞培養(yǎng)回路中多種試劑時序加注難題，聚焦微重力對細胞形態(tài)、結構、細胞骨架、基因表達和相關功能及其分子機制影響，為針對關鍵的細胞信號分子開發(fā)相關的靶標藥物及制定防護措施奠定基礎。

航天員的健身器

——骨丟失對抗儀

在失重環(huán)境中，作用于人體腿骨、脊椎骨等承重骨壓力驟減，同時，肌肉運動減少，對骨骼刺激相應減弱，骨骼血液供應也相應減少，導致骨質大量脫鈣并經腎臟排出體外，這就是所謂的空間骨丟失?？臻g骨丟失，是最令航天醫(yī)學專家頭疼的航天員健康問題

研究所專門為航天員設計的“健身器”骨丟失對抗儀，也叫“對抗骨質疏松的儀器”，是保證在太空飛行中的航天員身體健康的儀器之一。骨丟失對抗儀通過敲打人體小腿部位相應穴位，刺激骨骼、改善血液循環(huán)，對抗骨質疏松，保障骨骼健康。

目前，研究所已利用這項科研成果研制開發(fā)出一套民用級保健治療儀器，適用于不同人群。經過試驗，該儀器可促進骨骼合成，有效抑制骨質疏松發(fā)生，治療并抑制各種原因引起的骨質疏松癥狀，同時加速血液循環(huán)，促進新陳代謝，對消除疲勞有良好輔助作用。航天員的保健員——無創(chuàng)心功能測量儀

科學家通過對航天員的心血管功能測試采用連續(xù)、動態(tài)和無創(chuàng)記錄動、靜脈波信號的方法，采集左右心功能、體肺循環(huán)血液動力學和心血管調節(jié)變化數據，開展心血管系統(tǒng)功能的綜合研究。

513所研制的無創(chuàng)心功能監(jiān)測儀，主要通過無創(chuàng)檢測航天員的每搏血壓、每搏量和血氧飽和度等生理參數，定期監(jiān)測航天員的身體狀態(tài)，被稱為航天員的健康保健員。

當航天員在太空工作生活的時候，地面的工作人員可以通過無創(chuàng)心功能檢測儀在第一時刻了解航天員的身體狀態(tài)，航天員可以通過儀器上的指示燈了解儀器的工作狀態(tài)。因為每個航天員的生理參數有差別，在地面時，科研人員就根據每個航天員的生理參數對儀器內部的參數進行了標定，航天員操作對應按鍵選擇檢測對象數據錄入，比如按鍵A代表景海鵬，按鍵B代表劉旺，按鍵c代表劉洋。每個航天員必須使用與他相對應的按鍵，以保證測量數據準確、可靠。

衛(wèi)星工程“最強大腦”

——星載計算機

計算機是一個系統(tǒng)的大腦，衛(wèi)星飛船也不例外。星載計算機產品作為研究所的“拳頭產品”，已成功應用于我國載人航天、導航、遙感、通信等重點衛(wèi)星工程上。

在天宮一號和天宮二號上，研究所計算機產品應用于熱控、儀表照明、空間技術試驗等分系統(tǒng)，作為“最強大腦”，有力保證了各分系統(tǒng)正常運行。其中，儀表控制器是我國第一款用于航天的PowerPc高性能計算機，是天宮二號目標飛行器儀表照明分系統(tǒng)的核心計算機；熱控分系統(tǒng)控制單元、溫度控制器等設備是飛船“太空空調”的重要組成部分，相當于熱控分系統(tǒng)的神經中樞。

研究所研制的通用計算機是空間技術試驗分系統(tǒng)的核心計算機，為后續(xù)空間站維修工作提供在軌驗證和技術積累。

天地對話一線牽——無線話音系統(tǒng)

在天宮二號飛行器上，還搭載513所自主研制的無線話音設備。神舟十號航天員王亞平正是全程通過無線話音設備與地面課堂師生進行互動交流，全程40分鐘授課時間，通話質量良好。該系統(tǒng)采用民用通信技術較為成熟的藍牙通信技術，在點對點傳播的基礎上實現(xiàn)航天員間無線通話及航天員與地面通話，并可同時使用無線語音設備進行話音通信，解決了航天員在語音通信中無法在空間實驗室內任意活動，以及在飛船停靠期間航天員在軌道艙無法與地面通話等問題，提高了航天員在軌工作方便性。

在祖國載人航天事業(yè)發(fā)展進程中，研究所廣大科研人員不忘初心，繼續(xù)前進，大力弘揚載人航天精神，以強烈政治責任感和歷史使命感，以對祖國的無比忠誠和對航天科技的無比熱愛，以“嚴肅、謹慎、細致、踏實”的工作作風，以高標準的工作質量確保高標準的產品質量為我國載人航天事業(yè)不斷發(fā)展，貢獻著自己的力量，繼續(xù)創(chuàng)造中國載人航天事業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的輝煌。

（作者單位：山東航天電子技術研究所）