随着首次载人交会对接任务圆满完成，中国航天史上极具突破性的一章由此掀开，中国航天人成功实现“太空筑巢”之梦。 在本次任务中，中国航天科技集团公司第九研究院共有14家单位参与相关产品的研制配套任务，配套产品数量大、种类多，共提供数百个品种一千余台（套）整机产品、上万只电子元器件，涉及惯性导航、计算机与微电子、遥测遥控、机电组件等多个专业领域，遍布载人航天工程八大系统中的七大系统，被广泛地应用于载人航天的各个关键环节，一同构成了火箭和飞船“耳聪目明的五官”、“精确的大脑”、“敏感的神经”、“可靠灵活的关节和经脉”及“遍布全身的血管”。各个产品间如同一条坚固的锁链，环环相扣，承载的是航天员生命的重量。
环控装置——精心呵护航天员生命之舟
据专家测算，人每天呼吸、排汗等新陈代谢活动可产生1千克多的水汽，3名航天员每天就能产生3千克～4千克的水汽。这些水汽散布在飞船几十立方米的狭小空间里，如果不及时进行除湿，就可能会因为湿度太大使航天员身体感到不适，同时也会对空间实验环境造成影响，在舱壁、仪表盘上形成的冷凝水甚至会影响到整个任务的实施。
由771所研制的环境控制和生命保障数据处理装置就负责及时对飞船内的环境进行调节除湿，使飞船内的温度既使航天员感到舒服，又符合空间实验对空气湿度的要求。不仅如此，该装置还负责实时采集计算舱内的氧气、二氧化碳等气体含量，通过压力控制，保持适合人体生存的常压状态。该装置通过采集飞船内部各种传感数据，获取飞船内部环境数据；对采集数据进行处理，根据处理结果控制飞船内部各种阀门、泵及风机，为航天员提供舒适的生活环境。此外，该装置还通过飞船数管将有效数据发送至地面，为遥控遥测提供参考。
据从神舟一号开始就一直负责环控数据处理装置研制的771所研究员余国强介绍，环控数据处理装置从飞船塔架待命到发射入轨再到返回着陆的整个任务周期内，一直处于工作状态，需要极高的可靠性。为满足可靠性要求，该装置采用双机体系结构设计，支持冗余热备份工作模式，即在装置工作过程中，一机正常工作，另一机处于备份状态，当工作单机出现故障时，备份单机可以随时接管整个装置的工作任务。
实际上，航天员在飞船上生活，对空气和生活用品的洁净度要求极高。由九院上海航天公司研制的生物监测组件负责检测飞船内的空气和生活用品清洁度。它主要包括气体粒子检测装置和表面微生物检测装置两部分。气体粒子检测装置用来检测舱体空气的清洁度，而表面微生物检测装置则用来监测摆放食品等航天员用具的台面的清洁度。
舱载医监设备——航天员的“贴身小护士”
航天员进入太空后，真正的考验才刚刚开始。俗话说：“天上一日，人间十年。”在太空中，飞船每90分钟就绕地球一周，相当于地面上一个昼夜。
而人体由于长时间待在地面上，日出而作、日落而息，已经形成了固定的生物钟。航天员虽然经过训练，但是面对太空微重力环境等影响，若航天员的健康一旦出现状况，而又没有医生现场治疗，该怎么办？
这就要用到771所研制的舱载医监设备。它是载人运输飞船航天员生理信息测量系统的数据处理中心，担负着航天员“贴身小护士”的角色，可实时全程监测航天员在飞行过程中的心电、心率、呼吸、体温、血压等数字生理信息数据。
由于航天员在飞船中活动频繁，人体血压、脉搏等弱信号的采集比较困难，与一般医用监测仪器相比，舱载医监设备在功能、体积、环境等方面大不相同。除了需要高可靠和安全外，还要具备检测、存储、传输和处理的功能。检测到的信号要通过多种通道传输到主机仪表和装置，从而实现对航天员实施全面有效的医学监督，确保航天员身体健康，高效地完成所承担的工作任务，并能安全返回地面。
