航天工程研究精选(十四篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的14篇航天工程研究，期待它们能激发您的灵感。

篇1

【关键词】航天工程；指标体系；研究

0 引言

航天工程项目属于高精尖领域，具有系统复杂、规模庞大、安全性及可靠性要求较高的特性，且航天工程项目一般具有一定的风险性及挑战性。航天工程项目管理能力的高低对项目是否成功具有决定性的作用，客观、合理、科学的项目管理评价能够实现项目管理能力的实时评估，从而帮助高层决策者及时发现项目实施过程中存在的缺陷及不足，找出关键影响因素，为项目的及时调整提供改进依据，弥补管理缺陷。

没有合理的评估标准，就没有合理的航天工程项目管理评估。一个合理、完善的评价指标体系能够实现评价对象的有效区分，最终实现可观、公正的评估，从而为管理层的各种决策提供科学的依据。

1 航天工程项目组织管理能力评价指标体系建立原则

航天工程项目管理评价是一个复杂的系统工程，评价指标的建立应该在明确目的性的基础上遵循一定的原则。总体来说，可以有以下几个原则：

（1）客观性原则

客观性即指指标体系的构建应该从客观实际出发，能够实事求是地反映航天工程项目方案投入、运行及产出的实际情况。

（2）完整性原则

完整性即指指标体系需要全面反映航天项目各方面的特征，综合考虑经济、社会、技术及风险等多方面的特征，还要同时考虑直接影响及间接影响。

（3）简易性原则

简易性原则是指指标设置应简便易获取，突出重要考察点，不能片面强调全面、详尽。

（4）可比性原则

可比性原则即指设置的指标应该使得在航天项目评估过程中时间、成本、费用等方面具有可比性，实现指标体系内部各指标之间的横向及纵向比较。

（5）可操作性原则

可操作性原则指所设计的指标体系应该是便于判断或测度的。这就要求建立指标体系时，应考虑到实际数据是否能够获得。

2 航天工程项目组织管理能力综合评价指标范围确定

航天工程具体是指航天系统的研究、设计、实验和生产活动，属于高精尖领域，在对航天工程项目管理进行评估时，主要注意以下几点要求：

第一，应该考虑技术层面的指标，这既是航天工程项目管理的基础要求，也是实践要求，技术是航天工程项目考核指标中最为关键的层面；

第二，与其他工程项目相比，航天工程项目具有多种型号，型号管理是航天工程管理最重要的特征，型号方面的考虑满足了航天工程的研制任务要求；

第三，结合项目管理的特点，参与航天工程项目的组织机构也应该作为项目管理最重要的一个部分，组织机构是服务于项目工程实施的，组织机构管理水平的高低对于航天工程项目的完善具有至关重要的作用。

（1）技术管理方面

技术管理是航天工程项目管理最重要的管理内容，结合航天工程项目技术特征分析，本文主要讲评价指标包括以下5个：技术先进性、技术可靠性、技术成熟度、创新管理以及科技影响。

（2）型号管理方面

航天工程项目管理一个重要特征就是型号管理非复杂性，型号管理具体是指对航天多种型号任务的项目管理，要求在计划进度约束和经费预算的范围之内，按照性能指标完成相关研制等任务，针对多种不同型号的航天工程项目，本文主要考核型号管理层面的6个指标包括：研制周期、总投资额、费用现值、质量监控、经济收益及政治军事影响。

（3）组织机构管理方面

航天工程项目最重要的是人员，而人员是组织机构的组成部分，因此组织机构管理是航天工程管理至关重要的组成部分。本文结合现有研究成果，在评价组织机构管理层面设置以下6个指标：人员协作、任务的分配、信息的传达、进度管理、安全风险管理以及社会反馈。

3 航天工程项目组织管理能力综合评价指标定义阐述

主要针对航天工程项目管理在技术管理、型号管理以及组织机构管理3个方面的17个指标的具体定义进行了阐述，具体内容如下：

（1）技术管理指标设计

A.技术先进性：通常是指项目实施过程，采用的技术能够在一定程度上体现现有的航空航天发展水平，具体可用技术含量的影响力来衡量；

B.技术可靠性：主要是指该项目运用的技术，能够保证完全航天工程项目的实施目标，具体可参照国际现有规定来进行衡量技术的可靠性；

C.技术成熟度：主要指项目所涉及的技术已经得到航空航天领域专家的认可，即已经得到了较为广泛的运用，具体可用该种技术的普及程度来衡量；

D.创新管理：是指在航天工程项目实施过程中，对于具体技术创新性的开发与管理，该项指标可以采用其技术专利的数目来衡量；

E.科技影响：科技影响能反映某一航天工程项目的技术水平和实力，以及其在航天领域所产生的科技影响力，具体可以用媒体专家的评价作参考。

（2）型号管理指标设计

A.研制周期：研制周期是指该航空航天项目研制任务的进度问题，该项指标反映了项目管理中的时间概念，具体可以用的项目研制时间来表示；

B.总投资额：总投资额即指研发并实施该型号所消耗的总预算投资，可以在一定程度上反映项目的成本，具体可以用项目耗费总体费用；

C.费用现值：费用现值即指当期的花费，考虑到不同时期项目耗费费用具有较大的差异，可以应用预算额与实际支持来衡量；

篇2

1载人航天器软件项目风险管理实践回顾

不论是执行我国首次交会对接任务的“天宫一号”目标飞行器和“神舟八号”载人飞船，还是未来能够开展近地空间组装建造和运营、支持长期载人飞行、具备在轨开展空间技术试验的空间站，载人航天器软件都具有技术难度大、研制周期长等特点。针对以上特点，在交会对接任务阶段，载人航天器系统注重切合工程实际，运用风险分析与控制方法，致力于软件工程化的精细度和实际效果的提升，进而更有效地规避或降低软件(含FPGA等可编程器件代码，下同)研制中的技术、质量和进度风险，保证产品质量满足要求。载人航天器软件研制的风险管理依据《风险管理原则与实施指南》(GB/T24353—2009)和《装备研制风险分析》(GJB5852—2006)等标准和上级要求，与型号系统风险管理工作同步开展。风险分析与控制对策制定的风险控制关键节点包括:初样阶段初期、初样转正样、执行飞行任务前。

1.1初样阶段初期风险分析与控制对策

初样阶段初期，软件工程化研制并行于型号研制，基于航天器飞行任务要求、软件产品成熟度以及现有的软件工程化技术和管理能力，航天器系统应针对软件全生命周期中内部和外部两个方面进行全面的风险识别与分析。

1.2初样转正样风险分析与控制对策

应在型号正样阶段进行风险再识别、再分析，此时的风险分析工作应在初样阶段软件验收和软件系统研制总结的基础上，对正样研制阶段系统和分系统迭代设计过程带来的新增或完善性软件需求进行综合分析，总结初样阶段软件工程化实施过程的不足和研制短线，制定风险控制措施。

1.3飞行任务前风险分析与控制对策

飞行任务前的风险分析工作应综合正样阶段型号软件产品的需求验证和确认情况、系统级的综合测试(或者专项测试)情况、第三方软件评测情况、系统级软件验收和软件落焊情况进行分析，着重对技术难度高、飞行环境作用复杂和地面验证有局限性等可能带来的风险进行识别。

2型号项目风险管理基本原则

将风险管理与软件工程化和产品保证相融合，在软件系统的全生命周期中进行全面风险分析，及时识别出不同研制阶段的风险点或薄弱环节，给出针对性的控制措施与方法，并进一步细化软件工程化和产品保证要求，切实提升各环节的工作效果。风险管理工作应遵循的基本原则是:

(1)以确保软件产品功能、性能符合任务需求，安全、可靠地完成飞行任务为最终目标。软件研制风险管理要协调地融入整个型号研制过程中，确保型号研制阶段工程技术、质量趋势、研制计划安排的实现与型号研制任务的既定目标和要求相一致。

(2)强化风险控制过程的系统性、完整性和有效性。即针对软件研制过程中的各种内外部作用因素识别、分析风险，提出可操作性强的应对措施，将之明确在工程化或产品保证要求中，并对措施执行情况的符合性进行检查和确认，最终完成风险控制的闭环管理。

(3)关注各种软件产品质量信息(问题归零、技术状态更改、待办事项落实情况等)的收集、获取和综合分析，以及参与者之间的充分技术交底工作，注重风险管理工作的持续改进。

(4)在技术风险分析中，尽可能运用系统方法(FTA、FMEA、风险评价指数法等)，以产生一致、可对比和可靠的结果，提升控制效率。

3软件风险管理控制措施

3.1精细化软件研制技术流程和产品保证要求

风险管理所获成果应充分体现在软件工程化实施细则中，以统一所有研制人员的思想和步调，精细化编制系统级软件研制技术流程和产品保证要求，关键是要与型号系统工作密切关联且协调地安排工作项目和流程节点;要充分体现分级、分类和分层的管理理念，涵盖全面，突出重点。实践表明，其有效的措施有:

(1)分阶段对软件需求成熟度进行“瀑布式”和“非瀑布式”详细流程及工作项目的分类规定。

(2)越是短线环节，越应在流程中分解体现;越是工程化或产品保证薄弱环节，越应细化至具体的、可操作的要求。

(3)通过设置针对性的软件产品保证细化要求或者关键质量控制点的方式，降低概率较大风险发生的可能性。

3.2需求完整性和正确性保证

软件需求的完整性和正确性是决定软件产品质量的关键之一。如何及时确定完整、正确的软件需求，避免不必要的反复，也是复杂航天器工程中的难点之一。针对此，本文提出以下措施:

