九霄逐梦 神舟再问天

时隔仅1个月，天和核心舱又迎来新“太空出差三人组”。10月16日0时23分，长征二号F遥十三运载火箭从酒泉卫星发射中心起飞，成功将载有3名航天员的神舟十三号载人飞船送入预定轨道。航天员进驻核心舱后，将按照天地同步作息制度进行工作生活，6个月后，搭乘飞船返回东风着陆场。

10月16日凌晨，在100多盏聚光灯的照射下，酒泉卫星发射中心载人航天发射场灯火通明。灯火之外的暗夜里，隐没着无边无尽的广阔大地。

比大地还要广阔的是天空。秋夜星河灿烂，其中最亮的那组“星”，无疑是中国空间站。

比天空更加广阔的，是人的胸怀与梦想——翟志刚、王亚平、叶光富三位中国航天员乘神舟十三号再征太空，开始我国迄今为止时间最长的载人飞行。

作为中国空间站关键技术验证阶段的决胜之战、收官之战，和空间站在轨建设过程中承前启后的关键之战，神舟十三号开启了中国空间站有人长期驻留的时代。中国载人航天事业再树里程碑，中华民族在苍茫宇宙间有了新的坐标点。

发射——

一年两连发，火箭“站立”时长创纪录

执行本次任务前，长征二号F遥十三运载火箭作为中国航天史上首枚集应急救援和发射任务于一身的火箭，刚刚结束了长达90天的应急值班“站岗”。实际上，从“起立就位”算起，再加上发射准备时间的话，这枚火箭足足“站”了5个多月，站立时长创中国火箭之最。

按照空间站关键技术验证及建造阶段任务安排，长二F遥运载火箭需要采取“发射1发、备份1发”即“滚动备份”发射模式。长二F遥十三火箭在遥十二火箭发射后作为备份进行应急救援值班，在神舟十三号任务中执行应急转正常任务的发射。

长征二号F遥火箭总体主任设计师常武权说：“本次任务中，我们在保证可靠性的前提下，探索实施了两发火箭发射场流程的并行与优化，预计可以将发射准备时间缩短20%左右。另外，我们还为全新的测发流程进行了技术储备。”

一年完成两次载人发射，在中国载人航天工程的历史上尚属首次，而这还只是个开始。

常武权介绍，长二F遥火箭不仅在今明两年计划执行4次发射任务，未来几年，还将继续以每年两发的高频率执行发射任务，在我国空间站在轨建造、运营过程中担纲重任，可以说“今后一年两发会成为常态”。

高密度任务常态化执行也给酒泉卫星发射中心载人航天发射场带来了挑战。

酒泉卫星发射中心高级工程师贺鹏举说：“按照‘滚动备份’模式，在飞行任务执行之前，发射场要完成待命救援飞船和火箭的准备，具备待命发射状态。按照航天员在轨飞行6个月，我们需要执行两次载人飞行发射任务，意味着要完成四个轮次的飞船和火箭测试。”救援发射值班状态的火箭和飞船还需要长期保持技术状态，定期开展测试检查和性能维护。

贺鹏举说：“在待命状态解除之后，我们必须立即进行技术状态转换，按照正式飞行任务状态开始全系统、全流程的全面检查，确保经过长期停放的飞船和火箭不带任何故障。”

任务——

与神舟十二号任务大不同

中国载人航天工程新闻发言人、中国载人航天工程办公室副主任林西强介绍，在完成神舟十三号载人飞行任务及工程全系统综合评估后，工程将全面转入空间站建造阶段。

空间站建造阶段共规划实施6次飞行任务，包括天舟四号货运飞船、神舟十四号载人飞行任务、问天实验舱发射任务、梦天实验舱发射任务、天舟五号货运飞船、神舟十五号载人飞行任务。其间，问天实验舱和梦天实验舱将与天和核心舱对接，进行舱段转位，中国将在2022年底前完成空间站三舱组合体建造。

