陳虎 李揚

（北京空間機電研究所，北京 100094）

0 引言

北京空間機電研究所成立于1958年8月，是我國最早從事空間技術研究的單位之一，研究所從探空火箭技術研究起步，先后從事過運載火箭總體技術、衛(wèi)星總體技術以及載人飛船總體技術研究，目前主要從事航天器回收著陸、空間光學遙感、空間激光探測、航空光學遙感、復合材料結構成型、空間火工裝置六大技術領域的研究。研究所從建所之初的中國科學院 1001設計院到上海機電設計院，從第七機械工業(yè)部第八設計院到北京空間機電研究所，盡管其隸屬關系、名稱、地點、研制任務和專業(yè)發(fā)展幾經(jīng)調整，但研究所建設航天強國、富國強軍的初心沒有變，爭創(chuàng)一流的創(chuàng)新精神沒有變。在中央領導的親切關懷和上級單位的正確領導下，研究所緊跟時代步伐，開拓進取、頑強拼博，為中國航天取得舉世矚目的成就做出了自己的貢獻。

1 發(fā)展火箭技術，為中國成為航天大國打下堅實基礎

1958年8月，為了響應毛澤東主席“我們也要搞人造衛(wèi)星”的號召，研究所的前身中國科學院1001設計院成立，主要承擔人造衛(wèi)星和運載火箭總體設計任務[1]。同年11月，設計院搬遷至上海，組建上海機電設計院，開始了我國探空火箭技術的研究。1965年8月遷至北京，開始了我國“長征一號”衛(wèi)星運載火箭的設計和研制。

（1）探空火箭與氣象火箭

研究所自行設計的液體探空火箭T-7M于1960年2月發(fā)射成功，這是我國液體火箭技術取得的第一個具有工程實踐意義的成果，為氣象火箭的研制奠定了基礎[2]。從1959～1971年，研究所先后研制了三代氣象火箭，分別是液體推進劑氣象火箭、固體推進劑氣象火箭和小型固體氣象火箭，為我國在高層大氣研究方面獲得了豐富的資料。

（2）實驗火箭和取樣火箭

研究所于1963～1969年，先后研制了生物實驗、電離層探測、綜合性實驗、星載儀器高空實驗等火箭，其中，1968年8月發(fā)射的一枚串聯(lián)式三級實驗火箭飛行高度達312km，為我國空間科學技術的加速發(fā)展做出了貢獻。

為滿足我國核武器發(fā)展的需要，研究所于1967～1985年，先后研制了我國第一代和第二代取樣火箭，并多次成功地進行了我國核爆炸試驗的取樣任務，為我國掌握核武器立下了顯著功勛。

（3）“長征一號”運載火箭

1965年初，在我國人造衛(wèi)星事業(yè)轉入工程研制階段后，研究所創(chuàng)造性地提出了我國第一種航天運載火箭——“長征一號”的總體方案，實現(xiàn)了地地導彈運載技術和火箭探空運載技術、液體火箭和固體火箭的完美結合。初樣研制的成功，為“長征一號”運載火箭首次發(fā)射成功我國第一顆衛(wèi)星“東方紅一號”奠定了堅實的基礎。

2 自強奮進，引領回收與著陸技術發(fā)展

航天器回收著陸技術是指利用氣動減速裝置或著陸緩沖裝置，通過特定的控制手段，使需要返回或著陸的航天器（或有效載荷）減速與緩沖，直至按預定的程序和目的地安全著陸和收回的技術。研究所是我國唯一專業(yè)從事航天器回收與著陸技術研究的單位，現(xiàn)已形成集研發(fā)、設計、生產(chǎn)、試驗、測試于一體的完整工程研制體系，承載并圓滿完成了以返回式衛(wèi)星、載人航天、探月工程等為代表的國家重大工程中的回收與著陸任務。