(1)坚持运用自顶向下逐级细化分解-自下向上逐级综合完善的分析与设计方法，适时组织开展系统与分系统、分系统与单机、分系统与分系统间协同-联合设计，并有计划地在详细设计阶段安排多次迭代逼近过程。

(2)应力求系统、分系统和单机各级功能设计与可靠性、安全性分析与设计的协调与同步。

(3)应通过软硬件联合设计，实现资源配置和功能分配合理，软硬件接口设计匹配、可靠。

(4)在单机级测试阶段，尽可能地模拟与软件运行场景相对应的软件测试环境(如数字或半物理仿真)，有效验证软件需求并加速其迭代获取过程的逐步收敛。如果经过分析，在单机阶段不能完全模拟软件真实运行场景，可以通过系统及或者专项试验进行验证。

3.3可靠性、安全性保证

可靠性、安全性保证是复杂航天器系统工程中的重点，软件产品除自身的健壮性和安全性保证外，还要实现上级的可靠性、安全性需求，以下要点有助于期望目标的达成:

(1)各级FTA、FMEA、危险分析以及应急救生和故障处置对策等可靠性、安全性设计应坚持逐级细化分解、逐级综合完善和有计划迭代逼近的方法，以保证软件系统和产品的安全关键或任务关键分析有据可依，并及时将相应的保证需求细化。

(2)软件产品自身的健壮性和安全性保证应充分落实软件可靠性和安全性设计准则的规定或采纳指南中的建议，并及时通过常见多发案例的举一反三及时进行自省、纠正。

(3)应对可能滞后的软件需求实现，在软件设计阶段特别是概要设计阶段就应重视运用专业技术方法，以保证良好的可扩展性和易维护性。

(4)运用中断冲突分析、时域-空域资源分析等方法，有助于有效发现嵌入式软件产品的深层次缺陷，提高健壮性。

3.4测试/试验验证保证

强化航天器软件系统在各级、不同场合的测试和试验验证以及第三方评测是保证软件产品质量满足要求的主要手段。要进一步提升其效果，应注重以下要点:

(1)高度重视需求分析的全面性以及功能、性能分解的细化;高度重视需求规格说明的完整性和无歧义，并向测试者传递、沟通到位。

(2)测试覆盖性分析决定着测试/试验验证规划和方案设计的全面性和合理性，决定着验证环境等保障条件建设是否能够及时到位。应力求与需求分析同步完成。

(3)“飞什么，测什么”是保证验证覆盖性和有效性的首要原则。对于功能模式多、性能指标要求高的复杂产品，测试/试验验证规划十分重要，须将验证目标和项目精细分解，分配在各级和不同场合的测试/试验中;对地面无法或真实模拟测试/试验验证的项目，应及早探讨其他有效验证手段。

3.5适时开展针对性强的专项活动

针对具体问题，适时开展风险控制专项活动通常效果显着，可借鉴采纳，如共性案例分析与解决方案培训、组织专家审查把关技术难点项目、方案总体－技术总体－软件研制方联合走查、落焊过程控制、软件系统与飞行程序/飞控预案协调性复核等。

4结语

风险管理的根本目标是及早发现问题，防患于未然。载人航天器系统研制过程中实施软件项目风险管理的实践证明:风险分析与软件工程化的系统融合是推进精细软件工程化、提升软件产品保证能力的有效方法。因此，在型号项目全过程管理过程中，需要全面分析和识别风险源，提出切实有效的控制措施，并严格落实在各研制阶段，规避各种隐患。

(1)关键技术或新产品的攻关进展滞后，是影响型号系统初样乃至正样研制进度和质量的主要风险因素之一。要有效规避或降低该类问题带来的风险，须在方案阶段做好风险分析和控制对策(特别是各级管理和保障方面的措施)制定工作，并切实落实到位。

(2)软件工程化和产品保证实施过程中总结的有效、实用的方法仍需通过不断地总结工程经验与教训，并进行提炼、丰富，最终固化成为每一位参研者共享的财富。

篇3

“倒计时，10、9、8……3、2、1，点火！起飞！”伴随着巨大的轰鸣声，搭载神舟十一号载人飞船的二号F 遥十一运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火发射，约575秒后神舟十一号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，顺利将景海鹏、陈冬2名航天员送入太空，发射取得圆满成功。这是我国组织实施的第六次载人航天飞行。

从无到有、从弱到强，中国载人航天事业不断取得新突破。中国进行载人航天研究的历史可以追溯到20世纪70年代初，在中国第一颗人造地球卫星“东方红一号”上天之后。当时的国防部五院院长钱学森就提出，中国要搞载人航天。国家当时将这个项目命名为“714工程”，并将飞船命名为“曙光一号”。进入80年代后，中国的空间技术取得了长足的发展，具备了返回式卫星、气象卫星、资源卫星、通信卫星等各种应用卫星的研制和发射能力。特别是1975年，中国成功发射并回收了第一颗返回式卫星，使中国成为世界上继美国和苏联之后第三个掌握了卫星回收技术的国家，这为中国开展载人航天技术研究打下了坚实的基础。

1986年3月3日，王淦昌、陈芳允、杨嘉墀、王大珩四位科学家联名向中央呈报了一份《关于跟踪世界战略性高技术发展》的建议。中央很快就批准了这个建议，这就是后来著名的“863”计划。“863”计划对中国载人航天工程起到了催生的作用。1992年1月，中国政府批准载人航天工程正式上马，并命名为“921”工程。在“921”工程的七大系统中，核心是载人飞船。1992年9月，中央决策实施载人航天工程并确定了我国载人航天“三步走”的发展战略：第一步，发射载人飞船；第二步，发射空间实验室；第三步，建造空间站。从1999年以来，中国载人航天工程共进行了11次飞行任务，先后实现了从无人飞行到载人飞行，从一人一天到多人多天，从舱内实验到出舱活动，从单个飞行器飞行到两个航天器交会对接等一系列重大突破，取得了圆满成功。

从神舟一号到神舟十一号，中国载人航天事业稳步前行。从1992年启动载人航天工程以来，中国航天事业不断取得新突破，成为世界上第三个独立掌握载人航天技术、独立开展空间实验、独立进行出舱活动的国家。神舟一号――实现天地往返重大突破。1999年11月20日，我国第一艘无人试验飞船“神舟一号”在酒泉卫星发射中心顺利升空，经过21个小时的飞行后顺利返回地面。“神舟一号”试验飞船的成功发射与回收，标志着中国载人航天技术获得了新的重大突破，是中国航天史上的一座里程碑。神舟二号――中国第一艘正样无人飞船。“神舟二号”是我国第一艘正样无人飞船，技术状态与载人飞船基本一致，它的成功发射标志着我国载人航天事业取得了新进展，向实现载人飞行迈出了重要一步。神舟三号――载人航天安全性提高。与“神舟二号”相比，“神舟三号”飞船在运载火箭、飞船和发射测控系统上，采用了许多新的先进技术，进一步提高了载人航天的安全性和可靠性。这次发射成功标志着我国载人航天工程取得了新的重要进展，为把中国的航天员送上太空打下了坚实的基础。神舟四号――突破中国低温发射的历史纪录。“神舟四号”的配置、功能及技术状态与载人飞船基本相同。神舟五号――成功实施首次载人航天飞行。2003年10月15日，我国第一艘载人飞船“神舟五号”成功发射。中国首位航天员杨利伟成为浩瀚太空的第一位中国访客。“神舟五号”21小时23分钟的太空行程，标志着中国已成为世界上继俄罗斯和美国之后，第三个能够独立开展载人航天活动的国家。神舟六号――成功实现多人多天飞行。2005年10月12日，“神舟六号”成功发射，航天员费俊龙、聂海胜被顺利送往太空。“神舟六号”进行了我国载人航天工程的首次多人多天飞行试验，完成了我国真正意义上有人参与的空间科学实验。“神舟五号”和“神舟六号”飞行任务的圆满成功，标志着我国实现了载人航天工程“三步走”发展战略的第一步任务目标。神舟七号――航天员出舱在太空行走。2008年9月25日，“神舟七号”成功发射，航天员翟志刚出舱作业，刘伯明在轨道舱内协助，实现了中国历史上第一次太空漫步，中国成为第三个有能力把太空人送上太空并进行太空漫步的国家。神舟八号――与“天宫一号”实现对接。2011年11月1日，无人飞船“神舟八号”发射升空。升空后2天，“神舟八号”与此前发射的“天宫一号”目标飞行器进行了空间交会对接。组合体运行12天后，“神舟八号”飞船脱离“天宫一号”并再次与之进行交会对接试验，这标志着我国已经成功突破了空间交会对接及组合体运行等一系列关键技术。神舟九号――实现“天宫一号”与神九载人交会对接。2012年6月16日，“神舟九号”发射升空，共搭载三名航天员――景海鹏、刘旺、刘洋。刘洋也成为中国第一个飞向太空的女性。飞船于2012年6月18日11时左右转入自主控制飞行，14时左右与“天宫一号”实施自动交会对接。这是中国实施的首次载人空间交会对接，也是在2020年前后建立空间站计划的重要一步。神舟十号――中国载人天地往返运输系统首次应用性飞行。2013年6月11日，“神舟十号”载人飞船将三名航天员――聂海胜、张晓光、王亚平送入太空。“神舟十号”是中国载人天地往返运输系统的首次应用性飞行。它的成功发射标志着中国已经拥有了一个可以实际应用的天地往返运输系统，中国人向着熟悉太空、利用太空、享受太空的梦想又迈进了一大步。神舟十一号――中国持续时间最长的一次载人飞行。2016年10月17日，搭载两名航天员――景海鹏和陈冬的“神舟十一号”成功发射。“神舟十一号”是中国载人航天工程“三步走”中从第二步到第三步的一个过渡，为中国建造载人空间站作准备。