神舟十三号载人飞行任务是空间站关键技术验证阶段第六次飞行任务，是该阶段的决胜之战、收官之战，也是空间站在轨建设过程中承前启后的关键之战。

与神舟十二号任务相比，神舟十三号任务主要有六大不同：一是载人飞船将采用自主快速交会对接的方式，首次径向停靠空间站;二是届时中国空间站将实现核心舱、2艘货运飞船、1艘载人飞船共4个飞行器组合体运行;三是航天员将首次在轨驻留6个月，这也是空间站运营期间航天员乘组常态化驻留周期;四是中国女航天员将首次进驻中国空间站，航天员王亚平会成为中国首位实施出舱活动的女航天员，而神舟十三号乘组也将包括中国首次出舱的男女航天员;五是在神舟十二号任务的基础上，进一步开展更多的空间科学实验与技术试验，产出高水平科学成果;六是实施任务的飞船、火箭均在发射场直接由应急待命的备份状态转为发射状态。

林西强说，载人航天作为有人参与的航天探索活动，空间站作为国家级太空实验室，蕴含着得天独厚、极为丰富的科普教育资源，对广大民众特别是青少年具有极大吸引力。在总结和发展载人航天科普工作有益经验的基础上，在此次任务中，工程总体策划了形式更加多样的科普教育活动，航天员王亚平将为大家带来“太空授课”第二课。

飞船——

采用自主快速交会对接，首次径向停靠空间站

神舟十三号载人飞船在发射后6.5小时后，采用自主快速交会对接模式，成功对接于天和核心舱径向端口。与此前已对接的天舟二号、天舟三号货运飞船一起，构成了四舱（船）组合体。随后，3名航天员从神舟十三号载人飞船顺利进入天和核心舱。

自神舟八号飞船任务以来，5艘飞船与目标均为轴向对接，即从水平方向与核心舱对接。神舟十三号首次与49吨级的空间站组合体进行径向对接，径向與轴向的夹角呈90度。

据介绍，径向交会对接有“三大难点”。一是持续控制姿态和轨道“难”。对于前向、后向交会对接，其200米保持点是一个稳定的保持点，即使发动机不工作，飞船也能较长时间保持稳定的姿态和轨道。而径向交会没有稳定的中途停泊点，需要持续对飞船的姿态和轨道进行控制，推进剂消耗大，故障处置难。

二是姿态和相对位置确定“难”。神舟载人飞船配有敏感器，如同飞船的眼睛，通过观察星星和预设的标志点等来确定自己的飞行姿态、与空间站的相对姿态、相对位置等。径向交会过程中，飞船由平飞转竖飞，大范围的姿态机动对“眼睛”能看到目标和保证“眼睛”不被复杂光照变化所干扰，提出更高要求。

据介绍，神舟十三号在径向对接口停靠时，太阳能帆板长期被空间站大型柔性太阳电池翼和大柱段舱体遮挡，导致载人飞船在光照区供电能力受到影响，需要空间站为飞船并网供电。轨道舱配电器为了满足长期停靠，最大并网供电能力需达到1400W。

三是航天员手控交会模式“难”。径向交会对接过程中基本失去了地球的参照基准，测控条件变差，且相对动力学运动特性与前向交会不同。

中国航天科技集团八院载人飞船系统副总设计师张崇峰介绍，对接机构分为主动对接机构和被动对接机构。神舟载人飞船、天舟货运飞船以及后续将发射的两个实验舱，均配置了对接机构主动端，天和核心舱共配置了5个被动对接口，它们被称为“对接五兄弟”。

身处太空，“对接五兄弟”长时间暴露在空间辐射环境，需承受约88 000次、超过200℃的高低温循环及低轨空间原子氧的剥蚀，经过多频次的对接与分离后，仍需确保安全可靠，这对技术的要求极高。

