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

10月16日凌晨，在100多盞聚光燈的照射下，酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心載人航天發(fā)射場(chǎng)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(mèng)想——翟志剛、王亞平、葉光富三位中國航天員乘神舟十三號(hào)再征太空，開始我國迄今為止時(shí)間最長的載人飛行。

作為中國空間站關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證階段的決勝之戰(zhàn)、收官之戰(zhàn)，和空間站在軌建設(shè)過程中承前啟后的關(guān)鍵之戰(zhàn)，神舟十三號(hào)開啟了中國空間站有人長期駐留的時(shí)代。中國載人航天事業(yè)再樹里程碑，中華民族在蒼茫宇宙間有了新的坐標(biāo)點(diǎn)。

發(fā)射——

一年兩連發(fā)，火箭“站立”時(shí)長創(chuàng)紀(jì)錄

執(zhí)行本次任務(wù)前，長征二號(hào)F遙十三運(yùn)載火箭作為中國航天史上首枚集應(yīng)急救援和發(fā)射任務(wù)于一身的火箭，剛剛結(jié)束了長達(dá)90天的應(yīng)急值班“站崗”。實(shí)際上，從“起立就位”算起，再加上發(fā)射準(zhǔn)備時(shí)間的話，這枚火箭足足“站”了5個(gè)多月，站立時(shí)長創(chuàng)中國火箭之最。

按照空間站關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證及建造階段任務(wù)安排，長二F遙運(yùn)載火箭需要采取“發(fā)射1發(fā)、備份1發(fā)”即“滾動(dòng)備份”發(fā)射模式。長二F遙十三火箭在遙十二火箭發(fā)射后作為備份進(jìn)行應(yīng)急救援值班，在神舟十三號(hào)任務(wù)中執(zhí)行應(yīng)急轉(zhuǎn)正常任務(wù)的發(fā)射。

長征二號(hào)F遙火箭總體主任設(shè)計(jì)師常武權(quán)說：“本次任務(wù)中，我們?cè)诒ＷC可靠性的前提下，探索實(shí)施了兩發(fā)火箭發(fā)射場(chǎng)流程的并行與優(yōu)化，預(yù)計(jì)可以將發(fā)射準(zhǔn)備時(shí)間縮短20%左右。另外，我們還為全新的測(cè)發(fā)流程進(jìn)行了技術(shù)儲(chǔ)備?！?/p>

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

常武權(quán)介紹，長二F遙火箭不僅在今明兩年計(jì)劃執(zhí)行4次發(fā)射任務(wù)，未來幾年，還將繼續(xù)以每年兩發(fā)的高頻率執(zhí)行發(fā)射任務(wù)，在我國空間站在軌建造、運(yùn)營過程中擔(dān)綱重任，可以說“今后一年兩發(fā)會(huì)成為常態(tài)”。

高密度任務(wù)常態(tài)化執(zhí)行也給酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心載人航天發(fā)射場(chǎng)帶來了挑戰(zhàn)。

酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心高級(jí)工程師賀鵬舉說：“按照‘滾動(dòng)備份’模式，在飛行任務(wù)執(zhí)行之前，發(fā)射場(chǎng)要完成待命救援飛船和火箭的準(zhǔn)備，具備待命發(fā)射狀態(tài)。按照航天員在軌飛行6個(gè)月，我們需要執(zhí)行兩次載人飛行發(fā)射任務(wù)，意味著要完成四個(gè)輪次的飛船和火箭測(cè)試。”救援發(fā)射值班狀態(tài)的火箭和飛船還需要長期保持技術(shù)狀態(tài)，定期開展測(cè)試檢查和性能維護(hù)。

賀鵬舉說：“在待命狀態(tài)解除之后，我們必須立即進(jìn)行技術(shù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換，按照正式飛行任務(wù)狀態(tài)開始全系統(tǒng)、全流程的全面檢查，確保經(jīng)過長期停放的飛船和火箭不帶任何故障?！?/p>

任務(wù)——

與神舟十二號(hào)任務(wù)大不同

中國載人航天工程新聞發(fā)言人、中國載人航天工程辦公室副主任林西強(qiáng)介紹，在完成神舟十三號(hào)載人飛行任務(wù)及工程全系統(tǒng)綜合評(píng)估后，工程將全面轉(zhuǎn)入空間站建造階段。