篇4

[关键词]航天；型号研制；项目管理

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2017.08.066

[中图分类号]F273 [文献标识码]A [文章编号]1673-0194（2017）08-0-01

0 引 言

航天工业的发展不仅是国家国民经济发展所要求的，还是决定国家综合实力的决定性因素，在很大程度上关系着一个国家各方面的安全。

在航天工业五十多年的发展进程中，我国在型号研制方面取得了可喜的成绩和成果。但在发展的同时，从事航天型号研制的工作人员也或多或少的发现了一些问题。随着各国之间的交流合作越来越多，我国也在不断学习并改进国外先进的项目管理方案，以适应我国航天工业型号研制的高速发展。因此，本文着重探讨了航天工业型号研制与项目管理的关系。

1 航天项目研制简介

航天型号研制往往是一种特别复杂，要求特别高的项目，一个航天项目往往要涉及许多科学领域的全新技术，包括的专业方向主要有：材料类、制造业、控制技术以及动力等。与别的行业不同的是，航天型号研制存在一次性工作的特点。

由于航天型号研制项目需要很多领域的高科技技术进行配合，且其对安全性和可靠性的要求甚高。所以，一个完整的航天型号研制项目需历时很久很久，期间也会涉及多个学科、多个领域以及多个管理部门。其中，所涉及的机构不能保证在同一区域，这就使航天型号研制在一定程度上具有跨部门和跨区域性的特点。

除此之外，因为航天型号研制项目涉及学科多，其研发过程的成本极其高，需投入大量的人力、物力以及财力。因此，航天型号研制项目具有高成本、高投入的特点。另外，航天型号研制所具有的这种特点，也导致该项目研究的风险性很高，一旦其中某一环节出现差错都会导致其无法继续进行，进而使前期的投入均白白浪费。

因此，航天型号研制是一个具有一次性、高投入性、高风险性的项目。

2 航天型号研制与项目管理的研究

2.1 项目管理在航天型号研制中的挑战

在我国五十多年的航天型号研制中，不同的项目管理模式也应用在不同的阶段。其中，区别比较明显的是在20世纪80年代中期，由于我国经济体制的改革完善，使我国航天型号研制的管理模式变成供给制的管理模式，这使我国的航天型号研制项目面临着空前的压力和挑战。

但近些年来，随着日益紧张的国际局势和周边环境，我国的军品任务又在不断增加，部队方面的订单也在急剧增加，导致航天型号研制又面临着新的挑战，其主要体现在以下几个方面。

（1）在思想认识和观念上的挑战。现在需要各个单位自己去争取任务，改变了国家以往的分发任务。

（2）在市场竞争的挑战。改革_放后，航天工业部改组为企业，竞争比以往更加激烈。

（3）用户要求越来越高的挑战，生产方式不同的挑战，人才不断流动的挑战、新的管理模式和不断出现的新的科学技术方面的挑战。

2.2 航天型号研制中项目管理模式的特点

鉴于航天型号研制项目是一项复杂度高、投入成本高以及风险高等特点的项目，导致其是一项相当难管理的项目，也是一件相当复杂的工作。通过对我国过去几十年航天型号研制中所使用的管理模式的分析研究，笔者发现针对管理模式的特点，主要从以下几个方面体现。

（1）具有高度集中的管理模式。型号研制工程是由国家统一部署的，其管理模式为“两条线指挥”的管理模式，包括技术指挥系统和行政指挥系统。

（2）粗放的管理模式。在20世纪80年代中期，我国航天工业从国外引入了先进的航天制造技术以及先进的管理模式，在一定程度上提高了我国航天产品的可靠性和安全性。其主要包括以下几种管理方法：“三坐标”论证，“四坐标”管理模式和粗放的矩阵式管理模式。

（3）适应现展需求的管理模式。随着客户要求的提高以及竞争的日益激烈，我国在吸收国外先进管理模式的基础上，形成了一套属于自己现代项目管理的方法。

2.3 航天型号研制中项目管理模式存在的问题

随着我国航天工业不断深入与国外航天公司的合作，一方面拓展了国内航天工业的实现，拓宽了发展道路；另一方面也在不断的督促国内航天工业技术进步，不论从技术层面还是从管理模式层面上，必须保证其跟得上国际先进水平的步伐。但我国航天型号研制项目管理中还存在一些问题，主要体现在以下几个方面。

（1）一般企业现在实行的流程中并不能很好的推动项目管理工作发展。

（2）目前，我国航天型号研制的项目管理还需要其他与其相关的管理模式相互配合使用。

（3）调查显示，企业实施项目管理的管理人员的素质还有待进一步提高。

（4）航天型号研制是一个需要多个机构和部门共同合作的工程，而各个机构不一定在同一个地方，这就导致其协调时存在问题。

3 结 语

对航天型号研制工程中项目管理方式存在的问题进行研究分析得知，现在急需一套有效的项目管理体系对航天型号研制工程进行管理。这就需要不断积累经验并参照国外先进的管理模式，探索出一套行之有效的管理模式，且要保证探索出来的管理模式具有实用性、规范性以及科学化的特点。

主要参考文献

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关键词：航天组织；管理系统；思维；工程方法

航天组织管理系统的建立，应用的信息化技术与网络技术，不仅要对系统的持续更新，而且还需要确保组织管理系统能够满足航天行业的发展需求，那么对组织管理系统的建立，对相关工作人员提出更高的要求，具备专业技术与综合能力，能够以行航天行业可持续发展为建立思维，对组织管理系统的分析、设计、试验等，满足航天行业发展需求，确保航天组织管理系统的技术水平，使其能够在航天领域中充分发挥出自身的作用与价值。在航天组织管理系统中，所包括的工作内容比较多，其中就包括航天信号人物，能够对航天发展计划进度、成本经费等严控，创新多样化的管理方法，确保各项工作任务都高效率、高质量地完成，从而提升我国综合实力。

1航天组织管理系统思维分析

航天领域的发展，对信息化技术水平提出更高的要求，考虑到航天组织系统结构的复杂性，在建立与应用的过程中，还需要相关工作人员能够结合工作需求、影响因素的综合分析，制定完善的实施方案，满足各项工作需求，对多种学科、信息化技术的综合管理。基于信息化时代背景下，为促进我国航天领域的可持续发展，还需要在技术水平方面不断地突破。考虑地貌航天系统在实际应用过程中的自然环境、力学环境等，在地面上对其进行空间环境的模拟，还是需要对其不断地实验与研究，能够利用科学依据对相关问题的有效解决。对航天组织管理系统的制定，最主要的核心思想就是满足航天领域发展需求的同时，不断提升航天组织管理系统的技术水平，针对不同型号的研制，在技术选择方面有不同的要求，而其自身所存在的复杂性，对其的研制周期也比较长，在研制的过程中需要大量的资金费用。除此之外，航天组织管理系统还具有战略性特点，还需相关领域与人员积极配合，针对复杂的合作关系有效处理，对各类技术风险的有效控制，才能不断实现飞行试验“一次成功”的目标，对航天项目管理提出更高的要求。

2航天系统工程方法探究

2．1航天系统的总体设计

与其他组织系统的建立与实施相比较，航天系统的建筑与实施存在一定的复杂性，会在发展过程中受到一些因素的影响，对航天领域的发展造成阻碍。为了促进航天领域的发展，还需要相关部门与人员对航天系统的建设提高中暑，对其方法的创新，明确具体的研制对象，全面掌握研究对象的各种特点，在航天系统工程设计过程中，能够把工程系统结构、功能逐级地分解，既可以对其进行系统管理，又满足单机需求。无论从部件到分系统，还是从系统协调到系统等，都能够明确航天工程系统的思维理念，满足航天领域对其的应用需求，真正意义上实现了航天工程系统整体功能、性能的“1＋1＞2”的发展目标。

2．2航天工程系统设计过程

航天系统工程，所包括的内容比较多，能够满足航天领域各项工作发展需求，而对其系统功能的设计，还需对其逐一地分析，反复试验，确保系统的稳定性与安全性，使航天系统工程的结构发生变化，满足发展需求的同时，利用信息化技术对其不断地创新与研发，提升航天系统技术水平，优化系统功能，为航天领域的信息化、智能化发展起到促进作用。

2．3定量分析法

对航天系统工程方法的创新，最重要的基础条件就是结合其自身发展详细分析，建议采用定量分析法，可对工程系统、功能的分析，再结合运筹学对其研究对象的预测分析，借助BIM技术，把相关信息数据输入到BIM系统中，可建立三维立体模型，有利于相关科研人员对其直观地观察与探究，逐渐成为航天系统工程重要的方法。除此之外，还可以利用计算机仿真技术，以已知的基本科学定律、实践经验为基础条件，建立航天系统工程数学模型、仿真模型，并且采用现代化信息技术，对其进行不断地仿真试验，把每次仿真试验相关信息详细记录，可为航天系统工程方法的创新提供重要信息依据。

2．4航天系统工程管理

在航天系统工程管理过程中，不仅对相关技术提出更高的要求，而且还需要加大对其的管理力度，制定完善的管理制度，全面落实到各项工作环节中，确保各项工作严格按照相关标准要求的规范性实施。并且在管理的过程中，还需要对航天系统工程详细分析、反复验证等，明确各项工作实施流程，促进性能指标、进度、成本要素的均衡发展。

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2008年9月27日下午16点40分，当翟志刚顺利打开神舟七号宇宙飞船轨道舱的舱门，在太空中挥动着面国旗向全国人民致意时，整个中国沸腾了!