2.1 探空火箭回收，回收著陸技術從無到有

回收與著陸技術伴隨著研究所探空火箭研制任務的推進而不斷發(fā)展。探空火箭的回收可分為箭頭回收、箭體回收或兩者兼有，回收系統(tǒng)需確保箭頭或箭體上的核取樣裝置、大氣探測裝置、生物試驗對象等有效載荷安全著陸。通過探空火箭回收，研究所掌握了回收總體技術、平面圓傘技術、彈道設計、系統(tǒng)控制等技術，實現(xiàn)了我國回收著陸技術零的突破。據(jù)不完全統(tǒng)計，從 1958～1987年，研究所先后完成了 13種型號 23種狀態(tài)探空火箭有效載荷的回收?；厥罩憣I(yè)不斷完善，研制程序逐步走上了正規(guī)，回收著陸技術研制隊伍得到了實際鍛煉，從而為該技術服務于戰(zhàn)略武器、戰(zhàn)術武器、衛(wèi)星和飛船工程奠定了初步基礎。

2.2 高速數(shù)據(jù)艙回收，回收系統(tǒng)創(chuàng)新集成化發(fā)展

在戰(zhàn)略戰(zhàn)術導彈武器研制中，為了獲取導彈再入大氣層過程中的各種情況，針對高超聲速條件下黑障現(xiàn)象導致的數(shù)據(jù)無法遙測獲取的問題，研究所研制了集成化的數(shù)據(jù)艙回收系統(tǒng)，包含高速再入的防熱艙結構、降落傘系統(tǒng)、火工裝置、控制裝置等，這是當時我國最全面、最復雜的回收裝置。通過數(shù)據(jù)艙的回收，研究所突破了高超聲速下的防熱設計、防熱材料以及各類計算難題，掌握了導向面?zhèn)愕刃滦徒德鋫阍O計技術。據(jù)不完全的統(tǒng)計，截至2018年，研究所完成了7種型號12種狀態(tài)戰(zhàn)略武器數(shù)據(jù)艙的回收，完成了9種型號10種狀態(tài)戰(zhàn)術武器局部或整體回收，完成了3種型號空投水雷減速穩(wěn)定系統(tǒng)的研制，為我國的國防裝備研制做出了重要貢獻。

2.3 返回式衛(wèi)星回收，技術實現(xiàn)新跨越

1968年，研究所開始了衛(wèi)星回收著陸技術的研究。1976年12月，首次成功完成科學實驗衛(wèi)星回收艙的回收任務，掌握了空間再入返回技術，實現(xiàn)了回收與著陸技術的新跨越。在返回式衛(wèi)星回收系統(tǒng)研制中，研究所先后突破了高精度的基于過載時間的回收控制技術、新型高阻力性能環(huán)帆傘技術（具備傘頂浮囊，實現(xiàn)水上標位）和無線電回收標位技術，成功研制了起消旋小火箭、無污染彈射筒等一系列空間火工裝置，解決了大攻角、大動壓再入難題。截至2018年，研究所共承擔了25顆返回式衛(wèi)星回收系統(tǒng)的研制，確保了各類空間實驗載荷安全返回，推動了國家空間科學及應用技術的發(fā)展。返回式衛(wèi)星的成功回收，使我國成為世界上第三個掌握航天器回收著陸技術的國家，部分技術水平已達到或接近國際先進水平。

2.4 載人飛船回收，高可靠回收著陸技術躋身世界前列

從20世紀60年代后期“曙光一號”飛船的醞釀，到80年代“天地往返運輸系統(tǒng)”的論證，再到1992年“神舟”飛船回收著陸系統(tǒng)開始研制，研究所打造了國內回收質量最大、著陸速度最低、可靠性安全性最高、系統(tǒng)最復雜的航天器回收著陸系統(tǒng)，使我國航天器回收著陸技術躋身世界前列[3]。

飛船回收著陸系統(tǒng)是目前我國研制的最為復雜的回收著陸系統(tǒng)，研究所在技術方面取得了重大突破：成功研制了1 200m2特大面積降落傘，解決了飛船主傘減速問題；首次采用計算機控制技術，提高了回收著陸程序控制的可靠性；結合飛船氣動外形，研制了靜壓高度控制器，準確實現(xiàn)了大氣參數(shù)控制；首次采用非電傳爆裝置來實現(xiàn)火工裝置點火，提高點火同步性；首次采用智能式程序控制方案，可適應多軌道多模式的回收；首次運用緩沖火箭對著陸載體進一步減速，瞬時著陸速度小于3.5m/s，達到規(guī)定技術指標；實現(xiàn)具有自行檢測故障并自動進行主、備切換的功能，大大提高了回收著陸系統(tǒng)的可靠性。

