航天五院五一八研究所，中国航天科技第五研究院第五一三研究所
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|来源：科技日报
原标题：打破“卡脖子”技术瓶颈，打造最具价值的航天科研机构—— 中国航天科技集团公司第510研究院
兰州空间技术物理研究所真空测量研发团队。
2018年1月25日，2017年度甘肃省科学技术（专利）奖竞赛在兰州举行。中国航天科技集团公司第五研究院（以下简称510研究院）荣获“长寿命空间空心阴极技术”和“航天器用高性能固体表面天线反射面激光刻蚀制造”两项成果甘肃省科技进步一等奖《真空系统泄漏检测方法》荣获甘肃省专利奖一等奖，受到省委、省政府表彰。
1962年，510办事处在兰州成立。 50年来，几代科研人员扎根西北，以航天为基地，通过不懈的努力和拼搏，取得了辉煌的成果，为我国航天事业从无到有、从小规模的发展做出了贡献。为以下公司做出了贡献自己的实力，从大弱到强。
510所主导真空科学基础理论研究和工程应用探索，成立了中国真空学会，创建学术期刊《真空与低温》、图书《真空设计手册》，研制了第一台国产空间环境模拟装置，研制成功。训练舱等20余套设备满足我国各类卫星材料及整星热真空实验的需要。我们在航天材料有效性评价方面处于领先地位，研制了众多性能先进的实验装置，先后对数百种国产航天材料进行了性能测试和评价，为航天材料的选型和结构设计提供了科学依据。国家航天材料。
随着我国航天事业的快速发展，510研究所凭借雄厚的技术能力不断拓展专业领域，生产卫星雷达转发器、辐射冷却器、表面热控材料、铷原子钟、铯原子钟，先后研制成功永旺。主要产品包括电力推进系统、储罐、航天二次电源、航天运动部件、航天器音响仪器系统等。目前，510所已形成真空低温技术、航天表面工程及特种制造技术、航天特种推进技术、量子频率标准技术、二次电源及仪器仪表技术等5大专业技术方向，建成5条生产线。我国发射的所有卫星和航天器均搭载了510所研制的重点产品，在载人航天、深空探测、北斗导航等国家重大工程中发挥了重要作用。
510研究所不仅在航天领域和武器模型方面取得了丰硕成果，还拥有真空技术与物理、空间材料行为与评价技术两个国家重点实验室，同时还涉足人力资源开发和培养。在科技创新方面也取得了不少成果。 510研究所是全省电力推进技术重点实验室，配备一流的国防科技真空测量站和国家低温容器质量监督检验中心。从标准制定到学术交流，从基础科学研究到人力资源开发，我们取得了显著成果，有310多项有影响力的科研成果，其中很多有助于缩小国内差距，我正在填写。培养了400多名高科技人才，组建了一支优秀的科研团队，510所人“啃硬骨头”的精神和实力得到业界的广泛认可。
空心阴极技术为先进空间电力推进提供了“跳动的心脏”
空间电力推进是一种先进的推进技术。应用后，可显着减少航天器携带的推进剂质量，提高航天器的有效载荷比，延长航天器的寿命。它被国际航空航天界公认为最好的推进技术之一。电推进的应用已成为航天器进步和竞争力的重要标志。
2012年12月，510研究所自主研发的离子电推进系统“LIPS-200”在试验卫星“Shiken-9”上发射，实现了日本先进电推进技术的首次在轨演示飞行。该组件为空心阴极，表现出优异的性能。此后，陆续在日本“演**十七号”、“演**十三号”卫星以及“东方红三号B”、“东方红五号”等先进卫星平台和载人空间站的空间轨道应用中实施，还计划在逐渐应用。
空心阴极是航天器电力推进系统的核心部件。单个电动推进器是空间电力推进系统的核心，不断产生电子。产生的电子不断与推进剂气体碰撞并将其电离。高压电场加速电离。由于高速射流产生推力，空心阴极的性能和寿命直接影响电力推进系统的寿命和效率。这通常被比作“心跳”。业内人士将其称为“电力推进系统的核心”。长寿命太空空心阴极是太空电力推进技术的巅峰之作之一。在电力推进工程发展初期，许多人认为在国内技术条件下不可能研制出长寿命、高可靠的空心阴极。当时我们考虑过进口该车，但除非掌握电力推进的核心技术，否则很难实现完全国产、完全自主控制的目标。另一方面，空心阴极技术只是作为电力推进的核心技术出口到西方国家，但最终510实验室坚持核心在手的策略，最终控制了国内长寿命领域.空心阴极制造技术。
“空心阴极长50毫米，直径20毫米，研究团队在这个小东西上‘啃’了10多年。”研究团队带头人郭宁研究员幽默地说。经过不断攻关，研究团队掌握了空间空心阴极的设计和工程相关技术，在设计、材料、工艺、实验等多项关键技术上取得突破，达到了预期的设计指标。突破国际封锁的设计值已应用于多颗卫星，研究成果受到国际广泛关注。
太空应用长寿命空心阴极技术的研究成功，为日本航天器“插上电推进翼”、开启我国航天器电推进时代发挥了重要支撑作用。未来，该技术将广泛应用于我国的通信、地球遥感、空间探测等各类卫星，进一步支撑我国载人航天、深空探测等重大特种任务的实施。正在做。
天线反射面激光蚀刻制造技术确保航天器与地面的通信
信噪比高、抗干扰能力强、增益极化灵敏度高、多频共享固态天线等技术是国内外先进通信卫星广泛采用的技术，提高了整体技术水平和经济效益。可以得到有效的改善。它对卫星的水平和发展影响很大。然而，制造技术仍然是其发展的主要�**�
510研究所花费10年时间研发出航天器用高性能固体表面天线反射器激光蚀刻制造技术，并在日本“中星一号”系列等多颗卫星上实施，并在日本的长期发展中得到应用。独立卫星。它违反了规定。制造先进卫星，技术瓶颈在天线。
高性能固体表面天线的制造技术包括金属薄膜/复合材料的激光蚀刻制造技术，这些金属薄膜/复合材料具有显着不同的热性能和物理性能，必须被去除。它满足在大型精密部件的表面尺寸上实现微米级精度的加工要求，同时不损坏基材本身。其难度可以解释如下。使用光束来燃烧钉入木头的钉子而不烧毁木头，这只是冰山一角。
1998年，510所开始研发航天器用高性能固体表面天线反射器激光蚀刻制造技术。在没有任何技术资料可参考的情况下，我们从基础知识出发，思考、实验、论证、验证，经过多次草稿修改，确定了最终的技术方案。其中，过渡层材料的选择需要在完成每种候选材料的涂层激光刻蚀后进行多次长期的空间环境验证测试，最终从10多种类型中选择合适的材料，我们经历一个选择的循环只有一种材料。另一次空间环境生命实验必须每天24小时进行100天。仅这个实验就在过去10年里进行了3次。
通过关键技术攻关和工程应用研究两个五年计划，填补了国内高性能天线制造的空白，达到国际先进水平，成为国内率先掌握并实用化该技术的单位.成为。应用。目前，该技术已成功应用于我国高性能航天飞行器的生产。
在专业技术开发方面，研究团队采用高精度五自由度运动机构+扫描振镜进行图案蚀刻加工方法，研究复杂材料体系激光蚀刻的物理机制，提出创新的光束轮廓. 塔.在衍射转换技术、三维衍射转换技术、任意曲面上任意复杂图案的高速刻蚀加工、空间环境适应性等研究方面取得了开创性成果，为该领域的理论基础和技术发展提供了创新成果。做出了贡献。激光蚀刻加工。
在工程技术方面，研究成果已成功应用于先进卫星天线和模型工程，采用激光刻蚀制造技术研制的天线经在轨试验显示出优异的性能，发挥了重要作用。改进卫星天线。这为未来国产飞机、舰载机、武器等电磁窗等类似部件提供了通用的制造技术，取得了非常重要的社会效益和经济效益。同时，推动激光刻蚀设备的发展，提高技术水平。
真空检漏新技术，真空技术领域必备保护神
真空科学技术已有一百多年的发展历史，随着真空应用技术的普及，真空检漏技术也迅速发展，成为工业生产和科学研究的关键。例如，如果真空系统因漏气而无法达到所需的真空度，生产或科研活动可能会受到影响或无法正常进行，这与成本和生产周期有关。事实证明，真空系统中的泄漏检测是一项非常重要的任务。
所谓真空检漏技术，就是采用适当的方法来判断真空系统、容器或设备是否存在泄漏，定位泄漏孔，并校准泄漏量的技术。真空检漏的传统方法是使用氦质谱检漏仪来检测泄漏。该方法的缺点是检漏所需氦气量大、反应时间长、效率低、泄漏量极小（泄漏量小于10-12 Pam3/s孔）难以检测。
随着真空应用行业的快速发展，对真空检漏技术的需求日益增加。在此背景下，510所开始了新型真空检漏方法的前期研究和技术攻关。在深入考察国内外技术现状后，项目组访问了德国PTB、美国NIST等国际顶尖真空测量科学机构，进行技术交流和研究，并进行技术论证。重复。经过约四年的努力，取得了重大理论进展，创新性地提出了一种基于大气特征质谱峰的泄漏检测新方法，克服了现有泄漏检测方法的缺点。该方法具有我国自主知识产权，相关内容见专着《真空计量新技术》。
如果说之前的研究已经解决了基于大气特征质谱峰的泄漏检测的新方法和理论问题，那么下一步就是要基于这种泄漏检测方法来开发一种新的泄漏检测装置，具体是怎样的，而这又是什么呢？项目组面临。 一个很大的挑战。
就这款泄漏检测装置而言，其主要核心部件是质谱仪。因此，开发结构紧凑、高灵敏度的质谱仪是一个需要解决的重要问题，因为它直接影响仪器检测泄漏率低于10-12 Pam3/s.Masu的超痕量泄漏的能力。项目组从最初的原理样机、中间的工程样机到最终的成型品进行了技术攻关，经过反复设计和工艺改进，最终成功研制出高性能紧凑型检漏质谱仪。
另一方面，所开发的泄漏测试装置还必须保证运行稳定性高、重现性好、工作效率高。经过系统优化整个装置的结构设计，突破多项关键技术，最终成功研制出基于大气性质质谱峰值检漏方法的新型检漏仪。
该产品扩大了真空检漏的检测范围，解决了极微小泄漏的检漏问题，用于日本航空航天产品的检漏以及微电子技术领域高频微波器件的泄漏率检测。为了。高效、准确且可靠地检测真空系统中的泄漏。对比国内外同类设备的技术水平，航天510所属技术领域属于国际最先进之列。
近年来，510所抓住国家航天事业蓬勃发展的机遇，迎来了快速发展的新时代。我们确立了“横向拓展、纵向提升、合作共赢、全面发展”的战略指导思想，制定了新的发展蓝图。 510所始终秉持“创造人类航天文明，打造国家科技丰碑”的航天使命，坚持“成功、发展、人民生活”的治国理念，把“一流人才放在第一位”。一直致力于“一次一件事”的目标。我们力争成为航天领域最具价值的研究机构，以“一流的技术、一流的管理”“产出成果”！ （李文峰、王晓义）