这是中国航天员第一次走出宇宙飞船轨道舱。“当成功接过鲜艳的五星红旗在太空挥舞时，我内心充满自豪，也听到了来自祖国的欢呼声!”翟志刚说，那一刻是他进入太空后第一次动情。而此刻，同样正在观看直播的神七设计团队也露出了开心的笑容：翟志刚所展示的“太空国旗”正是由他们一针线集体绣制的。

神舟七号飞船突破了中国载人航天出舱活动的技术难关，这是中国航天史的大事，也是整个中华民族的大事。在飞船发射前，以什么样的方式来展示中国人太空邀游的风采，记录下这历史性的一刻，是“神七”决策者们一直在考虑的问题。

国旗成为大家不约而同的选择。而选用什么样的国旗，在飞行的什么阶段展示?上级决定以“竞标”的方式让各个系统拿出各自的方案。

最后，成功“中标”的展示方案来自飞船系统的主要研制单位――中国空间技术研究院，而创意则是来自于一次偶然的聊天。一次，飞船系统各个部门的老总在一起聊天，无意中谈到最近试验队很多女试验队员都迷上了十字绣，于是一个创意产生了；让所有参与飞船试验的队员一起绣一面国旗，岂不是很有意义?这个创意很快得到了上级的赞同和支持。中国空间技术研究院载人航天总体室研制飞船的“女将”们披挂上阵，拿出攻克航天难题的认真劲儿开始捉摸绣国旗的最佳方法。在室副主任朱光辰的带领下，当时在发射场的6名试验队女队员俞进，刘晓霞、李皖玲、夏奕、彭梅、王晨辉分工合作，开始进行前期的论证、设计和准备工作；俞进和刘晓震负责选材料，出于对神舟七号飞行安全的考虑，国旗的面料采用了“真丝电力纺”，而不是传统的化纤材料，以防止产生静电。她们通过实验发现，一层绣布太薄，在太空失重的情况下，展示效果并不好，而把两块布料正反面合绣到一起就解决了这个问题；没有图样怎么办?这也难不到航天女将们，她们找来先前在北京订做的一面按二号国旗同比例缩小的PVC板材的国旗作为模子，并买来了专业的绣架，大大提高了工作效率……

经过反复的比较和论证，她们最终决定选用了六股线，十字交叉绣的绣法。

距离“神七”发射半个月前，中国载人航天工程副总指挥张建启到发射场视察，他听取了各个系统展示国旗的方案，觉得飞船系统绣国旗的方案最有意义，并倡议载人航天工程各个系统的试验队员都来参与国旗的绣制。

9月17日，两台摄像机记录下了载人航天工程各大系统试验队员共绣一面国旗的时刻――中国载人航天工程副总指挥张建启，中国载人航天工程总设计师周建平，中国载人航天工程副总指挥、中国航天科技集团公司总经理马兴瑞，中国航天科技集团公司副总经理袁家军和中国空间技术研究院的杨保华院长，李开民书记，宋黎定副院长等在现场指导和示范下，亲手在绣布上绣上了航天人对祖国的挚爱深情；飞船前总设计师、参与过中国第一颗人造地球卫星东方红一号的戚发轫院士和“神七”飞船总指挥、总设计师张柏楠，尚志也参与其中。许多男试验队员拿起针线来不免尴尬和笨拙，但还是认真，细致地在国旗上绣进了自己的一片心意……来自飞船系统航天员系统，火箭系统，发射场系统，测控系统，回收系统的200多名试验队员在绣布上绣出金灿灿的五颗星，并在纪念旗帜上签上了自己的名字。

篇7

提出航天发展的三大优先方向

一是确保进入空间，发展航天技术与服务，壮大航天工业；二是研制满足科学研究需要的航天装备，确保俄罗斯在认识宇宙天体的构成原理和规律、生命起源以及开发航天能源和其他资源等方面占主导地位；三是发展载人航天，在2020年前继续使用国际空间站的同时，研制新型载人航天器，并通过国际合作方式探索太阳系其他行星。规划完成后，俄罗斯将在空间飞行技术方面迈出坚实一步。

明确航天装备发展的主要目标

一是研制“安加拉A-5”运载火箭，逐步取代现役老式运载火箭；二是增加在轨运行的航天器数量，2015年达到95个、2020年增加到113个，国际空间站上俄罗斯舱段的数量2015年达到6个，2018年增至7个；三是提高“格罗纳斯”全球卫星导航系统定位精度，在2015年和2020年分别提高到1.4米和0.6米；四是开发具有较强竞争力的新型航天生产技术，以及卫星通信、地球遥感、卫星导航、灾难搜救、紧急情况监控技术等；五是建造3个空间天文台（“波谱-UF”、“波谱-M”和“伽马-400”），开展各种电磁波谱的天体及高能伽马射线研究；六是开发可支持载人星际飞行并在宇宙天体上开展探索活动的新技术；七是研制可完成登月飞行的载人航天系统。

加紧进行航天发射基地的建设改造

加紧建设位于俄罗斯远东的“东方”航天发射场，2015年和2018年分别完成一期和二期工程。与此同时，对现有的普列谢茨克（位于俄北部阿尔汉格尔斯克州）和拜科努尔（位于哈萨克斯坦）航天发射场进行现代化改造。

深化航天工业改革

篇8

（上海航天控制技术研究所，中国 上海 201109）

【摘要】航天元器件的可靠性直接影响航天工程的成败，对于航天元器件的可靠性采购管理是航天工程的重要方面。本文首先分析国内外航天元器件的发展现状，然后经验总结了元器件可靠性采购的若干方面，最后根据国内外发展现状提出了元器件管理可持续发展的几点设想。

关键词 航天元器件；可靠性采购；元器件管理

The Reliability of the Procurement and Management of Aerospace Components

LIAN Jin-gen

（The Institute of Shanghai Aerospace Control Technology, Shanghai 201109，China）

【Abstract】The procurement and management of aerospace components is an important aspect of aerospace engineering, with it directly affects the success or failure of the reliability of Aerospace Engineering. First, the present development situation of domestic and foreign aerospace parts are analyzed on this paper. Second, some aspects of component reliability procurement are summarized by the experience. Finally, according to the current situation of domestic and abroad development, several suggestions of sustainable development management of components are proposed.

【Key words】Aerospace components;Reliability of procurement;Component management

0　引言

航天技术水平体现了国家的政治经济实力，并直接关系到国家的战略与形象。世界各国都在大力发展自己的航天事业。而航天元器件作为航天工程的关键通用产品，对航天工程的功能、性能、寿命、研制周期、成本以及任务成功都有着极其重要的作用和影响，其质量与可靠性直接影响航天工程的成败[1]。

元器件的可靠性是可靠性技术产生的两个重要应用领域之一。可靠性问题是军用电子设备的特殊问题，最早是在第二次世界大战提出并开始致力解决的问题。可靠性技术基于两个重要的理论基础：失效物理和概率统计，同时，它产生了两个重要的应用领域，即系统可靠性和元器件可靠性。在元器件可靠性领域又进一步可分为元器件固有可靠性和使用可靠性。前者主要研究元器件的设计与研制过程中的可控性，后者侧重于研究在电子系统研制中如何选好、买好、用好和管理好元器件，防止、控制引入过应力而损坏可靠元器件和接收、使用可靠性不能满足要求的元器件。

本文重点讨论航天元器件可靠性采购管理，即使用可靠性。首先分析国内外航天元器件的发展现状，然后总结了航天元器件可靠性采购的几个方面，最后提出对于元器件管理可持续发展的几点设想。

1　国内外航天元器件的发展现状

1.1　国外航天元器件发展现状

目前，世界航天大国极其重视元器件的质量与可靠性工作，将元器件的采购管理作为国家级战略技术资源，给予极大的关注与努力。下面从美国航天元器件的发展情况为例进行分析[2]。

美国航空航天局（NASA）的EEE元器件保证工作组（NEPAG）和EEE元器件与封装项目组（NEPP）有效负责航天元器件的技术研究以及任务实施。美国不仅关注航天元器件的很多方面，而且注意把有限资源分配到关键元器件的研发。在2005年NEPP基金的分配表中，14%用于FPGA的改进，12%用于存储器的改进。在2006年，美国政府授予洛克希德?马丁公司价值约150万美元的合同来实施一项航天项目，名为“宇航用高运行温度中波红外焦平面阵列”计划，分3个阶段，历史36个月，非常主要关键元器件的研发。

在美国，除了由NASA统一领导和保障元器件的质量与可靠性，美国还形成了相对完善的航天工业管理体制。美国总统和国会为方针政策决策层，由总统负责航天、导弹工业发展的方针政策和战略决策，而国会进行相关管理的立法工作，以监督有关部门的管理工作，并以预算拨款和政策对航天、导弹工业来宏观调控。NASA为计划层，国防部是军用航天和导弹的主管部门。