自1999年開始到現(xiàn)在，研究所已完成“神舟”飛船11次回收著陸任務，將11名航天員安全帶回地球，圓了中華民族載人航天的夢想。與此同時，研究所在技術水平、研制能力、試驗手段、科技管理水平等方面都邁上了一個新臺階。

2.5 超聲速進入減速及地外天體著陸技術取得創(chuàng)新突破

2013年，研究所研制的伽瑪關機敏感器助力“嫦娥三號”圓滿完成落月任務，實現(xiàn)了中華民族千年的探月夢想。2014年，研究所突破了第二宇宙速度再入返回技術，成功實現(xiàn)了探月工程三期飛行試驗器的安全回收。在飛行試驗器回收分系統(tǒng)研制中，研究所首創(chuàng)了非平衡開傘載荷設計理念、自適應平衡彈蓋拉傘方法，在降落傘尺寸效應機理研究、回收控制集成設計等方面填補了國內空白，降落傘輕量化水平達到國際領先水平。

此外，研究所還承擔了我國探月工程二期、探月工程三期月球著陸及起飛綜合試驗場的建設任務，圓滿完成了“嫦娥三號”著陸器、“嫦娥五號”著陸組合體、“嫦娥五號”上升器等關鍵技術地面驗證試驗。

目前，研究所正在開展火星進入降落傘減速系統(tǒng)的研究，已經(jīng)掌握了超聲速、低密度、低動壓火星降落傘關鍵技術，并實現(xiàn)了高空開傘試驗的成功驗證。

2.6 躋身世界先進水平，引領我國回收著陸技術發(fā)展

隨著我國航天事業(yè)的飛速發(fā)展，未來的自由進出空天、深空探測、戰(zhàn)略戰(zhàn)術武器威懾與打擊等重大戰(zhàn)略任務都對回收和著陸技術提出了更高的要求，針對需求，研究所開展了回收著陸核心、關鍵技術的攻關，突破并掌握了大載質量群傘及著陸緩沖等技術，開展了高超聲速充氣式再入減速、大型可控翼傘定點歸航、可重復空天飛行器水平著陸、空間柔性展開結構等核心技術研究，不斷引領我國回收著陸技術的發(fā)展。

2016年，研究所研制的充氣式重力梯度桿在我國首次實現(xiàn)了充氣展開結構的在軌試驗驗證，填補了國內空白，達到國際先進水平。2018年，研究所完成了充氣式再入與減速技術（Inflatable Re-entry and Descent Technology，IRDT）飛行演示驗證試驗，驗證了IRDT技術的工作原理、工作程序和多項關鍵技術，為后續(xù)該項技術的發(fā)展和工程應用奠定了堅實的基礎[4]。

3 自主創(chuàng)新，空間光學遙感技術邁入國際先進行列

航天光學遙感技術是衛(wèi)星光學有效載荷研究、設計、制造、試驗、管理和運行的工程技術，涉及光學、熱學、結構、材料、視頻電子學、控制、圖像處理等專業(yè)技術領域。研究所從 1967年開始從事航天光學遙感技術的研究，先后自主研制并成功發(fā)射了170臺光學遙感器，所獲取的信息資料廣泛應用于國土普查、資源開發(fā)、環(huán)境監(jiān)測、氣象觀測和國土測繪等各個領域。

3.1 開啟空間光學遙感先河，填補國內空白

1967年，我國成立了首支航天光學遙感器研制隊伍—6711工程組（1986年并入研究所），開始了我國第一臺膠片相機的研制工作，開啟了我國對地觀測的新時代。

研究團隊創(chuàng)新性地提出了地相機和星相機聯(lián)合拍攝的方案，地相機和星相機同時分別對地和星進行攝影，提高了衛(wèi)星的定位精度；先后突破了棱鏡掃描速度和膠片速度的同步技術、高速運動膠片輸片技術、衛(wèi)星向前運動像移補償技術；解決了相機防污染、防冷焊和防輻照等問題[5]。1975年，首臺航天膠片型衛(wèi)星相機發(fā)射成功，使我國成為當時繼美、蘇之后第三個掌握航天相機技術的國家，為我國航天相機事業(yè)的蓬勃發(fā)展奠定了技術基礎。

