航天器是如何研制出來的？

1 4個(gè)階段

技術(shù)研究是在航天器正式開展工程研制前進(jìn)行的，主要是根據(jù)航天器用戶的需求或預(yù)測的航天器發(fā)展趨勢，提出所要研制航天器的總體技術(shù)性能指標(biāo)。

打造中國資源－1正樣衛(wèi)星

方案論證是在航天器研制任務(wù)正式下達(dá)并立項(xiàng)之后進(jìn)入工程研制的第1步。這個(gè)階段的主要工作是根據(jù)研制任務(wù)書確定的航天器性能指標(biāo)和使用要求，結(jié)合材料、元器件和工藝技術(shù)水平等條件，選出一個(gè)整體優(yōu)化的總體方案。

初樣研制是指研制出能進(jìn)行地面試驗(yàn)的工程樣航天器，包括電性航天器、溫控航天器和結(jié)構(gòu)航天器等。這一階段的主要工作是根據(jù)方案設(shè)計(jì)確定的總體方案及分系統(tǒng)初樣設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，對各系統(tǒng)進(jìn)行精心設(shè)計(jì)、精確計(jì)算。航天器制造廠要編制出正規(guī)的工藝生產(chǎn)文件，裝備保證產(chǎn)品制造質(zhì)量必需的工裝夾具，并組織試制生產(chǎn)，最終生產(chǎn)出可以進(jìn)行各項(xiàng)地面試驗(yàn)的工程樣星。

正樣研制階段的主要任務(wù)是研制出最終上天的航天器。當(dāng)制造出正式的產(chǎn)品后，要進(jìn)行一系列鑒定試驗(yàn)和驗(yàn)收試驗(yàn)等。當(dāng)一切達(dá)到要求（也可叫問題歸零）后就可以準(zhǔn)備發(fā)射了。

中國嫦娥－1繞月探測器進(jìn)行振動(dòng)試驗(yàn)

2 多項(xiàng)試驗(yàn)

與其他產(chǎn)品相比，航天器有以下特點(diǎn)：航天器出廠后要經(jīng)過運(yùn)輸、發(fā)射、入軌和軌道運(yùn)行等階段，所以要經(jīng)受各種環(huán)境的影響和作用，這些環(huán)境的復(fù)雜性和多樣性是其他任何產(chǎn)品都不能比的。例如，在發(fā)射過程中，航天器在強(qiáng)大推力作用下會(huì)受到劇烈的沖擊、振動(dòng)和氣動(dòng)加熱；進(jìn)入軌道后，則要經(jīng)受高低溫度交變、失重、空間粒子輻照甚至微流星體撞擊等嚴(yán)酷考驗(yàn)。

另外，不少航天器的研制成本高、研制周期長、生產(chǎn)數(shù)量少，而且上天后如果出現(xiàn)了問題極難補(bǔ)救，所以要求航天器有很高的可靠性。為此，航天器發(fā)射前一定要進(jìn)行多種地面環(huán)境模擬試驗(yàn)，以此檢驗(yàn)航天器的一系列性能，看它能否可靠地工作，能否適應(yīng)嚴(yán)酷的發(fā)射環(huán)境和軌道運(yùn)行環(huán)境。目前，航天器的環(huán)境模擬試驗(yàn)主要有以下幾種。

“神舟”飛船吊入真空罐進(jìn)行熱真空試驗(yàn)

裝配中國天宮－1目標(biāo)飛行器實(shí)驗(yàn)艙的密封艙

1）振動(dòng)試驗(yàn)。它主要模擬航天器在發(fā)射階段和返回階段所經(jīng)受的振動(dòng)環(huán)境。試驗(yàn)時(shí)要把航天器固定在巨大的振動(dòng)試驗(yàn)臺上，航天器的各個(gè)典型部位都安裝傳感器，用來測量航天器各點(diǎn)的振動(dòng)量級的大小。一旦加電工作，振動(dòng)臺就帶動(dòng)航天器一起振動(dòng)，發(fā)出的聲音像一頭雄獅在怒吼，振動(dòng)的頻率由低向高不斷地增加。通過這樣的考驗(yàn)，不管是設(shè)計(jì)問題，還是工藝問題，亦或是裝配質(zhì)量問題，哪怕是一個(gè)焊點(diǎn)松動(dòng)或一個(gè)螺絲釘沒有擰緊，都會(huì)在這種振動(dòng)面前“原形畢露”。

