航天器是如何研制出來的？
目前，人類已發(fā)明了3種用于開發(fā)太空資源的航天器，即人造地球衛(wèi)星、載人航天器和空間探測器。它們雖然千姿百態(tài)，各不相同，但總的來講都很復雜，所以其研制過程大致相同，一般需經(jīng)歷技術(shù)研究(也叫概念研究)、方案論證、初樣研制和正樣研制4個階段。
1.四個階段
技術(shù)研究 是在航天器正式開展工程研制前進行的，主要是根據(jù)航天器用戶的需求或預測的航天器發(fā)展趨勢，提出所要研制航天器的總體技術(shù)性能指標。
方案論證是在航天器研制任務正式下達并立項之后進入工程研制的第1步。這個階段的主要工作是根據(jù)研制任務書確定的航天器性能指標和使用要求，結(jié)合材料、元器件和工藝技術(shù)水平等條件，選出一個整體優(yōu)化的總體方案。
初樣研制是指研制出能進行地面試驗的工程樣航天器，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)計確定的總體方案及分系統(tǒng)初樣設(shè)計任務書的要求，對各系統(tǒng)進行精心設(shè)計、精確計算。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)出可以進行各項地面試驗的工程樣星。
中國資源-1正樣衛(wèi)星
正樣研制階段的主要任務是研制出最終上天的航天器。當制造出正式的產(chǎn)品后，要進行一系列鑒定試驗和驗收試驗等。當一切達到要求（也可叫問題歸零）后就可以準備發(fā)射了。
2. 多項試驗
與其他產(chǎn)品相比，航天器有以下特點：航天器出廠后要經(jīng)過運輸、發(fā)射、入軌和軌道運行等階段，所以要經(jīng)受各種環(huán)境的影響和作用，這些環(huán)境的復雜性和多樣性是其他任何產(chǎn)品都不能比的。例如，航天器在發(fā)射過程中，航天器在強大推力作用下會受到劇烈的沖擊、振動和氣動加熱；進入軌道后，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酷考驗。
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)射前一定要進行多種地面環(huán)境模擬試驗，以此檢驗航天器的一系列性能，看它能否可靠地工作，能否適應嚴酷的發(fā)射環(huán)境和軌道運行環(huán)境條件。目前，航天器的環(huán)境模擬試驗主要有以下幾種。
1）振動試驗。它主要模擬航天器在發(fā)射階段和返回階段所經(jīng)受的振動環(huán)境。試驗時要把航天器固定在巨大的振動試驗臺上，航天器的各個典型部位都安裝傳感器，用來測量航天器各點的振動量級的大小。一旦加電工作，振動臺就帶動航天器一起振動，發(fā)出的聲音像一頭雄獅在怒吼，振動的頻率由低向高不斷地增加。通過這樣的考驗，不管是設(shè)計問題，還是工藝問題，或者是裝配質(zhì)量問題，哪怕是一個焊點松動或一個螺絲釘沒有擰緊，都會在這種振動面前“原形畢露”。
中國嫦娥-1繞月探測器進行振動試驗
2）沖擊試驗。它主要模擬在航天器發(fā)動機的點火工作以及星箭分離或航天器兩級分離時對航天器產(chǎn)生的沖擊。這種試驗常用跌落式或撞擊式?jīng)_擊臺進行，加速度通常達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，用真實火工品模擬爆炸螺栓分離解鎖時的沖擊；還能用振動臺模擬沖擊譜的合成或瞬態(tài)沖擊波進行。
3）噪聲試驗。它是模擬發(fā)射時航天器發(fā)動機工作時產(chǎn)生的噪聲和與大氣的摩擦而產(chǎn)生的氣動噪聲。航天器系統(tǒng)級噪聲試驗主要有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，進行試驗時是把航天器推進混響聲室，置于一個符合試驗聲譜和總聲壓級的均勻而擴散的聲場中。
4）加速度試驗。它是模擬航天器發(fā)射時航天器經(jīng)受的過載，即承受的加速度。這種試驗大多是在離心機上完成。
5）真空試驗。它是模擬航天器在軌道上的運行環(huán)境，包括空間的高真空、深冷溫度和高低溫度交變。
“神舟”飛船吊入真空罐進行熱真空試驗
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，當管子內(nèi)充以液氮后，液氮的循環(huán)流動可使真空罐內(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，在罐內(nèi)還設(shè)有模擬太陽照射的裝置。試驗一開始，罐子被抽成真空并開始降溫，還進行溫度的交替變化。航天器在這樣的環(huán)境中按照工作程序進行連續(xù)幾天甚至十幾天的試驗，從而考驗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、達到預期的性能。
此外，還有電磁相容性試驗、空間粒子輻照試驗等。不過，隨著科技的不斷發(fā)展，現(xiàn)在很多環(huán)境模擬試驗可以用計算機模擬進行，從而大大節(jié)省了人力、物力和財力。
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，保證航天器在每個階段各種環(huán)境的作用下可以正常工作。
裝配中國天宮-1目標飛行器實驗艙的密封艙
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復雜的，需要消耗大量的人力、物力和財力，當然對一個國家科技進步的引領(lǐng)作用也是毋庸置疑的！