研究所先后研制成功我國兩代膠片型對地觀測相機，共裝備 13顆衛(wèi)星，圓滿完成了偵察和國土普查任務；完成了5顆衛(wèi)星兩代膠片型測繪相機的研制，自主繪制了1︰25萬地形圖和1︰10萬影像圖，為軍事和國民經(jīng)濟建設做出了重要貢獻[6]。

3.2 與時俱進，信息獲取的時效性實現(xiàn)跨越

需求的牽引和技術的發(fā)展推動研究所不斷創(chuàng)新。20世紀80年代，為了提高遙感信息獲取的時效性，追蹤國際先進技術，研究所于1986年開始了“資源一號”衛(wèi)星CCD相機的研制，空間分辨率19.8m；通過深入而持續(xù)的技術攻關，實現(xiàn)了中國航天光學遙感技術上的多項第一次：第一次成功實現(xiàn) 0.45～0.89μm寬光譜五個譜段成像系統(tǒng)的光學設計，既保證各個譜段的成像品質，又保證了五個譜段焦距高度一致，公差優(yōu)于0.05mm；第一次實現(xiàn)了高精度CCD器件光學拼接，滿足120km幅寬要求，研制出專用拼接儀、測試控制軟件和操作工藝規(guī)程；第一次實現(xiàn)長線列CCD器件的三個譜段之間的光學配準，精度為0.3像元；第一次成功實現(xiàn)模擬熱和真空環(huán)境條件下相機 MTF測試、輻射定標試驗和真空定焦試驗，保證了相機的在軌成像品質[7-8]。

“資源一號”衛(wèi)星 CCD相機的成功在軌運行標志著我國空間光學遙感器從膠片型向傳輸型的跨越，開啟了傳輸型相機的新時代[9]。

3.3 觀測譜段從可見光向紅外拓展，實現(xiàn)全天時觀測

可見光相機由于受光照條件的限制，信息獲取的時效性無法滿足要求，紅外相機通過接收目標自身發(fā)射出的電磁輻射來發(fā)現(xiàn)和識別目標，可以一天24小時工作。1986年，為了提高空間對地觀測的時效性，研究所開始了紅外相機的研制。1988年，紅外相機成為“資源一號”衛(wèi)星的主載荷。

為了緊追技術發(fā)展的趨勢，保證相機的國際競爭力，研究所提出了先進雙向擺動掃描的紅外相機總體方案，相機的光譜范圍覆蓋可見光近紅外、短波紅外和熱紅外譜段，視場角8.8°，幅寬120km，可見光和短波紅外分辨率78m、熱紅外分辨率156m，噪聲等效溫差（NETD）優(yōu)于1K。研究所先后攻克了掃描非線性度為 0.5%的高精度雙向擺動掃描系統(tǒng)、低溫（105K）輻射制冷系統(tǒng)、星上定標等一系列關鍵技術，完成了相機的研制。中巴聯(lián)合研制的“資源一號”衛(wèi)星的發(fā)射成功，填補了我國陸地資源星載紅外遙感器的空白，結束了我國單純依賴國外紅外遙感數(shù)據(jù)的歷史。

多年來，研究所將人眼不可見卻蘊含了大量寶貴信息的光譜區(qū)推向工程應用。2018年5月，研制的我國空間分辨率最高（甚長波紅外譜段分辨率40m）、光譜覆蓋最廣（0.4μm～12.7μm，12個譜段）的大幅寬（60km）相機“高分五號”衛(wèi)星“全譜段光譜成像儀”發(fā)射成功[10]，推動了我國資源、地質、環(huán)境、海岸帶遙感應用的跨越式發(fā)展。

3.4 突破TDICCD成像技術，開辟高分辨率成像新途徑

為了滿足用戶對高分辨率相機的需求，20世紀90年代，研究所率先開展了高分辨率傳輸型相機輕小型化技術研發(fā)。國內首先提出采用小相對孔徑（大F數(shù)）全反射式光學系統(tǒng)配TDICCD的相機方案。