为了提高设备可靠性，771所的研制团队为该设备主机采用了双机冗余结构。双机冗余即它有两台完全一样的计算机组成，当一台计算机发生故障时可以立即切换到另一台计算机工作，这样就能有效避免因单击故障无法维修而导致整个系统失效的情况，使设备可靠性大大提高。
值得一提的是，航天员在测量血压时所使用也是九院上海航天公司提供的腕式血压仪，它能在航天员测完血压后自动与771所的舱载医监设备通信，将航天员的代码和血压数据传送给主机，再供地面医护人员实时监测航天员的生命安全。
逃逸控制——点燃“生”的希望
发射前30分钟，已经进入神舟九号飞船的航天员静静等待发射升空。此时的飞船和火箭都已加满燃料达数百吨，航天员相当于坐在一个巨型“炸药桶”上，任何一个不起眼的环节出现问题都有可能造成“挑战者”那样的悲惨事故。
那么，如何判断火箭状态一切正常呢？在温度高达数千摄氏度的燃烧室里，究竟发生着怎样的变化？燃烧剂和氧化剂的配比是否合理？流量是否正常？复杂的管路上有没有哪个阀门出现异常？推力正常平稳吗？最为关键的，是否到了必须启动逃逸程序才能确保航天员安全的紧要关头？
这一连串问题关乎着航天员的生命安全和整个任务的成败，在点火后的每一秒叩打着航天人绷紧的神经。要解开这些问题，为保证航天员安全飞行提供准确的输入数据，这就要用到九院航天火箭公司研制的遍布火箭全身的传感器、变换器和771所的逃逸控制器。
传感器负责感知箭上物理量的变化，变换器负责把物理量转换为电信号实现传输，供给火箭的控制系统和地面控制中心作为判断依据。它们就像一个个警惕的“哨兵”，密切关注着火箭各个部分的细微变化，为指挥中心的预判提供依据。利用系统用液位传感器，用于测量推进剂液位测量剩余量，实时、连续、准确地提供推进剂液位剩余量信息，控制发动机调节活门或开或闭，监控流向发动机的推进剂混合比，保持贮箱中氧化剂、燃烧剂质量比在最佳范围内。
振动和噪声是火箭上的隐形杀手，虽然看起来没有爆炸来得那么猛烈残酷，但对航天员身体的破坏性也非常之大。为保证火箭飞行过程中产生的振动和噪声不超过了人体所能接受的程度，改善航天员的乘坐舒适度，火箭上还设置了专门监控振动和噪声的传感器。 而当火箭出现严重故障并危及航天员安全时，逃逸救生判据用加速度传感器会表现为加速度与设计值的偏离，传感器将第一时间感应到这一变化，并向故障检测处理器发出信号启动逃逸程序。在接到故障检测处理器的报警信号后，逃逸程序控制器执行相应的逃逸程序，适时发出一系列指令，并向逃逸发动机发出点火指令。此时，火箭顶部的逃逸塔将在1秒钟之内飞离危险的火箭，把航天员所在的飞船返回舱推走，3秒内就会到达到安全区域。
控制逃逸飞行器按预定轨道飞离运载火箭到达安全位置时，逃逸程序控制器再发出指令，使返回舱与逃逸飞行器分离并安全着陆。
手控惯组——力保实现完美对接
距离地球表面约350千米处，天宫一号目标飞行器正平稳飞行。神舟九号飞船正缓缓靠上前去，飞船内，航天员全神贯注操作手柄，两个大型飞行器越靠越近，指挥大厅内鸦雀无声。
航天员手动控制神舟九号与天宫一号交会对接，就如同打靶瞄准，根据屏幕上的十字刻度来对准目标。当航天员发现飞船偏离对准目标，就会通过操作控制手柄来及时调整飞船位置。
那么，在茫茫太空中，如何保证飞船能够按照航天员的操作意图，准确地稳定在需要调整的位置上呢？这就需要用到13所时代光电公司研制生产的手控光纤惯组。
手控光纤惯组的主要作用是稳定飞船姿态，保证航天员可以将飞船稳定在预订的位置上，从而保证飞船平稳地沿着预订轨道进行交会对接。只要飞船稍微偏离航天员设定的预订目标，光纤陀螺就可以检测出偏差值，进而通过控制系统的反馈，将飞船重新稳定在预订目标上。手控光纤惯组的加速度计还可以测量飞船的加速度，通过积分计算出速度和位移，从而得到飞船与目标飞行器的相对距离，为航天员手动交会对接提供参考。
