九霄逐夢 神舟再問天

時隔僅1個月，天和核心艙又迎來新“太空出差三人組”。10月16日0時23分，長征二號F遙十三運載火箭從酒泉衛星發射中心起飛，成功將載有3名航天員的神舟十三號載人飛船送入預定軌道。航天員進駐核心艙后，將按照天地同步作息制度進行工作生活，6個月后，搭乘飛船返回東風著陸場。

10月16日凌晨，在100多盞聚光燈的照射下，酒泉衛星發射中心載人航天發射場燈火通明。燈火之外的暗夜里，隱沒著無邊無盡的廣闊大地。

比大地還要廣闊的是天空。秋夜星河燦爛，其中最亮的那組“星”，無疑是中國空間站。

比天空更加廣闊的，是人的胸懷與夢想——翟志剛、王亞平、葉光富三位中國航天員乘神舟十三號再征太空，開始我國迄今為止時間最長的載人飛行。

作為中國空間站關鍵技術驗證階段的決勝之戰、收官之戰，和空間站在軌建設過程中承前啟后的關鍵之戰，神舟十三號開啟了中國空間站有人長期駐留的時代。中國載人航天事業再樹里程碑，中華民族在蒼茫宇宙間有了新的坐標點。

發射——

一年兩連發，火箭“站立”時長創紀錄

執行本次任務前，長征二號F遙十三運載火箭作為中國航天史上首枚集應急救援和發射任務于一身的火箭，剛剛結束了長達90天的應急值班“站崗”。實際上，從“起立就位”算起，再加上發射準備時間的話，這枚火箭足足“站”了5個多月，站立時長創中國火箭之最。

按照空間站關鍵技術驗證及建造階段任務安排，長二F遙運載火箭需要采取“發射1發、備份1發”即“滾動備份”發射模式。長二F遙十三火箭在遙十二火箭發射后作為備份進行應急救援值班，在神舟十三號任務中執行應急轉正常任務的發射。

長征二號F遙火箭總體主任設計師常武權說：“本次任務中，我們在保證可靠性的前提下，探索實施了兩發火箭發射場流程的并行與優化，預計可以將發射準備時間縮短20%左右。另外，我們還為全新的測發流程進行了技術儲備。”

一年完成兩次載人發射，在中國載人航天工程的歷史上尚屬首次，而這還只是個開始。

常武權介紹，長二F遙火箭不僅在今明兩年計劃執行4次發射任務，未來幾年，還將繼續以每年兩發的高頻率執行發射任務，在我國空間站在軌建造、運營過程中擔綱重任，可以說“今后一年兩發會成為常態”。

高密度任務常態化執行也給酒泉衛星發射中心載人航天發射場帶來了挑戰。

酒泉衛星發射中心高級工程師賀鵬舉說：“按照‘滾動備份’模式，在飛行任務執行之前，發射場要完成待命救援飛船和火箭的準備，具備待命發射狀態。按照航天員在軌飛行6個月，我們需要執行兩次載人飛行發射任務，意味著要完成四個輪次的飛船和火箭測試。”救援發射值班狀態的火箭和飛船還需要長期保持技術狀態，定期開展測試檢查和性能維護。

賀鵬舉說：“在待命狀態解除之后，我們必須立即進行技術狀態轉換，按照正式飛行任務狀態開始全系統、全流程的全面檢查，確保經過長期停放的飛船和火箭不帶任何故障。”

任務——

與神舟十二號任務大不同

中國載人航天工程新聞發言人、中國載人航天工程辦公室副主任林西強介紹，在完成神舟十三號載人飛行任務及工程全系統綜合評估后，工程將全面轉入空間站建造階段。

空間站建造階段共規劃實施6次飛行任務，包括天舟四號貨運飛船、神舟十四號載人飛行任務、問天實驗艙發射任務、夢天實驗艙發射任務、天舟五號貨運飛船、神舟十五號載人飛行任務。其間，問天實驗艙和夢天實驗艙將與天和核心艙對接，進行艙段轉位，中國將在2022年底前完成空間站三艙組合體建造。