研究所突破了非球面三反同軸光學系統(tǒng)的關鍵技術，采用實時監(jiān)測與全數(shù)字化仿真相結合的光學精密裝調技術，保證了長焦距光學鏡頭的精度和穩(wěn)定性；解決了復合材料不穩(wěn)定性和各向異性等技術難題，首次采用基于復合材料的輕型光機結構，減輕了相機的質量，提高了穩(wěn)定性和空間環(huán)境適應能力；突破了TDICCD電荷垂直轉移速度與像移速度自適應同步技術，使相機具有適應衛(wèi)星大范圍機動成像的能力，采用低電壓差分傳輸技術和多路并行相關雙采樣技術，提高了相機信噪比和圖像清晰度。

2007年，裝載我國首臺長焦距、輕型空間TDICCD相機的衛(wèi)星發(fā)射成功，地面像元分辨率優(yōu)于2m（軌道高度 645km），相機質量小于 74kg，實現(xiàn)了我國光學對地觀測相機技術的重大跨越，開辟了高分辨率成像新途徑。

3.5 天地一體化設計，實現(xiàn)系統(tǒng)性能最優(yōu)

“高空間分辨率、高時間分辨率、高光譜分辨率、高輻射分辨率以及高定位精度”是空間光學遙感器不懈追求的目標，為了實現(xiàn)系統(tǒng)性能的最優(yōu)，研究所開展了“敏捷相機”的研究工作。“敏捷相機”是通過相機與衛(wèi)星一體化設計，使整星結構緊湊、質量輕、慣量小、剛度高；通過整星的機動，實現(xiàn)快速、大范圍姿態(tài)調整，多模式成像，突破高分辨率與寬覆蓋相互制約的瓶頸，快速有效地獲取高品質信息[11-12]。

研究所開展了天地一體化成像品質全鏈路優(yōu)化研究，采用λF/p=1的設計理念，適當降低對MTF的設計要求，采用大F數(shù)光學系統(tǒng)，在同等焦距和分辨率情況下，光學系統(tǒng)的口徑變小，減小了光機系統(tǒng)的研制難度；在地面采用MTFC算法進行提升，既保證圖像的MTF滿足要求，又減小圖像混疊，保證圖像品質。衛(wèi)星平臺和載荷一體化設計，以相機為核心進行整顆衛(wèi)星的布局，相機與衛(wèi)星之間進行剛度解耦設計，增強隔振性能，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。相機的主鏡采用碳化硅材料，鏡筒采用高穩(wěn)定性陶瓷基復合材料，減輕系統(tǒng)的質量，保證穩(wěn)定性。采用間接輻射熱控技術，實現(xiàn)鏡頭的精細控溫，使相機適應敏捷成像復雜的熱環(huán)境，保障鏡頭在軌的高幾何穩(wěn)定性。

采用該技術的“高景一號”衛(wèi)星相機于2016年12月發(fā)射成功，相機焦距10m，分辨率優(yōu)于全色0.5m/多光譜2m，無地面控制點幾何定位精度5～8m。高程相對精度達到1m，質量200kg，是目前分辨率最高、質量最輕的商業(yè)遙感相機。“高景一號”衛(wèi)星的商業(yè)化運行，不僅打破我國 0.5m級商業(yè)遙感數(shù)據(jù)被國外壟斷的現(xiàn)狀，也標志著國產(chǎn)商業(yè)遙感數(shù)據(jù)進入0.5m時代，正式邁入國際一流行列。

3.6 光譜分辨率顯著提高，定量化探測水平逐步提升

近年來，在遙感定量化需求及技術發(fā)展的雙重驅動下，光學遙感器的探測譜段不斷細分，光譜分辨率不斷提高。針對溫室氣體（CO2、CH4等）探測要求的寬探測譜段、高光譜分辨率、高光譜精度的要求，研究所于2011年開始了傅里葉干涉光譜儀關鍵技術攻關。

研究所先后攻克了大口徑高效率傅里葉變換干涉儀技術、高精度高穩(wěn)定性對日跟蹤技術、高精度長壽命二維指向技術、高精度地面和星上輻射及光譜定標技術等。完成了“風云三號”04星“高光譜溫室氣體監(jiān)測儀”以及“高分五號”衛(wèi)星“大氣紅外甚高光譜分辨率探測儀”的研制，實現(xiàn)了寬波段范圍（2.4～13.3μm）、高信噪比（大于100@5 800K）、高光譜分辨率（0.03 cm–1）的精細化光譜探測，達到世界先進水平。