美国航天元器件的发展，除了离不开国家和政府的高度重视，还归功于美国强大的工业水平。美国非常重视国家安全基石的原材料设计、生产、制作以及测试等基础能力的建设。最近，美国针对航天工程的巨大需求，大力推进先进制造技术，并在快速响应制造、精密制造以及特种加工等技术领域取得了重大进展。

1.2　国内航天元器件发展现状

我国对于航天关键元器件的发展尤为重视。我们对“航天关键元器件”的判定条件是[2]：①对航天工程功能、性能、可靠性和环境适应性起决定作用且可替代性差；②元器件或其技术不易获取。可获得性差，满足其一即是航天关键元器件。

依据上述两条判据，通过对一些航天重点型号所用关键元器件的整理，航天关键元器件主要有运算放大器、A／D(模拟／数字)和D／A转换器、电压调整器等集成器件、大规模FPGA、DSP(数字信号处理器)、高性能CPU(中央处理器)等单片集成芯片，以及长寿命、高可靠的空间用固态放大器、行波管放大器等。

我国航天关键元器件中的大部分都是依靠从国外进口。在航天事业发展初期，火箭上的绝大部分器件采购的是国产元器件，少部分是由航天内部研制，如弹载计算机、接插件等。后来，随着航天事业的不断发展，进口关键元器件比例越来越大。在20世纪90年代后期至本世纪初，在我国研制的设计工作寿命为15年的卫星中，采用国产元器件的数量约占总数的85％，但关键元器件，如存储器、FPGA、等基本依赖进口，此时，航天元器件严重依赖进口的问题进一步凸显出来[3]。

航天关键元器件如果大量采用国外引进元器件，必将导致航天工程项目核心技术指标、进度以及建设成本等受制于人。并且，一些进口的关键元器件在使用过程中发生失效，但国内无法分析，往往需要送往国外分析，这就使得归零的周期和协调难度大大增加。比如在载人航天工程两个型号中，部分DC／DC电源模块是从国外某公司进口的产品，但其产品出现失效至今，两型号中仍各有一只未得到国外的失效分析结果。

由此可见，要想实现航天技术的可持续发展，减小进口元器件带来的安全隐患，改善航天关键元器件不断受制于人的局面，积极推进航天关键元器件的自主研发是当务之急。

2　航天元器件的可靠性采购

2.1　元器件降额采购准则

降额设计是航天工程可靠性设计的重要方面，也是元器件采购中需要执行的重要准则。在电子设备的设计准则中，通常都对器件的降额使用做出了明确的规定。我国参照的元器件降额标准GJB／Z 35—93《元器件降额准则》[4](以下简称《准则》)不仅是电子设备可靠性设计的重要准则，而且是电子设备设计方案可靠性评估的主要依据，在工程项目中得到了广泛的应用。但是随着元器件的快速发展，该标准在应用中也出现了一些需要注意的问题，主要表现在以下几个方面：①部分元器件的降额准则不够详细。在该准则编制时，对部分元器件的认识不足，没能按降额等级给出对应降额量值以及降额曲线。然而20年来，随着元器件的广泛应用，积累了一定的应用数据及元器件主要失效模式的研究成果，从而对元器件有了较为深入的了解，已为确定元器件在不同降额等级下的降额量值并给出详细的应力计算方法和降额曲线奠定了基础。②缺少新材料电子元器件的降额准则。在元器件的发展中，各种新材料不断的应用，从而改善了电子元器件的工作性能。但是对于新材料元器件，准则中给出的降额量值也需要作对应的调整。③采用新结构的元器件降额准则也需要调整。修正并补充采用新结构电子元器件的降额准则，将对相关电子设备可靠性设计工作提供了可靠指导。

2.2　常见可靠性筛选方法

可靠性筛选，是一种剔除由于元器件制造工艺形成潜在缺陷的前期失效产品的技术，已经广泛应用于各类电子产品的研究和生产中。筛选的主要功能在于通过对电子产品的100%非破坏性的筛选试验，从而剔除具有潜在缺陷的前期失效产品，使产品度过浴盆曲线的前期失效阶段。因此在元器件产品的整个寿命周期，必须采取主动的工艺手段，对电子产品施加适当的应力，使其潜在的缺陷被激发，潜在隐患提前暴露，以提高产品的质量。目前常规所用筛选方法有下面几种[5]：

①检查筛选。镜检筛选和目检筛选是集成电路的重要筛选方法，简单高效，对检查电子芯片外表的各种缺陷，观察内部的焊接、引线键合、封装的缺陷等非常有效。镜检主要包括光学、声学以及电子扫描显微镜，另外还有X射线以及红外射线显微镜等检查筛选技术。

②功率老化筛选。功率老化筛选是对产品施加外部的过电应力，以促使前期失效器件潜在的缺陷暴露从而被剔除，有效地去除元件生产中产生的工艺缺陷以及金属化膜过薄、划伤等。

③密封筛选。密封性筛选是用来检查芯片的封装残留气氛以及密封不良而渗透进去的水汽，具体可以分为浸液检漏筛选、气泡筛选、放射性筛选和氦质谱仪检漏筛选等。

④环境的应力筛选。环境的应力筛选是对产品施加比较合理的环境应力，将其内部的潜在缺陷进行加速变成故障，然后通过检验发现并排除的过程。目前为止，环境的应力筛选是国内外使用最广泛，并且最有效的一种筛选方法。

3　可持续发展的元器件管理设想

3.1　立足急需元器件的国产化

日本、欧洲等航天大国在实现航天关键元器件的自主发展过程中，都会结合本国国情，有选择、有重点、有策略地发展。从前面对我国航天关键元器件发展现状分析来看，我国目前航天元器件涉及的产品品种较多，如果要想实现自主研发，必须有重点、有策略发展。目前，SoC(片上系统)技术可以把一个单板系统或者整个控制系统的全部功能在一块芯片上实现，大大减小系统的体积重量，提高了产品的功能密度、系统性能以及系统可控度，是航天工程高性能和小型化需求的有效途径。我国也可以参考日本SOI—ASIC器件的发展经验，选择SoC为突破口，集中资源对SoC重点投入，进行重点研发。

3.2　统一受控的元器件供应途径

电子技术的快速发展，对元器件的发展产生了很大影响，其中民用器件的市场份额和效益大增，而军用、航天等可靠性高的元器件的市场份额则大幅下降，已由以前的25％降到不足l％，并且有继续下降的趋势。由于航天元器件的特殊应用特点和任务使命，确保其稳定的供应有很大难度，因此，不能仅仅依靠市场调节行为，必须要在国家层面上来解决相关资源的配置并进行统筹管理，建立起国家级资源配置平台，对航天工程有着重要影响的一些元器件项目进行重点的投资攻关，确保其稳定供应。

在这方面，美国为我们提供了学习的经验，如美国建立了统一受控的供应途径，如：①NASA为了保障航天元器件的稳定供应，建立了航天元器件资源平台NPSL(NASA Parts Select List)。NPSL是政府建立的供应线，NASA将其看作为国家必须控制资源，其从应用、研发以及技术支撑全面控制。NPSL也是NASA航天元器件产品的规范体系，NPSL共有2000多页，内容涵盖元器件型号的规格、技术性能、厂商、规范依据、预定的应用等级要求等。NPSL由NASA的NEPAG组织进行管理控制，对于选择列入NPSL的航天元器件必须经过NEPAG的审查评估。不仅如此，NASA还建立了两个核心的CSL，为航天元器件的供应提供保障。②为充分利用各个成员国的有效资源，提供行业互认标准，美国建立了统一的ESA元器件选择目录(EPPL)。它是ESA航天元器件的资源平台，可以引导用户选择并采用能够覆盖绝大多数设计的有限元器件类型，有效减少重复，实现品种的压缩，从而通过器件数量的增加来降低成本以及改善系统的可靠性。经ESA鉴定合格的元器件已进入NASA的NPSL、JAXA的QPL和QML。

因此，建立统一受控的元器件供应途径，可以保障关键元器件的稳定供应，并增加系统可靠性。

3.3　积极推行元器件的标准化

目前，NASA、ESA、JAXA已经制定了航天元器件标准体系和配套的标准，能够用来技术成果的固化和传递。通过标准来总结经验、提高安全可靠性、控制问题的重复发生、加强风险管理能力、促进技术发展水平，满足支撑航天项目的需求。由此可以看出，对于工程师以及技术人员来说，标准规范在工程项目设计、研制和生产等方面都是非常重要和关键的技术资源。

NASA的航天元器件标准体系充分的利用了其政府标准和国家军用MIL标准，通过贯彻执行各类元器件的产品规范、标准及其它工程文件手册，支持了元器件的设计、选用、生产、检验、应用、失效分析等各个环节的严格控制。产品规范是NASA标准的主体，只有据此进行质量认证的元器件产品才可以成为NPPL的主要备选对象。NASA还充分总结了工程应用经验，形成了大量的、有借鉴价值的工程实践以供参考，这样也形成了以规范标准为基础和手段，具有结构清晰、内容规范可控、保障完善等特点的应用质量体系。

3.4　库存元器件的有效管理和使用

在对元器件、原材料选型后就进入采购周期阶段，并按合同要求节点到货后，进行复验以及二次筛选，合格以后取回入所，入所质量的控制至关重要，比如，对功率模块、霍尔器件、电感和磁环等有特殊应用要求的元器件，设计师必须拟制检验要求以及技术协议。对元器件、原材料的使用情况、物理尺寸、无害的电性能实验测试做出详细的描述，质量师据此检验要求来完成基本的入所质量检验。元器件、原材料在入库之前，设计师依据课题型号编写相关元器件的配套表，把元器件的名称、规格型号、批次、印制板的代号、数量、封装形式、质量等级、生产厂家全部写清楚归档。在使用时，依据元器件配套表将元器件以及合格证领出，对元器件进行静电防护、包装、运输等，将领出的元器件入到本单位元器件库备用。

