天宫－2和神舟－11载人飞行任务圆满成功

杨璐茜（北京空间科技信息研究所）

天宫－2和神舟－11载人飞行任务圆满成功

Tiangong-2 & Shenzhou-11 Mission: a Complete Success

杨璐茜（北京空间科技信息研究所）

2016年10月17日07∶30，神舟－11载人飞船升空，顺利将景海鹏、陈冬2名航天员送入太空。10月19日，神舟－11与9月15日先期入轨的天宫－2空间实验室交会对接，航天员进入天宫－2生活和工作。

神舟－11任务是中国第6次载人航天飞行任务，总飞行时间33天，是中国目前为止持续时间最长的一次载人飞行任务。此次任务的主要目的：一是为天宫－2空间实验室在轨运行提供人员和物资天地往返运输服务，考核验证空间站运行轨道的交会对接和载人飞船返回技术；二是与天宫－2空间实验室对接形成组合体，进行航天员中期驻留，考核组合体对航天员生活、工作和健康的保障能力以及航天员执行飞行任务的能力。

11月18日13∶59，神舟－11返回舱在内蒙古中部成功着陆，执行飞行任务的航天员景海鹏、陈冬身体状态良好，天宫－2和神舟－11载人飞行任务获得圆满成功。

1 交会对接

10月19日03：31，神舟－11飞船与在轨飞行一个多月的天宫－2自动交会对接成功。航天员景海鹏、陈冬顺利入驻天宫－2，并按计划开展空间科学实验。

神舟－11飞船入轨后，历经5次变轨，达到与天宫－2相同的393km高的轨道，之后，飞船进行了4次停泊，离“天宫”越来越近。捕获、缓冲、拉近、锁紧，神舟－11与天宫－2最终成功实现自动交会对接。同时，此次交会对接首次模拟了未来空间站交会对接方式，即载人飞船利用自身机动能力去追踪空间站。

2 打通天地远程医疗会诊链路

10月19日16：00，神舟－11载人飞行任务中的两名航天员景海鹏、陈冬通过天地远程医疗会诊系统，成功实现了航天员和航天员支持室、远程医疗会诊中心、地面支持医院的“四方联动”，打通了天地协同远程医疗会诊所需的数据传输链路，验证了我国首个天地远程医疗会诊系统。

远程医疗天地协同会诊的验证流程主要包括三方面，首先是进行视频的验证，航天员在“天宫”的图像传到北京飞行控制中心的航天员支持室，然后传到远程医疗会诊中心，通过远程医疗会诊中心再传到支持医院。第二是主要验证数据的传输能力，包括航天员在轨的常规医学检查数据，比如心电图、体温、血压等这些数据，还有无创心功能等数据的传输验证。第三是通话会诊，与航天员要有一个互动，通过语言实现四方互动。

实施这个项目的主要目的是在将来空间站任务的中长期飞行中，航天员在轨有可能发生一些比较复杂的、临床性的病症难以诊断，为处置这些问题提供一种有效的地面支持手段，确保航天员能够在轨把这些问题及时地处置掉，保证飞行能够正常进行，不至于因为疾病问题而提前返回。

3 释放伴随卫星

10月23日07：31，天宫－2在太空中成功释放了一颗搭载的伴随卫星。天宫－2伴随卫星质量约47kg，尺寸相当于一台打印机大小，具备高效轨道控制、灵活姿态指向、智能任务序列处理和天地测控通信高速数传的能力，上面装载了一台红外相机和一台2500万像素的可见光相机。它的任务目标是为天宫－2和神舟－11组合体进行拍照，观察其运行的状况。同时进一步验证了小卫星的在轨释放、驻留和伴飞的技术，也进行微小卫星自身的新技术试验和验证。

伴随卫星

伴随卫星拍摄的组合体可见光图像

10月24日，天宫－2与神舟－11组合体首批红外相机图像传回地面。10月25日，另一台可见光相机也传回了图像。

4 天地通话

11月9日，中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平来到中国载人航天工程指挥中心，同景海鹏、陈冬通话。

通话前，景海鹏、陈冬开展了机械臂人机协同在轨维修技术试验。航天员精准完成一连串试验动作：手控机械臂移至预定位置、机械手和机械臂开始动作、机械臂复位、数据手套状态恢复……

人机协同在轨维修技术试验为世界首次，在轨开展用电动工具拧螺钉、拆除隔热材料等模拟拆卸设备的动作，通过探索人机协同作业模式，为空间机器人在轨服务积累经验。

中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平同天宫－2里的景海鹏、陈冬通话

5 太空中的生活

在本次任务的饮食供应方面，按照逐步向空间站任务食谱周期过渡的设计思路，丰富食品种类和品种，延长食谱周期，兼顾个性化特点，进一步提高了食谱的感官接受性。本次飞行任务，食谱周期由原先的4天延长至5天1个食谱周期，配置的航天食品达100余种，其中还有几种欧洲航天局（ESA）提供的欧洲食品，为空间站任务未来可能的国际合作飞行奠定基础。在食谱框架设计方面，充分考虑了营养搭配，并注意与飞行不同时段航天员生理反应和飞行任务负荷相匹配。