為了進一步提升高光譜溫室氣體監(jiān)測儀的空間分辨率、覆蓋寬度和信噪比，研究所開展了先進光柵分光光譜儀技術攻關，突破了125mm大尺寸浸沒式光柵技術，達到國際領先水平。

3.7 工程技術能力

經(jīng)過 50年的發(fā)展，研究所在系統(tǒng)設計、光學加工和檢測、系統(tǒng)總裝和集成、空間環(huán)境模擬和試驗等工程技術能力方面得到了極大的提升。形成了面向偵察、測繪、空間目標等多應用領域的載荷指標體系和方案論證能力，建立了光、機、熱各專業(yè)融合的數(shù)字化設計仿真平臺，具備系統(tǒng)全鏈路成像建模仿真與預估能力，預估精度達到80%。

建立了第三代智能化超精密光學加工中心，掌握從結構輕量化到光學鍍膜完整的光學加工工藝鏈，可以實現(xiàn)直徑2m以內非球面光學元件的高精度加工，加工材料范圍覆蓋微晶、ULE、碳化硅等；加工精度優(yōu)于λ/70（RMS），達到國內領先、國際先進水平。

建成了國內領先的空間光學儀器制造中心，可實現(xiàn)中等口徑遙感器的批量化生產(chǎn)，同時具備新型高精度大口徑光學、低溫光學、激光探測與光譜探測類光學產(chǎn)品的集成能力。具備從可見光到紅外的多鏡頭及單鏡頭多光路譜段配準測試能力，配準精度優(yōu)于0.3個像元；自主研發(fā)了國內最先進的焦面拼接儀，可實現(xiàn)長線陣、大面陣、線面混合式器件拼接，最長拼接長度可達600mm，像元拼接精度可達2μm；自主研發(fā)了內方位元素自動化測試設備，主距、畸變標定的精度可達 3.6×10–6和 2.3×10–5；形成了完整的遙感器系統(tǒng)輻射定標和光譜定標技術體系，微光輻射定標動態(tài)范圍達1×108，達到國際先進水平。

具有大型真空環(huán)境試驗測試能力，掌握了光學遙感器動力學、靜力學試驗技術。擁有直徑2.5m、4m、6.7m等多套在軌環(huán)境模擬試驗系統(tǒng)以及多規(guī)格的溫濕箱等工藝設備，可承擔航天器光學有效載荷在軌環(huán)境條件下的成像試驗，以及航天產(chǎn)品熱真空、熱平衡、熱循環(huán)等試驗。擁有5t、10t、16t推力振動試驗系統(tǒng)、5 000gn沖擊試驗系統(tǒng)以及5m懸臂離心試驗機等設備，可承擔航天器產(chǎn)品動力學試驗任務。研究所是中國空間技術研究院結構靜力試驗唯一定點單位，形成了國內領先的適應星、船技術特點的結構靜力試驗的系統(tǒng)分析與設計能力。

4 其它專業(yè)技術

4.1 空間激光探測技術

研究所從“十二五”開始空間激光探測技術的研發(fā)，目前，已經(jīng)成為國家空間激光載荷的主要研制力量，為國家的地形測繪、森林調查等方面提供服務。

2012年底，研究所緊抓激光遙感的發(fā)展契機，自主研發(fā)“資源三號”02星激光測高儀，突破了高靈敏度模擬探測、閾值鑒別和高精度測時等技術，并于2016年6月在軌開機，高程精度可以滿足1:5萬測圖精度要求，部分地區(qū)滿足1︰2.5萬測圖精度要求。該產(chǎn)品填補了國內對地激光測繪空白，開創(chuàng)了我國航天激光測繪的新時代[13]。為滿足第二代星載激光測繪的需求，研究所突破了全波形激光測距、高精度收發(fā)光軸平行度裝調、高精度激光指向確定、綜合性能測試等關鍵技術，完成了多波束激光測高儀原型產(chǎn)品的研制和綜合性能測試。此外，研究所還承擔了陸地生態(tài)系統(tǒng)碳監(jiān)測衛(wèi)星上的多波束激光雷達項目，正在開展初樣鑒定產(chǎn)品研制。作為第三代星載激光測繪技術的代表，研究所承擔了激光三維成像雷達預研項目，攻克了復雜背景條件下的光子探測和信號提取技術，研制了多波束kHz重頻的光子計數(shù)體制激光雷達原理樣機，對建立全球高精度控制點網(wǎng)、填補兩極地區(qū)的地理信息空白具有重要意義。