航天员——

在轨飞行6个月，身心素质将接受更大挑战

在轨驻留长达6个月，同时管理天和核心舱、神舟十三号载人飞船、天舟二号、天舟三号形成的组合体，这对神舟十三号飞行乘组来讲，无论是身心素质还是技术能力，都将经受更大挑战。

飞行时间大大延长、身处特殊环境、任务量增加等因素相互作用，将影响航天员的身心健康，心血管系统、肌肉和骨骼系统等失重生理效应更加凸显。

载人航天工程航天员系统总设计师、航天员科研训练中心研究员黄伟芬说：“比如，航天员出现睡眠障碍、疲劳、感染、胃肠道病症及心血管功能调节等不适问题和应急医学问题的概率会增高。”此外，长时间工作生活在狭小、密闭、隔离、振动、噪声等复杂特殊环境中，航天员也可能面临睡眠状态变化、身心负荷过重等情况，心理状态甚至工作能力都会受到影响。

针对这些挑战要求，航天员系统在选拔训练，健康、工作、生活等驻留保障技术方面，进行了充分研究和准备。黄伟芬说：“根据不同时期、不同个体的身心特点，我们着力强化了每月对航天员健康状态的定期全面评估，及时调整航天员失重防护锻炼、营养配餐、心理支持等方案。”

值得一提的是，针对女航天员参加飞行任务，工程通过分析女航天员的身心特点和个体需求，重点从生活保障、健康保障等方面开展了针对性的设计，以确保女航天员长期飞行、健康生活、高效工作。

“在完成既定训练计划的基础上，我们还安排了‘神十三’乘组与‘神十二’乘组进行天地通话。‘神十二’乘组返回后，两个乘组进行了充分交流，‘神十二’乘组分享了在轨获取的经验和感受，特别是针对出舱活动交流了天地差异以及注意事项。”黄伟芬说，“神十三”乘组对此开展了相应训练，为提前进入状态、顺利执行任务打下基础。

护航——

最快8.5天应急救援发射

在神舟十三号成功发射的同时，由航天科技集团五院抓总研制的神舟十四号载人飞船也已经完成发射前的全部工作，进入应急发射待命状态。五院神舟团队在6个月的时间里经受住了三船工作并行开展的艰巨考验。

作为航天员实现天地往返的“生命之舟”，研制团队开创了天地结合的应急救援任务模式，即每次有两艘飞船进场，由后一艘飞船作为突发情况的生命救援之舟，具备8.5天应急发射进行太空救援的能力。

最快8.5天的应急救援发射如何实现？事实上，8.5天应急救援发射流程，其中还包括48个小时的人员集结和准备工作时间。48个小时看似不短，但一支几百人的试验队里，队员来自天南海北，把这么多人在两天内输送到一线远比想象中困难。

长征二号F运载火箭调度系统专门制定了一个名单，所有预备作为应急救援发射试验队队员的人都在这个名单上。根据应急救援方案，两个小时内调度人员要到岗组建试验队，一个小时要通知到全员。

另外，接到指令的时间具有高度的不确定性，可能在白天大家上班时，可能在某天深夜，也可能在一个节假日，为应急发射流程的管理又增加了难度。为了解决这个问题，调度系统在规划人员基本集结路线的基础上，制定了各种路线预案。比如一个队员所在的城市航班比较少，那就提前安排好车辆将他送到临近的大城市，以此确保每一名队员都能夠在规定时间内到岗。

与此同时，调度人员还需要将备份产品、试验设备、办公用品、防护用品等各类必需的物资组织到位，以及协调发射场提前开始准备工作。也就是说，从接到指令起48个小时里，调度系统将做到让全体试验队员穿上工作服，投入发射场工作。

这个过程中，火箭团队是以30分钟为一个计数周期，每两个小时为一个工作阶段。不仅如此，每一项工作步骤都细化到工作时间、累计工作时间、所需岗位及人数、人员所属中队、定位厂房，安排得“明明白白”。（本刊综合）