为适应飞行时间延长和工作种类的丰富，还新采取了“以周为单位”的6+1的工作制度，即每工作6天，休整1天，这也是空间站任务拟执行的作息制度；还进一步根据在轨工作需求，丰富了服装类型；按照航天员的个人需求配置个性化、多样化的休闲用品和资料，满足航天员个体的在轨休闲娱乐需求，也为驻留时间延长心理健康保障提供了有力措施。

同时，通过这次任务，在轨验证了长期在驻留保障的三大技术中的关键技术和新的技术。比如，在本次任务中，航天员首次在轨实现了利用跑台进行跑步的锻炼，验证了未来空间站航天员在轨跑步的方案。这些也是为将来跑台的研制和我们未来在轨的长期飞行跑台锻炼方案的设计提供了依据。

6 丰富的在轨实验/试验和科普活动

太空养蚕

此次太空飞行任务中，有6只可爱的“蚕宝宝”和航天员们一起进驻天宫，他们是科学家培育改良的品种“秋丰白玉”。“太空养蚕”是这次飞行任务中一个有趣的实验，这也是从“香港中学生太空搭载实验方案设计比赛”70多个实验中脱颖而出的获奖项目。入围的6只蚕宝宝中，有5只已经吐丝结茧，它们已被放到冷藏箱，和航天员们一起返回地球。

蚕宝宝穿特制“航天服”进入太空

景海鹏在天宫－2中“遛”蚕宝宝

另外2个来自“香港中学生太空搭载实验方案设计比赛”的获奖项目—“水膜反应”和“双摆实验”，都取得很好的效果。“水膜反应”实验顺利生成了薄膜；“双摆实验”完成了相关的运动影像的摄制。

太空种植

此次在轨共做了27天的植物实验，从第一天植物装置的组装，到浇水、在轨播种、铺地膜，所有的程序都由航天员亲自完成。这次是我国首次在太空人工栽培蔬菜。通过此次实验，验证了航天员在轨进行组装装置、播种、间苗、补水等一系列栽培技术。

脑机交互实验

生菜种植栽培装置（上）和太空种植的生菜（下）

脑机交互是采集被试者的脑电，提取特征，识别命令，进行控制。这是国际上首次在轨进行脑机交互技术空间适应性测试。

脑机交互将是未来人机交互的最高形态。航天员在太空环境完成复杂作业任务会受到极大的限制，脑机交互可以不依赖外周神经和运动系统，将航天员的思维活动转化为操作指令，同时又能监测航天员的脑力负荷等神经功能状态，实现人机互适应，减轻作业负荷，是最为理想的人机交互方式。而太空脑机交互实验，就是对这一技术在轨适用性的最为关键的验证。

天地联讲科普课

在驻留在天宫－2空间实验室期间，景海鹏、陈冬与地面上的航天员王亚平一起为全国青少年小朋友录制了一堂“太空科普课”，这也是世界航天史上第一堂“天地联讲科普课”。

航天员在太空展示太空邮局纪念品（左）和共青团中央中国青年志愿者旗帜（右）

科普课的主题是“太空一日”。3位航天员分别在太空和地面向观众介绍在太空中工作和生活的一天。景海鹏和陈冬回答了小朋友们的问题，并表演了在失重环境下远程喂投食物、打太极拳、倒立等高难度动作。

此外，航天员在太空还进行了太空邮局纪念品展示、共青团中央中国青年志愿者旗帜展示以及家书载梦等颇具意义的科普展示活动。

7 “神舟”告别“天宫”

11月17日，景海鹏和陈冬进行撤离天宫－2的准备工作。组合体分离前，航天员在地面科技人员的配合下，为返回做了三方面的工作：一是在轨产生的实验数据的回收；二是舱内环境的清理；三是离开天宫－2之前进行状态设置。

数据收集和样本回收，包括在天宫－2上做的实验数据、在太空栽培的生菜、结茧的蚕，以及航天员在太空中采集的尿液、唾液等样品，这些要放到神舟-11返回舱里带回地面。

舱内环境整理，包括航天员带过去的生活用品、实验用品和锻炼用的自行车，有些要带回地球，有些东西就留在了天宫－2中。

残余食品垃圾、卫生用品垃圾以及实验产生的一些垃圾，都要放入压缩袋，打包放到轨道舱里，然后随轨道舱坠入大气层销毁。

之后二人返回到飞船，进入到返回舱。2个航天器分离后，神舟－11飞船首先撤离至120m停泊点保持位置，状态确认正常后，在地面指令控制下逐渐远离天宫－2空间实验室。

8 成功着陆

11月18日13：59，神舟－11飞船返回舱在内蒙古中部成功着陆，执行飞行任务的航天员景海鹏、陈冬身体状态良好。

此次天宫－2和神舟－11载人飞行任务的圆满成功，标志着我国载人航天工程空间实验室阶段任务取得具有决定性意义的重要成果，为后续空间站建造运营奠定了更加坚实的基础。