在元器件库存管理中，还会遇到超过有效期问题。超过有效期贮存期的航天元器件，应当先进行超期复验。在元器件超期复验中进行失效分析，发现功能已经失效或者不合格率(PDA)超差(适用时)，必须对失效件进行失效分析，失效分析的管理按QJ3065.5和相应管理文件的规格执行。若失效分析结论为批次性问题，则整批元器件不能用于项目型号。

另外，元器件在装机使用前还要进行必要的质量控制，以满足可靠性需要。根据系统对元器件的可靠性需要，剔除元器件的早期失效和潜在缺陷，开展元器件质量控制工作。

3.5　政府企业质量控制多重把关

元器件质量保障是高技术的系统工程研制部门经常采用的一种先进有效的质量管理方法，也是航天产品可靠保证的重要领域之一。根据对美国国防部、NASA、ESA的航天元器件质量保证工作的发展现状研究发现，航天型号对使用的元器件的质量和可靠性要求越来越高，但我国与国际水平的差距却在不断地拉大，与航天需求间的矛盾不断加剧。未来，必须改变发展思路，管理协调、机制创新，不仅要在元器件的采购、筛选、检测和使用过程中，加强质量保证控制，确保元器件的使用质量，还需要国家高层在战略层面上采取一些特殊举措，建立自主可控的关键航天元器件产品保障体系，以保证我国航天工程协调、可持续地发展。

4　结束语

航天元器件的可靠性是航天工程的重要方面，在国内航天元器件发展管理还不完善的情况下，必须积极借鉴国外航天大国的经验，做好可靠性采购，并立足国产化，积极推行有效的管理经验，严把质量关，实现我国航天元器件的可持续发展，确保我国航天工程的蓬勃发展。

参考文献

［1］桑娜,王敬贤.国外航天元器件发展经验简析[J].航天元器件,2010(4)：28-31.

［2］姚莉,王敬贤,蔡娜.国内外航天关键元器件发展初探[J].航天标准化,2013(1)：26-29.

［3］方怡.元器件国产化应用管理的探讨[J].质量与可靠性,2013(4)：46-49.

［4］张晧东.元器件降额准则分析[J].电子产品可靠性与环境试验,2013(4)：64-66.

篇9

《规划》提出了我国“十一五”空间发展六大目标：

一、实施国家中长期科技发展规划中的载人航天和月球探测工程；

二、自主研制硬X射线调制望远镜，实现我国空间天文卫星零的突破，在黑洞物理研究等领域取得突破；

三、发射“实践-10号”返回式空间科学实验卫星，进行微重力科学和空间生命科学的实验研究；

四、充分利用空间科学的国际合作优势，参与中俄火星空间环境探测计划和世界空间紫外天文台计划以及中法太阳爆发探测小卫星计划；

五、进一步深化空间太阳望远镜的关键技术研究，开展“夸父”计划的背景项目预先研究，凝练科学目标，突破关键技术；

六、开展空间科学相关领域的关键技术和科学研究。

六大发展目标明确，“十一五”期间，我国将在空间天文和太阳物理、空间物理与太阳系探测、微重力科学和空间生命科学三个主要领域开展科学研究和探索；将进一步开展载人航天工程、月球探测工程、空间硬X射线调制望远镜和返回式科学实验卫星等四项主要空间项目计划。载人航天工程要突破航天员出舱活动以及空间飞行器交会对接重大技术，开展具有一定应用规模的短期无人照料、长期在轨自主飞行的空间实验室的研制，开展微重力科学和空间生命科学、空间天文和空间物理等方面的科学研究。开展载人航天工程后续研究工作。月球探测工程要在2007年实现绕月探测，实现获取月球表面三维影像，分析月球表面元素含量和物质类型的分布特点，探测月壤特性和地月空间环境等主要科学目标。2012年前后实现月球软着陆和自动巡视勘察；2017年前后实现自动采样返回。空间硬X射线调制望远镜计划要在2010年发射上天，实现我国空间天文卫星零的突破。返回式科学实验卫星“实践10号”计划于2009年发射，并要取得一批重大应用研究和重要基础研究成果；“十一五”期间，我国还将与俄罗斯合作开展火星空间环境探测计划和世界空间紫外天文台计划。

篇10

2012年，我国航天员将进入天宫一号空间站工作，届时，我国将有能力在空间站上开展育种科研实验，这将为我国建成“太空农场”打下坚实基础。

太空育种中国专利申请检索分析

2011年12月26日，笔者在国家知识产权局专利检索数据库(sipo.省略／zljs／)中，在“摘要”中输入“关键词＝(航天or太空)and(农业or植物or种子or育种or细菌or菌株)”进行检索，经数据整理，得到与太空育种有关的中国专利申请共74件，其中发明71件，实用新型2件，外观设计1件，举例见表1。

1.太空育种中国发明专利申请主分类号分布

从图1可以看出，太空育种中国发明专利申请主要集中在C12N(微生物或酶，17件)、A01H(新植物或获得新植物的方法，15件)、A61K(医用配制品，14件)、A01C(种植，6件)、A01G(园艺，5件)、A01K(畜牧业，3件)等领域。

2.太空育种中国发明专利申请人地区分布

从图2可以看出，尚未检索到境外申请人，境内发明专利申请人主要集中在西安(20件)、北京(15件)、甘肃(10件)、厦门(3件)、湖南(3件)等地区。

目前，我国已经建成58个具有一定规模的航天育种技术试验基地和新品种产业化示范基地，以北京为核心示范区，以海南、甘肃、黑龙江、福建等为推广示范区的全国范围发展格局已经形成。航天工程育种正在农业、林业、微生物制造业以及细胞工程等众多产业领域发挥着重要的牵引和带动作用(中国航天科技集团公司官网，2011年9月15日)。

3.太空育种中国发明专利申请主要职务发明专利申请人

太空育种中国发明专利申请中，职务发明共有47件，占66％，分布在农业、制药、酿酒、水产等领域，这表明我国正在逐步实现航天工程育种产业链的延伸及多元化发展。

4.太空植物育种典型中国专利申请

据2011年9月7日中新网报道：中国空间技术研究院航天工程育种技术专家、神舟天辰科技实业有限公司技术总监庞欣博士2011年9月7日对媒体说，航天工程育种技术与转基因无关，前者为自源基因，基因变化属于基因修饰范围，而后者则需要通过外源基因转入。

卫星搭载过的种子只有百分之几甚至千分之几的变异概率，育种专家要经历至少4～6年的时间，通过选择、淘汰、试种、审定，才能选育出“太空种子”。我国已利用航天育种技术先后在水稻、小麦、玉米、大豆、油菜、棉花、花生、芝麻、番茄、青椒、苜蓿等多种作物上培育出进入省级以上区域试验的优异新品系200多个，其中“特优航2号”水稻、“航麦96”小麦、“中棉所50”棉花等85个农作物新品种通过国家或省级品种审(认)定，利用航天技术培育的农作物新品种总数达到110个。

当前，我国大豆生产面临着激烈的国际竞争，一些大豆油脂加工企业宁愿选用进口大豆也不采用国产大豆，导致国产大豆新品种、新技术发展缓慢，大豆种植面积逐年减少。黑龙江省铁力市双丰林业局农林科研所的刘秋香和张广学开发出“绿色大豆”新品种航天2号栽培技术，并提交了专利申请200710089908。该航天2号大豆产区比搭载前的品种原产区向北移了4个纬度，达400多千米，尤其适宜我国大豆主产区黑龙江省1～4积温带种植，为我国大豆单品种大面积推广、回收、加工提供了前提条件，为提升我国大豆在国际市场上的竞争力打下了良好基础。辽宁极乐农业科技发展有限公司在河南长葛、甘肃白银、辽宁海城试种太空大豆时，发现了优良大豆植株，提交了专利申请200710158752。令人惋惜的是，200710089908、200710158752都因视撤而失效，这表明航天大豆育种的专利工作仍需要加强。

5.太空微生物育种典型中国专利申请

在微生物诱发突变育种研究中，寻找突变率高、突变谱广的诱变源是一项非常重要的工作。我国是世界上第三个掌握返回式卫星技术的国家。1987年以来，我国发射了多颗返地卫星和8艘宇宙飞船，每次均搭载微生物材料进行研究，中国科学院微生物研究所、遗传与发育生物学研究所、上海植物生理生态研究所，贵州茅台酒厂等单位搭载了近30种微生物材料，已经获得赤霉素产生菌，双加氧酶产生菌，纤维素酶、果胶酶、淀粉酶的产生菌，食用菌，庆大霉素生产菌，头孢菌素酰化酶基因工程菌，紫红曲霉菌和东方红一号酵母菌等高产菌株，并开发出相关的制剂产品。