据13所时代光电公司总经理王巍介绍，手控光纤惯组的研制以自主创新为立足点，努力突破技术瓶颈和技术封锁，通过一系列技术攻关和发明创新，取得了新型全固态惯性技术在我国载人航天工程上成功应用的重大突破，实现了关键技术跨越5年～10年、单项技术达到世界先进水平的跨越式发展。这也是世界上首次光纤惯导产品用于载人航天手控交会对接任务。
光纤陀螺仪体积小、重量轻、精度高，是1 3所时代光电公司设计生产的一款重要产品，处处凝结着研制团队的智慧和汗水，光是陀螺减重“瘦身”设计，就让研制团队没少下功夫。
对于载人飞船来说，每一克的重量都极为珍贵，需要精打细算。初样阶段研制一开始，总体单位就要求陀螺重量比模样件时减少25%，这是当时研制团队碰到的最头疼的问题。对于一只结构紧凑、机理复杂的光纤陀螺仪，“减肥”1/4谈何容易！
陀螺的光、电元器件选型已经精益求精，改动选型就意味着陀螺的技术指标发生变化，这显然不可行。唯一的途径是从陀螺的结构设计上做文章，然而更改结构会对陀螺的力学、热学等环境适应性产生影响，尤其是结构减轻重量，一般来说，很有可能导致产品的力学特性劣化。种种限制让研制人员觉得是“带着镣铐跳舞”，难以施展。
困难并没有使他们退缩，经过慎重考虑，团队领导为大家打开了另一条思路：选用轻质的结构材料解决减重问题。
一场场热火朝天的讨论，一轮轮大刀阔斧的创新设计，一次次精益求精的修改……渐渐地，一个崭新的设计方案呈现在大家面前。经过仿真模拟，不但重量达标，力学性能居然还能得到明显优化。
但是，“如此脱胎换骨的结构改动会不会影响到陀螺指标？力学性能真的有模拟的那么好？”前来听取工作进展的总体单位提出了自己的担心。
面对疑虑，研制团队负责人果断拍板：立刻投产试验件，用实际测试结果说话。
团队立刻开始了全面的指标测试，经过九天24小时连轴转，大量的数据被整理出来，每一份测试报告都令人欣喜：陀螺重量减轻26%，力学、热学性能均有明显优化，陀螺指标依然优异，光线陀螺研制团队的辛苦付出获得了丰厚回报。
Y88电连接器——打通“神九”与“天宫”的经脉
如果把“神九”与“天宫一号”的对接，比喻成“肌体”连接的话，那么作为导通“神九”和“天宫一号”之间电路的Y88电连接器，毫无疑问承担着导通“肌体”经脉的角色。这就是由九院郑州航天公司自主研制生产的电连接器。
郑州航天公司为本次任务提供了大量电连接器、电子仪器和电缆网等产品。尤其是该公司提供的Y88舱外用对接电连接器，肩负着“神舟九号”与“天宫一号”对接机构中的电连接器对接使命，是空间对接三步中粗对接、精对接和对接机构中的电连接器对接的最后一步对接。
负责电连接器研发的邹翔介绍，因应用场合十分特殊，在误差范围的控制上，必须实现在太空环境中插合和分离两个相反功能的准确性。只有做到“万无一失”的接触可靠，插拔自如，才能确保动力信号、控制信号和通信信号准确传输到位，便“神九”与“天宫一号”两个航天器合二为一，从而让航天员进入“天宫一号”开展相关空间科学实验，在完成预定任务后返回地面。所以，实现对接的电连接器，误差控制在一毫米之内。
这就像在距地球表面几百千米之外的宇宙空间要准确地进行“穿针引线”。
该型号电连接器不仅具有良好的电路浮动断接功能，更具备适应空间轨道高真空环境的热真空释气性能和空间轨道温度应力环境的热循环、热真空、以及空间轨道辐射环境的带电粒子辐射等一系列特殊环境，符合空间站长寿命使用要求。
发射入轨 为神舟巡天保驾护航
计算机——让火箭精确入轨的“大脑”
交会对接，是国际航天公认的技术难题，它是指让两个航天器，在预定的时间同时达到一个指定的地点聚集。
为达到这个要求，首要的是让两个航天器处于同一个轨道面，这对火箭的发射精度要求极高。若轨道计算稍有差池，就会差之毫厘，失之千里。
