航天器的“解剖学”

航天器包含的大量仪器设备，由若干系统组成，这些系统可分为有效载荷和平台系统两个大类。

有效载荷是指与航天器所执行的任务直接有关的系统，大致可分为探测仪器、遥感仪器和转发器三类。科学卫星使用各种探测仪器——如红外天文望远镜、宇宙线探测器和磁强计等——探测空间环境和观测天体；通信卫星经过通信转发器和通信天线传递各种无线电信号；对地观测卫星使用各种遥感器——如可见光照相机、合成孔径雷达、多光谱相机等——获取地球的各种信息。

平台系统是为实现航天器的功能提供保障的系统。主要包括结构与机构分系统、热控分系统、供配电分系统、制导导航与控制分系统、推进分系统、测控通信分系统、数据管理分系统等。对于载人航天器还要包括航天员的生命保障分系统、回收分系统等。

结构与机构分系统摇用于支撑、固定航天器上的各类仪器设备，传递和承受载荷，并能保持航天器的完整性及完成各种规定工作。一般包括主承力机构、总装直属件、展开与锁定机构、连接与分离装置等。

热控分系统用于控制航天器内外热交换过程，使其平衡温度处于要求范围内的分系统。它用于航天器在经历不同外热流条件时，保证航天器上各类仪器设备正常工作。热控方式一般可分为主动热控和被动热控两种：主动热控主要是一些主动加热措施，如热管、热辐射器等；被动热控包括涂层、多层包覆材料等。

供配电分系统用于产生、存储、变换和传输电能的系统，它是航天器工作的能量源。一般的航天器多采用太阳电池阵与蓄电池组合供电。接收到的太阳能通过太阳电池的光电效应转变为电能，供给航天器上设备使用，同时存储一部分在蓄电池中，以供航天器运行在阴影段——接收不到太阳能时供给设备使用。

制导导航与控制分系统用于控制卫星的姿态与轨道的系统。所谓姿态，是指航天器在惯性空间的指向，姿态控制包括姿态稳定与姿态机动两部分。姿态稳定的方式包括自旋稳定、三轴稳定和重力梯度稳定等。轨道控制是用于实现航天器在不同轨道间的变换，保持在预定的轨道等。

推进分系统制导导航与控制系统的执行机构，为航天器的姿轨控提供动力。推进的方式包括冷气、单组元推进、双组元推进、双模式推进、电推进等。

测控通信分系统遥测、遥控、跟踪测轨与数据传输分系统的总称。遥测用于采集航天器上各类仪器设备的工作参数及其他相关参数，实时或延时发送给地面测控站，以实现地面站对航天器工作状态的监视。遥控用于接收地面的指令，直接或经数管系统传送给有关的仪器设备加以执行，以实现地面对航天器的控制。跟踪测轨用于协同地面站，测定航天器运行的轨道参数，保持与地面的联系和控制。数据传输用于把航天器在轨获得的探测数据传输到地面应用，实现其既定功能。

数据管理分系统用于储存各种程序，采集、处理数据以及协调管理航天器各分系统的工作。

总之，航天飞行是一项十分复杂的任务，它需要各个复杂的分系统分别满足能量供应、信息传输、轨道控制等要求。任何一个小小环节出现差错，都有可能导致“一着不慎，全盘皆输”的后果：轻则影响航天器功能的实现，重则造成整个航天器毁于一旦的严重事故。