在深空探測領域，所研制的激光點陣器已經(jīng)助力“玉兔號”月球車成功實現(xiàn)月面避障巡視；在空間目標監(jiān)視領域，承擔了國家首臺高軌光電跟瞄子系統(tǒng)，突破了多光軸復合標校、大天域暗弱目標搜索捕獲、空間點目標大動態(tài)范圍激光測距等技術，目前已經(jīng)完成了整機環(huán)境實驗和整星聯(lián)試。在大氣探測領域，研究所正積極開展星載測風激光雷達、大氣掩星激光探測等基礎研究和關鍵技術攻關，為后續(xù)激光探測領域的發(fā)展奠定基礎。

4.2 航空光學遙感技術

20世紀80年代，研究所在國內首次把航天相機改造成高分辨率航空相機，獲得了大量珍貴情報信息。2008年，研究所承研了航空多通道掃描儀，填補了海洋水溫、水色遙感反演載荷空白。

近年來，研究所在先進航空光學遙感技術方面取得一系列突破。提出基于光學穩(wěn)像的復合慣性穩(wěn)定控制體制，研制成功我國穩(wěn)定精度和指向精度最高的穩(wěn)定平臺，光軸穩(wěn)定精度達到 5μrad；提出像素級數(shù)字化甚高靈敏度新體制探測技術，NETD由傳統(tǒng)的20mK提高到5mK，解決了遠距離、紅外弱小目標探測領域技術難題；國內首次把自由曲面光學系統(tǒng)設計技術用于航空載荷，解決了反射式光學系統(tǒng)小F數(shù)、大視場技術問題，大幅提高系統(tǒng)能量集中度、靈敏度；承研了我國幅寬最大、像元數(shù)最多、測繪精度最高的大視場面陣數(shù)字攝影測量相機，技術指標國際領先。

研究所不斷開拓創(chuàng)新，探索成果轉化和技術產(chǎn)業(yè)化道路，成功孵化適用于小型無人機平臺、可靈活配置的多光譜相機、日盲紫外搜救/電力巡線設備，并成功應用于農(nóng)林業(yè)遙感、水資源監(jiān)測等領域，性能優(yōu)于國外同類產(chǎn)品。

4.3 復合材料技術

1960年，研究所成立新工藝組，開始了航天復合材料研制的征程。1963年，成功研制并經(jīng)應用驗證的T-7A探空火箭尾翼是中國最先用于航天產(chǎn)品的復合材料結構件。研制的直徑2.1m通信衛(wèi)星太陽電池圓筒殼、“長征三號”液氫—液氧箱蜂窩共底等為代表的多件蜂窩夾層結構產(chǎn)品均代表了當時國內航天復合材料的最高水平[14]。20世紀70年代以來，研究所將先進復合材料技術應用于衛(wèi)星輕型結構研制中，碳纖維復合材料衛(wèi)星艙板、承力筒、太陽翼基板、拋物面天線、相機鏡筒和支架等產(chǎn)品在衛(wèi)星中的成功應用創(chuàng)造了多個第一，對于衛(wèi)星和遙感器結構的輕量化發(fā)揮了重要作用。

進入21世紀后，研究所適應航天技術的發(fā)展需求，先后開展了新型材料體系應用、大型結構板裝配、高穩(wěn)定性大尺寸遙感器結構件研制等技術研究。研制的國內最大、埋件最多的衛(wèi)星艙板，多次成功應用于“東方紅四號”、“東方紅五號”衛(wèi)星平臺；首次采用國產(chǎn)碳纖維、鋁蜂窩等材料研制出國產(chǎn)化率最高的太陽翼基板和連接架，并成功應用于“神舟”飛船；首次將高性能氰酸脂材料應用于遙感器結構件，大大提高了遙感器的尺寸穩(wěn)定性；成功將雙馬樹脂和耐高溫膠黏劑應用于發(fā)動機支架，將樹脂基復合材料的耐溫等級從100℃提高至200℃[15]。