空間站建造階段共規(guī)劃實(shí)施6次飛行任務(wù)，包括天舟四號(hào)貨運(yùn)飛船、神舟十四號(hào)載人飛行任務(wù)、問天實(shí)驗(yàn)艙發(fā)射任務(wù)、夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙發(fā)射任務(wù)、天舟五號(hào)貨運(yùn)飛船、神舟十五號(hào)載人飛行任務(wù)。其間，問天實(shí)驗(yàn)艙和夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙將與天和核心艙對(duì)接，進(jìn)行艙段轉(zhuǎn)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(hào)載人飛行任務(wù)是空間站關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證階段第六次飛行任務(wù)，是該階段的決勝之戰(zhàn)、收官之戰(zhàn)，也是空間站在軌建設(shè)過程中承前啟后的關(guān)鍵之戰(zhàn)。

與神舟十二號(hào)任務(wù)相比，神舟十三號(hào)任務(wù)主要有六大不同：一是載人飛船將采用自主快速交會(huì)對(duì)接的方式，首次徑向停靠空間站;二是屆時(shí)中國空間站將實(shí)現(xiàn)核心艙、2艘貨運(yùn)飛船、1艘載人飛船共4個(gè)飛行器組合體運(yùn)行;三是航天員將首次在軌駐留6個(gè)月，這也是空間站運(yùn)營期間航天員乘組常態(tài)化駐留周期;四是中國女航天員將首次進(jìn)駐中國空間站，航天員王亞平會(huì)成為中國首位實(shí)施出艙活動(dòng)的女航天員，而神舟十三號(hào)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(hào)任務(wù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步開展更多的空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)與技術(shù)試驗(yàn)，產(chǎn)出高水平科學(xué)成果;六是實(shí)施任務(wù)的飛船、火箭均在發(fā)射場(chǎng)直接由應(yīng)急待命的備份狀態(tài)轉(zhuǎn)為發(fā)射狀態(tài)。

林西強(qiáng)說，載人航天作為有人參與的航天探索活動(dòng)，空間站作為國家級(jí)太空實(shí)驗(yàn)室，蘊(yùn)含著得天獨(dú)厚、極為豐富的科普教育資源，對(duì)廣大民眾特別是青少年具有極大吸引力。在總結(jié)和發(fā)展載人航天科普工作有益經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，在此次任務(wù)中，工程總體策劃了形式更加多樣的科普教育活動(dòng)，航天員王亞平將為大家?guī)怼疤帐谡n”第二課。

飛船——

采用自主快速交會(huì)對(duì)接，首次徑向停靠空間站

神舟十三號(hào)載人飛船在發(fā)射后6.5小時(shí)后，采用自主快速交會(huì)對(duì)接模式，成功對(duì)接于天和核心艙徑向端口。與此前已對(duì)接的天舟二號(hào)、天舟三號(hào)貨運(yùn)飛船一起，構(gòu)成了四艙（船）組合體。隨后，3名航天員從神舟十三號(hào)載人飛船順利進(jìn)入天和核心艙。

自神舟八號(hào)飛船任務(wù)以來，5艘飛船與目標(biāo)均為軸向?qū)?，即從水平方向與核心艙對(duì)接。神舟十三號(hào)首次與49噸級(jí)的空間站組合體進(jìn)行徑向?qū)?，徑向與軸向的夾角呈90度。

據(jù)介紹，徑向交會(huì)對(duì)接有“三大難點(diǎn)”。一是持續(xù)控制姿態(tài)和軌道“難”。對(duì)于前向、后向交會(huì)對(duì)接，其200米保持點(diǎn)是一個(gè)穩(wěn)定的保持點(diǎn)，即使發(fā)動(dòng)機(jī)不工作，飛船也能較長時(shí)間保持穩(wěn)定的姿態(tài)和軌道。而徑向交會(huì)沒有穩(wěn)定的中途停泊點(diǎn)，需要持續(xù)對(duì)飛船的姿態(tài)和軌道進(jìn)行控制，推進(jìn)劑消耗大，故障處置難。

二是姿態(tài)和相對(duì)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(yù)設(shè)的標(biāo)志點(diǎn)等來確定自己的飛行姿態(tài)、與空間站的相對(duì)姿態(tài)、相對(duì)位置等。徑向交會(huì)過程中，飛船由平飛轉(zhuǎn)豎飛，大范圍的姿態(tài)機(jī)動(dòng)對(duì)“眼睛”能看到目標(biāo)和保證“眼睛”不被復(fù)雜光照變化所干擾，提出更高要求。