太空菌株育种对实验条件要求非常严格，这可从专利申请200810017415的说明书中窥见一斑：研究人员将菌株封装，装入代号为B的包装袋中，包装袋上贴有北京市公证处封条，盖有证据保全印章。2005年8月2日，菌种被密封装入第20颗返回式卫星返回舱内。2005年8月2日15时50分该卫星在酒泉卫星发射中心发射升空。经过27天运行，返回舱于2005年8月29日7时40分在四川省中部地区回收着陆，于8月29日18时30分运至中国空间技术研究院，于8月29日18时41分在中国空间技术研究院开舱。为使菌种安全运回西安，陕西省公安厅出动专人前往北京将搭载菌种直接押运回位于陕西杨凌的特殊太空育种中心。

由北京东方红航天生物技术公司自主研制的一种航天生物辅酶Q10终端产品航天东方红牌辅酶QIO维生素E软胶囊已成功实现民用转化，并作为保健品进入大众消费市场，该公司就此提交了专利申请200910238024。该公司还提交了专利申请200810215543，200810215542，分别要求保护“航天育种得到的红益粉，和蜂胶、吡啶甲酸铬得到的制剂”，“航天育种得到的红曲粉，和罗布麻提取物得到的降压保健品”。

6.太空育种设备典型中国专利申请

随着科技的发展，太空已逐渐为人类敞开了大门。福建省水产研究所发明了航天搭载型水产生物太空育种舱等多项技术，提交了200820145775、200910308275、200910308269等专利申请，并自豪地宣称“为水产生物将来能够移居外星球作技术储备”。中日友好医院发明了基因工程细胞的太空搭载装置，提交了专利申请200410008829。中国航天科技集团公司第五研究院第五一0研究所发明了防水透气包装袋，提交了专利申请200710044872。上海光兆植物速生技术有限公司发明了植物细胞空间搭载新方法，提交了专利申请200710041033。

太空育种的知识产权法律问题

由于空间技术发展和产品开发需要巨额费用的支出，各国在发展过程中不得不吸引民营资金参与。美国宇航局在航天飞机退役之后，计划采用商业公司投资16亿美元开发的太空运输系统，太空商业活动已逐渐渗透到太空育种等领域。笔者认为，国际上在“太空花园”中进行商业育种的行为需要专利法加以规范，这些行为应是在太空(包括航天器、月球基地、火星基地等)实施的商业育种、栽培、收获行为，不是在地球表面上实施的行为。

在“太空花园”中进行商业育种行为的专利法律问题，华中科技大学郑友德等学者已进行了初步研究(《我国外空相关发明的专利法保护》，《知识产权》2007年第6期)，他们认为，虽然人类共有太空(包括月球、太阳、行星等)，但是，中国的航天器、月球基地、火星基地等应当是中国的拟制领土，中国享有管辖权，在中国的“太空花园”发明的新育种方法、新的微生物都可以授予专利权；在太空新发现的任何物种都不能被授予专利权；基于全人类利益、公共利益、发展中国家利益、科学研究实验的目的，这些外空育种专利权应当受到限制及强制许可。

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航空航天类包括哪些专业 1、飞行器设计与工程专业

飞行器设计与工程是一门普通高等学校本科专业，属于航空航天类专业，基本修业年限为4年，授予工学学士学位。

飞行器设计与工程专业培养掌握航空航天飞行器设计相关专业知识，具有一定技术创新、工程实践能力和管理能力的高级工程技术人才和管理人才。

2、航空航天工程专业

航空航天工程专业是一个专门化学科，培养具有扎实的数学、物理、力学、计算机等基础理论，掌握航空航天领域的多学科知识，具有良好的综合能力和创新意识的高级人才。

该专业的学生应掌握数学、物理、动力学与控制、空气动力学、材料与结构、工程热力学、控制系统原理、飞行器总体设计、航空电子系统、飞行器制造工艺及设计、实验等方面的基础理论和专业知识，具有飞行器总体、结构与系统设计分析的能力。

3、飞行器动力工程专业

飞行器动力工程专业培养具备飞行器动力装置或飞行器动力装置控制系统等方面的知识，能在航空、航天、交通、能源、环境等部门从事飞行器动力装置及其它热动力机械的设计、研究、生产、实验、运行维护和技术管理等方面工作的高级工程技术人才。

4、飞行器制造工程

飞行器制造工程专业旨在培养从事飞行器制造领域内的设计、制造、研究、开发与管理的高级工程技术和管理人才，需要研读4年，毕业后授予学位工学学士。

航空航天专业的就业前景 随着我国航空航天事业的迅猛发展，国家在航空航天人才培养方面的投入也越来越大，这个专业从曾经的“小众神秘”，到现在让许多理工类人才都怀揣起了“航天梦”，其就业前景宽广无限。

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航天事业是一个国家强盛的重要标志。曾有人这样评价，在国家实力排行中，航天排第一，什么都会排第一；航天要排第二，什么都第二。航天事业获益于国家经济社会的发展，反过来又对国家发展进步给予有力战略支持和科技支撑。正因为如此，各国都在暗暗使劲，中国也没有放松怠慢。

航天事业带来的精神财富更值得珍惜。要想干好航天，首先要有敬业精神。航天技术难度很大，必须耐得住寂寞，抵得住诱惑，踏踏实实、一心一意地扎进去研究；其次要有协作精神。载人航天工程有数万个节点，几十万条程序语言。相关人员、各个单位都必须密切协作。每个人都做好自己的事，才不会因疏忽而出问题；最后还要有求真务实精神，来不得半点虚假。假论文能够蒙混过关，但航天工作哪怕有一点儿漏判，一点儿疏忽，最后都会酿成严重后果。有了这些基础之后，最后才是专业素质的要求。

追逐航天梦的几代人都坚守着这份精神财富：第一代航天人是在国家基础很差、百废待兴的时候开创航天事业的，起步艰难；第二代时还没有形成系统的航天事业，很多精英把一生都献给这项事业；我们这一代属于第三代，改革开放初期参加工作。当时有句话叫“卖导弹不如卖茶叶蛋”，我的很多同学、同事都下海经商。凭着对事业的热爱，这代航天人守住诱惑，不断开拓；现在的第四代更把理想寄托在这里。中国航天事业这些年得到全国很大支持，尤其是神舟飞船成功以后，很多大学生非常向往航天职业，主动要求来这里为祖国做贡献。航天人的使命光荣，人生也因在挑战中不懈奋斗而精彩。

民族复兴大业中，航天事业是一个缩影。其实我们国家的许多重大科研攻关项目，背后总有一群看名利淡如水、视事业重如山，扎扎实实干工作，默默无闻作贡献的人。干任何事，都需要奋斗与打拼。仰望星空，也要脚踏大地。拿我的同事来说，许多时候，为了突破一道技术难关，同事们常常通宵作战、魔鬼式攻关。平时每天工作十个小时以上是常态，周六铁定不休息，周日有时要加班。靠着严慎细实、精益求精的工作作风，靠着艰苦奋斗、顽强拼搏的工作态度，航天人用一个个拳头产品，一道道核心技术，为天宫一号和神舟飞船驰骋寰宇提供了有力的保证。

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作为神舟飞船和天宫一号工业设计任务参研单位代表，西北工业大学工业设计研究所苟秉宸副教授受中国空间技术研究院载人部邀请，作为“参试队员”正在现场见证着“神舟十号”发射的全过程。鲜为人知的是，随着“神舟十号”进入太空的不仅有3位航天员，还有苟秉宸和他的“载人航天工业设计”科研团队参与研制的多件人机控制与显示设备。

回想起团队在载人航天领域长达10年的奋斗历程，体验着梦想成真的无比喜悦，苟秉宸感慨万千：“祖国载人航天事业的长足进步令世人瞩目，在国家的重大科技工程里能有我们参与的成果确实让人引以自豪。”

1993年，苟秉宸考入西北工业大学飞行器制造工艺与设备专业。毕业时，优异的成绩让他获得了免试保研的机会。与此同时，他遇到了西工大工业设计学科创办人陆长德教授，陆老师所展现的工业设计的技术与艺术深深地吸引着苟秉宸选择了工业设计作为自己的专业方向。

在西工大工业设计研究所，苟秉宸博士毕业后担任了副所长的职务，主持和承担了多项国家863计划课题和各类基金项目，开发了“中华设计”等系列计算机辅助工业设计（CAID）软件系统和工具集，为多家机床装备、交通工具和家用电器企业完成了新产品工业设计的任务。几乎同时，苟秉宸进入香港蒋氏基金在西工大资助成立的工业设计培训中心工作，在那里他结识了欧美日和港台地区工业设计界的多位大师和专家，极大地开拓了他的设计视野，设计理念也得到了很大的提升。

2003年10月16日，杨利伟驾驶着神舟五号飞船，首次进入太空，实现了中国人千年的飞天梦想。观看直播的苟秉宸坐不住了，他梦想着有一天能为中国的载人航天贡献自己的力量。2005年底，西工大工业设计团队与中国空间技术研究院和中国航天医学工程研究所正式开展了“载人航天工业设计”的科研合作！

载人航天对产品可靠性和安全性的要求非常高，人机工效评价近乎苛刻，而我国在这方面基础相对薄弱，同时还面临欧美发达国家的严格封锁。苟秉宸他们在神舟飞船和天宫一号上搞工业设计面临着众多难点和诸多挑战。

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烟台，古时“烽火台”。明朝洪武初年，为防备倭寇犯境，当地民在临海北山设立狼烟墩台，发现敌情后昼则升烟、夜则举火作为报警信号，简称“烟台”。岁月更迭，沧桑巨变。烟台已经发展成为山东半岛东北部、环渤海经济圈重要城市和全国文明城市。山东航天电子技术研究所，就座落在这里。