2）沖擊試驗(yàn)。它主要模擬在航天器發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火工作以及星箭分離或航天器兩級分離時(shí)對航天器產(chǎn)生的沖擊。這種試驗(yàn)常用跌落式或撞擊式?jīng)_擊臺進(jìn)行，加速度通常達(dá)到重力加速度的幾百倍甚至上千倍；也可用爆炸沖擊產(chǎn)生振蕩型沖擊，用真實(shí)火工品模擬爆炸螺栓分離解鎖時(shí)的沖擊；還能用振動(dòng)臺模擬沖擊譜的合成或瞬態(tài)沖擊波進(jìn)行。

3）噪聲試驗(yàn)。它是模擬發(fā)射時(shí)航天器發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的噪聲和與大氣的摩擦而產(chǎn)生的氣動(dòng)噪聲。航天器系統(tǒng)級噪聲試驗(yàn)主要有3種方法：自由聲場、行波聲場和混合聲場。其中，混合聲場目前使用較廣，它模擬火箭整流罩內(nèi)聲場，進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)是把航天器推進(jìn)混響聲室，置于一個(gè)符合試驗(yàn)聲譜和總聲壓級的均勻而擴(kuò)散的聲場中。

4）加速度試驗(yàn)。它是模擬航天器發(fā)射時(shí)航天器經(jīng)受的過載，即承受的加速度。這種試驗(yàn)大多是在離心機(jī)上完成。

5）真空試驗(yàn)。它是模擬航天器在軌道上的運(yùn)行環(huán)境，包括空間的高真空、深冷溫度和高低溫度交變。

此外，還有電磁相容性試驗(yàn)、空間粒子輻照試驗(yàn)等。不過，隨著科技的不斷發(fā)展，現(xiàn)在很多環(huán)境模擬試驗(yàn)可以用計(jì)算機(jī)模擬進(jìn)行，從而大大節(jié)省了人力、物力和財(cái)力。

3 廠房要求

所謂航天器總裝就是根據(jù)總體要求，把各分系統(tǒng)使用的儀器設(shè)備可靠地固定到所要求的星體位置，通過電纜和導(dǎo)管將它們連接起來，形成各方面滿足要求的整星，保證航天器在每個(gè)階段各種環(huán)境的作用下可以正常工作。

在航天器總裝中，對總裝廠房有較高的要求，例如，為了保證航天器質(zhì)量，我國航天器總裝大廳操作區(qū)的環(huán)境要求：溫度15～25℃，相對濕度40%～60%，空氣潔凈度優(yōu)于100000級，照明度100～300Lx，噪聲小于60dB。

由上述可見，研制航天器的過程是相當(dāng)復(fù)雜的。

鏈接：

在地面創(chuàng)造出真空的環(huán)境需要用真空罐。在真空罐內(nèi)部有通液態(tài)氮的管子，當(dāng)管子內(nèi)充以液氮后，液氮的循環(huán)流動(dòng)可使真空罐內(nèi)的溫度降低到-100℃。在其外部有由各種真空泵組成的抽真空系統(tǒng)和測量控制系統(tǒng)。在罐子的一端或側(cè)面有一個(gè)既能保證密封又可以開關(guān)的蓋子，航天器就是從這里被放入罐內(nèi)。同時(shí)，在罐內(nèi)還設(shè)有模擬太陽照射的裝置。試驗(yàn)一開始，罐子被抽成真空并開始降溫，并進(jìn)行溫度的交替變化。航天器在這樣的環(huán)境中按照工作程序進(jìn)行連續(xù)幾天甚至十幾天的試驗(yàn)，從而考驗(yàn)航天器及其各分系統(tǒng)在該環(huán)境條件下能否可靠地工作、達(dá)到預(yù)期的性能。