神舟十三號載人飛行任務是空間站關鍵技術驗證階段第六次飛行任務，是該階段的決勝之戰、收官之戰，也是空間站在軌建設過程中承前啟后的關鍵之戰。

與神舟十二號任務相比，神舟十三號任務主要有六大不同：一是載人飛船將采用自主快速交會對接的方式，首次徑向停靠空間站;二是屆時中國空間站將實現核心艙、2艘貨運飛船、1艘載人飛船共4個飛行器組合體運行;三是航天員將首次在軌駐留6個月，這也是空間站運營期間航天員乘組常態化駐留周期;四是中國女航天員將首次進駐中國空間站，航天員王亞平會成為中國首位實施出艙活動的女航天員，而神舟十三號乘組也將包括中國首次出艙的男女航天員;五是在神舟十二號任務的基礎上，進一步開展更多的空間科學實驗與技術試驗，產出高水平科學成果;六是實施任務的飛船、火箭均在發射場直接由應急待命的備份狀態轉為發射狀態。

林西強說，載人航天作為有人參與的航天探索活動，空間站作為國家級太空實驗室，蘊含著得天獨厚、極為豐富的科普教育資源，對廣大民眾特別是青少年具有極大吸引力。在總結和發展載人航天科普工作有益經驗的基礎上，在此次任務中，工程總體策劃了形式更加多樣的科普教育活動，航天員王亞平將為大家帶來“太空授課”第二課。

飛船——

采用自主快速交會對接，首次徑向停靠空間站

神舟十三號載人飛船在發射后6.5小時后，采用自主快速交會對接模式，成功對接于天和核心艙徑向端口。與此前已對接的天舟二號、天舟三號貨運飛船一起，構成了四艙（船）組合體。隨后，3名航天員從神舟十三號載人飛船順利進入天和核心艙。

自神舟八號飛船任務以來，5艘飛船與目標均為軸向對接，即從水平方向與核心艙對接。神舟十三號首次與49噸級的空間站組合體進行徑向對接，徑向與軸向的夾角呈90度。

據介紹，徑向交會對接有“三大難點”。一是持續控制姿態和軌道“難”。對于前向、后向交會對接，其200米保持點是一個穩定的保持點，即使發動機不工作，飛船也能較長時間保持穩定的姿態和軌道。而徑向交會沒有穩定的中途停泊點，需要持續對飛船的姿態和軌道進行控制，推進劑消耗大，故障處置難。

二是姿態和相對位置確定“難”。神舟載人飛船配有敏感器，如同飛船的眼睛，通過觀察星星和預設的標志點等來確定自己的飛行姿態、與空間站的相對姿態、相對位置等。徑向交會過程中，飛船由平飛轉豎飛，大范圍的姿態機動對“眼睛”能看到目標和保證“眼睛”不被復雜光照變化所干擾，提出更高要求。

據介紹，神舟十三號在徑向對接口停靠時，太陽能帆板長期被空間站大型柔性太陽電池翼和大柱段艙體遮擋，導致載人飛船在光照區供電能力受到影響，需要空間站為飛船并網供電。軌道艙配電器為了滿足長期停靠，最大并網供電能力需達到1400W。

三是航天員手控交會模式“難”。徑向交會對接過程中基本失去了地球的參照基準，測控條件變差，且相對動力學運動特性與前向交會不同。

中國航天科技集團八院載人飛船系統副總設計師張崇峰介紹，對接機構分為主動對接機構和被動對接機構。神舟載人飛船、天舟貨運飛船以及后續將發射的兩個實驗艙，均配置了對接機構主動端，天和核心艙共配置了5個被動對接口，它們被稱為“對接五兄弟”。

身處太空，“對接五兄弟”長時間暴露在空間輻射環境，需承受約88 000次、超過200℃的高低溫循環及低軌空間原子氧的剝蝕，經過多頻次的對接與分離后，仍需確保安全可靠，這對技術的要求極高。