负责指引神舟九号飞船准确地进入预定轨道进而与天宫一号目标飞行器进行对接任务的就是九院771所生产的计算机。
作为全国唯一的集专用微计算机、半导体集成电路和混合集成电路科研生产为一体的大型综合研究所。中国航天科技集团公司九院771所在她47年的发展历程中，成功参加了以载人工程、探月工程等为代表的国家重点工程研制及发射任务达上千次，无一失误。 在本次任务中，771所为长征二号F火箭研制了箭载计算机，它是让火箭精确入轨的“大脑”，也是火箭控制系统的核心设备。
作为中国航天员巡天的专属座驾，长征二号F运载火箭的可靠性直接关系到任务是否能够圆满成功。为了最大程度地提高火箭的安全性，让航天员放心地乘坐火箭升空，771所在计算机可靠性上更是下足了功夫。他们放下了前期的成功，一切从头做起，对箭载计算机在以前的3冗余设计的基础上进行了全新设计，从根本上提高信息处理的可靠性。
重新设计的箭载计算机由以前的只有接口部分采用冗余设计改为全部的3冗余系统机构，攻克了3机同步及信息交互技术、故障诊断隔离及系统重构技术、恶劣环境下信号完整性技术等诸多的技术难题，一系列的全新设计让箭载计算机系统的失效问题成为微小的极小概率事件。
惯性器件——飞行器的“明亮双眸”
对于普通人来讲，惯性器件可能是一个陌生的词汇，但是在航天领域，却是众人皆知的关键技术。它在交会对接过程中，发挥着至关重要的作用。
九院13所为长征二号F火箭研制的惯性器件和计算机系统、伺服系统一起构成火箭的控制系统，为运载火箭提供飞行姿态、方位、速度、位置等信息，是飞行器和稳定系统的基础，它就像火箭的“明亮双眸”，在广袤的太空中为火箭指引航向。
在此次任务中，为了大大提升惯性测量系统的可靠性，同时将入轨精度提高一个数量级，13所惯性技术专家们日以继夜，攻克了许多设计和工艺难关。
他们用先进的冗余技术，较好地满足了发射任务的可靠性要求。所谓冗余，指的是通过多重备份来增加系统的可靠性。当系统某个部件发生故障时，冗余配置的部件就会立即启动代替故障部件的工作，继续使系统正常工作。
此次任务中，设计人员为控制系统配备了两套捷联惯性测量组合，并通过技术手段打通了二者之间的绿色通道。它们就像一对双胞胎，通力协作、互为补充，阻断故障的可能性。
此外，为了万无一失，设计人员在系统级冗余设计理念的基础上，对每套惯性测量组合中的仪表系统都进行了“备份”，也称仪表级冗余设计。由于仪表系统之间完全独立，在遇到故障情况时，会有相应的备份继续工作保障系统正常运行，这就像是为产品上了一份双保险，最大程度地做到使产品万无一失。
测控通信——架起天地间通讯的“桥梁”
当搭载着神舟九号飞船的长征二号F运载火箭喷着熊熊的火焰发射升空时，指挥大厅内各类数据的播报声此起彼伏。
“飞行正常！”
“遥测信号正常！”
“跟踪正常！”
指挥员是如何得到这些数据的呢？这些数据又是如何产生的呢？
答案就是由九院航天火箭公司研制的遥测系统和测控通信设备在发挥作用。
在本次任务中，航天火箭公司承担着七大系统中火箭、飞行器、发射场、测控通信等重要系统的大量电子产品的研制生产任务，交付首区、航区、落区以及国外测控站、远望号测量船等20多套测控和数传设备。这些设备在火箭发射、飞船在轨运行等各阶段发挥重要作用，实现了对火箭发射的全过程跟踪监测，建立了目标飞行器与地面指挥中心、各测控站的信息通道，一同构成了地面与天空通讯的“桥梁”。
值得一提的是，由该公司参加研制的用于地面布设的统一测控系统占本次任务全部测控系统的四分之三，而遥测系统则全部为该公司研制。航天火箭公司提供的遍布全球的测控系统和地面站，犹如编织了一张巨大的测控通信网络，准确地捕获火箭和目标飞行器的各类信息。如果没有测控通信系统，火箭和飞行器将无从控制和跟踪。