齊魯網煙臺6月11日訊(記者 張曉博 李淼 通訊員 李光宇)今天下午,神舟十號載人飛船在酒泉衛星發射中心成功升空。記者了解到,山東煙臺513所開發研制了航天員在艙內通話的無線話音系統。
在神舟九號飛船與天宮一號空間實驗室對接后,航天員進入天宮一號開展的各種在軌任務時,由于佩戴有線頭戴,在語音通信中無法在空間實驗室內任意活動,而且在飛船?科陂g,當航天員回到軌道艙就無法與地面通話,給任務的順利執行帶來許多不便。為了解決這些問題,艙內無線語音系統應運而生,用以提高航天員在軌工作的方便性。
為艙內航天員提供無線話音通信設備的重擔交給了513所通信事業部陳輝照和他的同事們,由于本系統的設計要求在保證原有設備不變化的基礎上實現,同時還要滿足功耗、體積以及重量的要求,在方案選擇階段就受到了很大的約束,接到任務后,通信事業部的研制人員們通過對各種短距離無線通信技術如藍牙無線通信、紅外通信、IEEE802.11無線局域網等技術進行了綜合比較,最終選擇了藍牙無線通信技術來實現艙內無線話音系統。
藍牙技術在民用領域被廣泛應用于局域網中各類數據及語音設備,如PC、撥號網絡、筆記本電腦等設備上。而研制艙內無線話音系統可充分利用民用領域的高品質的藍牙耳機、藍牙適配器,通過增加接口匹配電路實現藍牙匹配器與原有話音處理設備的語音接口匹配,從而實現無線話音通信功能。
選擇借鑒的技術決定了,難題也隨之而來,話音系統的設計需在飛船現有設備不變化的基礎上,與現有話音系統配合為航天員提供有線與無線兩種語音通信方式。當航天員使用無線話音系統時,滿足三名航天員在飛船軌道艙(艙門開啟)和空間實驗室試驗艙體內部空間范圍內任何位置時,隨時可以通過無線話音系統進行通話。
民用市場的藍牙技術是點對點傳播,而艙內無線話音系統需在點對點傳播的基礎上實現3名航天員間無線通話及航天員與地面的通話,同時三名航天員可同時使用無線語音設備進行話音通信,這需要同時把幾路點對點的傳播連接起來,研制難度增大很多。研制人員通過大量的試驗,發現各個適配器單獨供電可以解決持續的電流聲,這樣設計方案由原來的四路共用同一電源改成了分四個小模塊,每個模塊單獨用一塊電池供電,再把信號地和電源地之間進行隔離,這樣就有效的將各路話音連接在了一起。
2012年9月15日,艙內無線話音系統在載人總體部實驗室進行了桌面聯試聯試結果表明無線話音系統的設計滿足要求,同時,問題又出現了,系統存在噪音。
研制人員立即在航天員訓練中心組合體訓練艙內進行聯試,最終確定噪音的來源主要是持續電流音。噪音的意外出現,讓研制進度受到的阻礙,為了消除噪音,團隊人員做了大量實驗,查閱了大量相關的文獻資料,分析藍牙設備間頻率碰撞機理,咨詢了北京、深圳、重慶等地多家有實力的藍牙模塊廠商和研究機構,對系統中各個部分逐一分析排除,最終發現藍牙適配器的電源上有固定頻率的干擾信號,將電源線和信號隔離開來,才徹底解決了持續電流聲。隨后做了鑒定級的隨機振動、正弦振動、沖擊、加速度及溫度循環試驗,試驗后對設備進行了全面測試,測試結果滿足要求。
艙內無線話音系統的研制成功,是民用技術轉化為軍用技術的一次成功的實踐,在研制人員看來,保證外部環境條件的前提下,民用技術的適當借鑒是航天產品研制發展的一個非常有效的途徑。