航天員——

在軌飛行6個月，身心素質將接受更大挑戰

在軌駐留長達6個月，同時管理天和核心艙、神舟十三號載人飛船、天舟二號、天舟三號形成的組合體，這對神舟十三號飛行乘組來講，無論是身心素質還是技術能力，都將經受更大挑戰。

飛行時間大大延長、身處特殊環境、任務量增加等因素相互作用，將影響航天員的身心健康，心血管系統、肌肉和骨骼系統等失重生理效應更加凸顯。

載人航天工程航天員系統總設計師、航天員科研訓練中心研究員黃偉芬說：“比如，航天員出現睡眠障礙、疲勞、感染、胃腸道病癥及心血管功能調節等不適問題和應急醫學問題的概率會增高。”此外，長時間工作生活在狹小、密閉、隔離、振動、噪聲等復雜特殊環境中，航天員也可能面臨睡眠狀態變化、身心負荷過重等情況，心理狀態甚至工作能力都會受到影響。

針對這些挑戰要求，航天員系統在選拔訓練，健康、工作、生活等駐留保障技術方面，進行了充分研究和準備。黃偉芬說：“根據不同時期、不同個體的身心特點，我們著力強化了每月對航天員健康狀態的定期全面評估，及時調整航天員失重防護鍛煉、營養配餐、心理支持等方案。”

值得一提的是，針對女航天員參加飛行任務，工程通過分析女航天員的身心特點和個體需求，重點從生活保障、健康保障等方面開展了針對性的設計，以確保女航天員長期飛行、健康生活、高效工作。

“在完成既定訓練計劃的基礎上，我們還安排了‘神十三’乘組與‘神十二’乘組進行天地通話。‘神十二’乘組返回后，兩個乘組進行了充分交流，‘神十二’乘組分享了在軌獲取的經驗和感受，特別是針對出艙活動交流了天地差異以及注意事項。”黃偉芬說，“神十三”乘組對此開展了相應訓練，為提前進入狀態、順利執行任務打下基礎。

護航——

最快8.5天應急救援發射

在神舟十三號成功發射的同時，由航天科技集團五院抓總研制的神舟十四號載人飛船也已經完成發射前的全部工作，進入應急發射待命狀態。五院神舟團隊在6個月的時間里經受住了三船工作并行開展的艱巨考驗。

作為航天員實現天地往返的“生命之舟”，研制團隊開創了天地結合的應急救援任務模式，即每次有兩艘飛船進場，由后一艘飛船作為突發情況的生命救援之舟，具備8.5天應急發射進行太空救援的能力。

最快8.5天的應急救援發射如何實現？事實上，8.5天應急救援發射流程，其中還包括48個小時的人員集結和準備工作時間。48個小時看似不短，但一支幾百人的試驗隊里，隊員來自天南海北，把這么多人在兩天內輸送到一線遠比想象中困難。

長征二號F運載火箭調度系統專門制定了一個名單，所有預備作為應急救援發射試驗隊隊員的人都在這個名單上。根據應急救援方案，兩個小時內調度人員要到崗組建試驗隊，一個小時要通知到全員。

另外，接到指令的時間具有高度的不確定性，可能在白天大家上班時，可能在某天深夜，也可能在一個節假日，為應急發射流程的管理又增加了難度。為了解決這個問題，調度系統在規劃人員基本集結路線的基礎上，制定了各種路線預案。比如一個隊員所在的城市航班比較少，那就提前安排好車輛將他送到臨近的大城市，以此確保每一名隊員都能夠在規定時間內到崗。

與此同時，調度人員還需要將備份產品、試驗設備、辦公用品、防護用品等各類必需的物資組織到位，以及協調發射場提前開始準備工作。也就是說，從接到指令起48個小時里，調度系統將做到讓全體試驗隊員穿上工作服，投入發射場工作。

這個過程中，火箭團隊是以30分鐘為一個計數周期，每兩個小時為一個工作階段。不僅如此，每一項工作步驟都細化到工作時間、累計工作時間、所需崗位及人數、人員所屬中隊、定位廠房，安排得“明明白白”。（本刊綜合）