目前，研究所已具備從結構設計、仿真分析、工藝設計、工裝模具設計到生產(chǎn)加工、性能檢測和評定全流程的樹脂基復合材料研制能力，研制生產(chǎn)了數(shù)以萬計的各種類型航天復合材料結構件，為航天事業(yè)的發(fā)展做出了重要貢獻。

4.4 航天火工技術

火工技術是利用火炸藥、推進劑的燃燒或爆炸反應產(chǎn)生能量，通過結構機構將化學能轉變成機械能，完成預定功能的技術。20世紀60年代末，伴隨T-7M探空火箭任務的開展，研究所在一無資料、二無設備的情況下，完成了頭體分離用爆炸螺栓和降落傘開傘用彈射螺釘?shù)难兄疲_創(chuàng)了航天火工技術應用的先河，為后續(xù)探空火箭、戰(zhàn)略戰(zhàn)術武器回收技術的研制和應用奠定了堅實基礎。

70年代末，研究所開始衛(wèi)星回收與著陸系統(tǒng)的研制工作，火工技術也隨之發(fā)展壯大。除實現(xiàn)彈傘、脫傘等返回系統(tǒng)主要動作外，還研制了小火箭、推力筒、解鎖螺栓等火工裝置，完成起旋、消旋、兩艙分離、暗道解鎖等返回工作程序，有效解決了返回程序的執(zhí)行問題，成功完成育種星、科學實踐衛(wèi)星等多個型號飛行任務。

90年代，載人飛船的研制為火工技術進一步發(fā)展帶來契機。研究所為運載器逃逸子系統(tǒng)、結構機構、回收著陸分系統(tǒng)研制了各類火工裝置。傘艙蓋彈射分離首次采用非電傳爆實現(xiàn)多個火工裝置的點火，提高了點火同步性和可靠性；通過堵、疏結合的方式，解決了火工裝置燃氣密封問題，有效保障了航天員的生命安全，鞏固了研究所在國內火工技術的領先地位[16-17]。

進入新世紀，在航天技術蓬勃發(fā)展的背景下，火工技術也迎來新的發(fā)展機遇。研究所以技術為先導，以市場為目標，加快產(chǎn)品升級換代，開展鈍感電點火器、低沖擊火工裝置、多功能火工機構等系列新品的研制，向產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的方向快步邁進。

5 發(fā)展展望

黨的十九大做出了“建設航天強國”的戰(zhàn)略部署，航天科技集團公司也提出了“三步走”的航天強國發(fā)展路線圖，中國航天事業(yè)迎來了新的發(fā)展機遇。航天光學遙感和航天器返回與著陸任務空前繁重，研究所在新的歷史時期面臨著新的巨大挑戰(zhàn)。重任在肩，使命在肩，研究所將以黨的“十九大”精神為指導，以航天強國發(fā)展戰(zhàn)略為行動綱領，謀劃新發(fā)展，續(xù)寫新輝煌。研究所將繼續(xù)保持航天器回收與著陸技術國內領先地位并達到國際先進水平；積極開拓深空探測等新領域，開發(fā)火星探測等各種新型著陸技術；瞄準商業(yè)航天需求，發(fā)展運載火箭回收等低成本可重復使用回收技術。保持空間光學遙感領軍地位，完善空間基礎設施光學載荷建設，遙感器性能達到世界先進水平；瞄準天地一體化信息網(wǎng)絡工程、深空探測、空間飛行器在軌服務與維護系統(tǒng)等重大任務，積極開展大型光學儀器在軌組裝等前沿技術研究，實現(xiàn)空間光學遙感器技術的新跨越；圍繞“一帶一路”和空間信息走廊建設等需求，加速推進商業(yè)航天光學遙感的發(fā)展，實現(xiàn)光學遙感產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

成績屬于過去，未來任重道遠。研究所將不忘初心，牢記使命，牢牢抓住航天強國發(fā)展戰(zhàn)略期，擔負起中國航天發(fā)展的歷史使命，不斷推進軍民融合、創(chuàng)新型研究所建設，為實現(xiàn)我國航天強國發(fā)展目標和中華民族的偉大復興做出更大貢獻!