山东航天电子技术研究所，是我国载人航天工程的重要研制单位之一，先后参与我国从神舟一号到神舟十一号、天宫一号、天宫二号等航天工程型号的研制任务，为确保航天员生命安全和载人航天飞行圆满成功发挥重要作用，荣获“中国载人航天工程突出贡献集体”。研制设备涉及环境控制和生命保障、热控、数据管理、乘员服务、测控、结构机构等系统。在神舟七号任务中公司承担航天员出舱通信子系统和舱外航天服中70%电子设备研制工作。在天宫一号任务中，公司承担了医监医保、仪表照明、空间实验等相关设备研制任务。天宫二号飞行器研制方面，承担空间实验室热控、数管、仪表照明、空间技术试验、环控生保、医监医保、测控通信等系统60余台套产品研制任务。在载人航天任务中，承担的研制任务由最初的测控领域，到飞船环境控制和生命保障、热控、数据管理、乘员服务、测控、结构机构等多个领域，并逐步拓展到舱外通信、航天服电子设备、医监医保、仪表照明、空间实验等领域。

飞船发射前的远程体检

――发射场测试无线转发系统

飞船发射前需要与火箭对接组装，然后，进行综合体检才能发射升空。此前，航天器与发射火箭都是在总装厂房组装后进行水平测试，在发射架竖起来后再次测试，如有问题就要再放倒拖回厂房维修。

从神舟一号飞船发射起，我国开始采用国际上先进的“三垂一远”模式，即实现航天器与火箭垂直组装、垂直测试、垂直转运和远程测试。在此过程中，火箭保持一个姿态不动，只要通过测试，运转过程不会有任何改变。而远距离测试发射控制模式则最大限度保持了火箭和飞船的状态不变，极大地提高了测试发射可靠性和安全性。“三垂一远”测试发射模式为世界领先水平。研究所研制的“飞船发射场测试无线转发系统”为实现“三垂一远”提供技术保证。系统中所采用的增益自调节、信道自分配、天线自跟踪等技术，都达到国内一流水平。

随着我国载人航天工程的逐步深入，系统中增加了海事卫星、中继卫星、GPS/GLONASS卫星、北斗导航卫星等作为飞船定位通信的辅助措施，神舟系列完成了国内在轨航天器首次使用这些卫星系统，为后续航天器定位通信提供了更多选择。远距离测试无线转发系统安装于北京航天城和酒泉卫星发射基地。先后参加了我国载人工程历次神舟飞船和天宫一号目标飞行器发射并圆满完成了任务。

太空行走的保障――航天员出舱通信子系统

在神舟七号载人航天飞行任务中，研究所承担航天员出舱通信子系统和航天服专项70%电子设备技术攻关研制任务。其中，航天员出舱通信子系统是在航天员进行出舱活动试验时用于出舱活动航天员与辅助出舱航天员、舱内航天员与地面人员间进行语音通话和数据通信的设备。航天员出舱活动通信系统由通信天线、通信处理器及舱外航天服遥测通信机组成，实现舱内外航天员之间、舱内外航天员与地面人员之间语音通信及舱内外航天员遥测参数下传。该系统首次采用空间CDMA移动通信技术，实现空间近场复杂环境下的可靠无线语音数据通信。

在载人航天工程第二步任务中，研究所技术领域已经拓展到医监医保和空间试验领域，涉及领域广、工作接口多、技术难度大，挑战更加严峻。包括用于航天员监测飞船运行情况、显示交会对接信息、接受地面邮件的仪表控制器；在交会对接中使用的主动标志“天宫一号”目标标志器；用于空间医学实验的失重生理效应装置Ⅰ和失重生理效应装置Ⅱ（细胞培养装置）、无创心功能测量仪，以及被称为“太空冰箱”的医用冷储箱等。

失重生理效应试验控制――航天医学空间实验设备

人一旦进入失重环境，身体发生各种变化，会产生诸多的不适应，这些变化被称为失重生理效应。在神舟九号任务中，航天员在空中进行了多项失重生理效应，用以研究人体在太空中会发生的变化，以便研究克服太空生活对人体带来的不良影响。其中包括513所研制的用于研究脑血流、脑点、眼动的失重生理效应实验装置Ⅰ和进行细胞培养的失重生理效应实验装置Ⅱ，以及试验控制单元等设备。

在太空环境中，航天员的血液会重新分配，下肢血量减小，头部血量增多，航天员的收缩压将升高，平均动脉压升高，静脉压也上升，舒张压则下降。这些失重效应会使得航天员的流体静压梯度消失，找不着方向感，所以在失重环境中，大多数航天员通常会发生前庭植物神经反应，引起航天运动病和空间定向障碍，出现恶心、呕吐、面色苍白、晕眩等现象，从而影响航天员的工作能力。为了研究航天飞行对人体的前庭眼动、心血管及脑高级功能影响，同步检测动脉脉搏波、静脉脉搏、脑电和眼动，在天宫一号，我国首次研究了一种微重力环境下进行的系统（人体）生理学研究实验航天医学空间实验设备，这就是失重生理效应实验装置Ⅰ。

失重生理效应实验装置Ⅱ是我国研制的第一个正式上天的全自动细胞培养装置。设备由失重生理效应实验装置Ⅱ本体和细胞培养子模块两部分组成，失重生理效应实验装置Ⅱ本体随天宫一号发射升空，细胞培养子模块跟随神九发射，由宇航员携带进入天宫一号并安装在失重生理效应实验装置Ⅱ本体中开展医学细胞培养实验。失重生理效应实验装置Ⅱ用于进行失重生理效应防护的细胞机制研究，主要功能是在空间飞行时提供维持细胞正常生长的环境，实现细胞的培养和固定，采集部分细胞生长图像及生长环境参数；目的在于探索讨论失重条件下，细胞因子对细胞的调节作用，将解决细胞培养回路中多种试剂时序加注难题，聚焦微重力对细胞形态、结构、细胞骨架、基因表达和相关功能及其分子机制影响，为针对关键的细胞信号分子开发相关的靶标药物及制定防护措施奠定基础。

航天员的健身器

――骨丢失对抗仪

在失重环境中，作用于人体腿骨、脊椎骨等承重骨压力骤减，同时，肌肉运动减少，对骨骼刺激相减弱，骨骼血液供应也相应减少，导致骨质大量脱钙并经肾脏排出体外，这就是所谓的空间骨丢失。空间骨丢失，是最令航天医学专家头疼的航天员健康问题

研究所专门为航天员设计的“健身器”骨丢失对抗仪，也叫“对抗骨质疏松的仪器”，是保证在太空飞行中的航天员身体健康的仪器之一。骨丢失对抗仪通过敲打人体小腿部位相应穴位，刺激骨骼、改善血液循环，对抗骨质疏松，保障骨骼健康。

目前，研究所已利用这项科研成果研制开发出一套民用级保健治疗仪器，适用于不同人群。经过试验，该仪器可促进骨骼合成，有效抑制骨质疏松发生，治疗并抑制各种原因引起的骨质疏松症状，同时加速血液循环，促进新陈代谢，对消除疲劳有良好辅助作用。航天员的保健员――无创心功能测量仪

科学家通过对航天员的心血管功能测试采用连续、动态和无创记录动、静脉波信号的方法，采集左右心功能、体肺循环血液动力学和心血管调节变化数据，开展心血管系统功能的综合研究。

513所研制的无创心功能监测仪，主要通过无创检测航天员的每搏血压、每搏量和血氧饱和度等生理参数，定期监测航天员的身体状态，被称为航天员的健康保健员。

当航天员在太空工作生活的时候，地面的工作人员可以通过无创心功能检测仪在第一时刻了解航天员的身体状态，航天员可以通过仪器上的指示灯了解仪器的工作状态。因为每个航天员的生理参数有差别，在地面时，科研人员就根据每个航天员的生理参数对仪器内部的参数进行了标定，航天员操作对应按键选择检测对象数据录入，比如按键A代表景海鹏，按键B代表刘旺，按键c代表刘洋。每个航天员必须使用与他相对应的按键，以保证测量数据准确、可靠。

卫星工程“最强大脑”

――星载计算机

计算机是一个系统的大脑，卫星飞船也不例外。星载计算机产品作为研究所的“拳头产品”，已成功应用于我国载人航天、导航、遥感、通信等重点卫星工程上。

在天宫一号和天宫二号上，研究所计算机产品应用于热控、仪表照明、空间技术试验等分系统，作为“最强大脑”，有力保证了各分系统正常运行。其中，仪表控制器是我国第一款用于航天的PowerPc高性能计算机，是天宫二号目标飞行器仪表照明分系统的核心计算机；热控分系统控制单元、温度控制器等设备是飞船“太空空调”的重要组成部分，相当于热控分系统的神经中枢。

研究所研制的通用计算机是空间技术试验分系统的核心计算机，为后续空间站维修工作提供在轨验证和技术积累。

天地对话一线牵――无线话音系统

在天宫二号飞行器上，还搭载513所自主研制的无线话音设备。神舟十号航天员王亚平正是全程通过无线话音设备与地面课堂师生进行互动交流，全程40分钟授课时间，通话质量良好。该系统采用民用通信技术较为成熟的蓝牙通信技术，在点对点传播的基础上实现航天员间无线通话及航天员与地面通话，并可同时使用无线语音设备进行话音通信，解决了航天员在语音通信中无法在空间实验室内任意活动，以及在飞船停靠期间航天员在轨道舱无法与地面通话等问题，提高了航天员在轨工作方便性。