據(jù)介紹，神舟十三號(hào)在徑向?qū)涌谕？繒r(shí)，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(dǎo)致載人飛船在光照區(qū)供電能力受到影響，需要空間站為飛船并網(wǎng)供電。軌道艙配電器為了滿足長期?？浚畲蟛⒕W(wǎng)供電能力需達(dá)到1400W。

三是航天員手控交會(huì)模式“難”。徑向交會(huì)對(duì)接過程中基本失去了地球的參照基準(zhǔn)，測(cè)控條件變差，且相對(duì)動(dòng)力學(xué)運(yùn)動(dòng)特性與前向交會(huì)不同。

中國航天科技集團(tuán)八院載人飛船系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師張崇峰介紹，對(duì)接機(jī)構(gòu)分為主動(dòng)對(duì)接機(jī)構(gòu)和被動(dòng)對(duì)接機(jī)構(gòu)。神舟載人飛船、天舟貨運(yùn)飛船以及后續(xù)將發(fā)射的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)艙，均配置了對(duì)接機(jī)構(gòu)主動(dòng)端，天和核心艙共配置了5個(gè)被動(dòng)對(duì)接口，它們被稱為“對(duì)接五兄弟”。

身處太空，“對(duì)接五兄弟”長時(shí)間暴露在空間輻射環(huán)境，需承受約88 000次、超過200℃的高低溫循環(huán)及低軌空間原子氧的剝蝕，經(jīng)過多頻次的對(duì)接與分離后，仍需確保安全可靠，這對(duì)技術(shù)的要求極高。

航天員——

在軌飛行6個(gè)月，身心素質(zhì)將接受更大挑戰(zhàn)

在軌駐留長達(dá)6個(gè)月，同時(shí)管理天和核心艙、神舟十三號(hào)載人飛船、天舟二號(hào)、天舟三號(hào)形成的組合體，這對(duì)神舟十三號(hào)飛行乘組來講，無論是身心素質(zhì)還是技術(shù)能力，都將經(jīng)受更大挑戰(zhàn)。

飛行時(shí)間大大延長、身處特殊環(huán)境、任務(wù)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(tǒng)、肌肉和骨骼系統(tǒng)等失重生理效應(yīng)更加凸顯。

載人航天工程航天員系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師、航天員科研訓(xùn)練中心研究員黃偉芬說：“比如，航天員出現(xiàn)睡眠障礙、疲勞、感染、胃腸道病癥及心血管功能調(diào)節(jié)等不適問題和應(yīng)急醫(yī)學(xué)問題的概率會(huì)增高?！贝送猓L時(shí)間工作生活在狹小、密閉、隔離、振動(dòng)、噪聲等復(fù)雜特殊環(huán)境中，航天員也可能面臨睡眠狀態(tài)變化、身心負(fù)荷過重等情況，心理狀態(tài)甚至工作能力都會(huì)受到影響。

針對(duì)這些挑戰(zhàn)要求，航天員系統(tǒng)在選拔訓(xùn)練，健康、工作、生活等駐留保障技術(shù)方面，進(jìn)行了充分研究和準(zhǔn)備。黃偉芬說：“根據(jù)不同時(shí)期、不同個(gè)體的身心特點(diǎn)，我們著力強(qiáng)化了每月對(duì)航天員健康狀態(tài)的定期全面評(píng)估，及時(shí)調(diào)整航天員失重防護(hù)鍛煉、營養(yǎng)配餐、心理支持等方案?！?/p>

值得一提的是，針對(duì)女航天員參加飛行任務(wù)，工程通過分析女航天員的身心特點(diǎn)和個(gè)體需求，重點(diǎn)從生活保障、健康保障等方面開展了針對(duì)性的設(shè)計(jì)，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(xùn)練計(jì)劃的基礎(chǔ)上，我們還安排了‘神十三’乘組與‘神十二’乘組進(jìn)行天地通話?！袷私M返回后，兩個(gè)乘組進(jìn)行了充分交流，‘神十二’乘組分享了在軌獲取的經(jīng)驗(yàn)和感受，特別是針對(duì)出艙活動(dòng)交流了天地差異以及注意事項(xiàng)。”黃偉芬說，“神十三”乘組對(duì)此開展了相應(yīng)訓(xùn)練，為提前進(jìn)入狀態(tài)、順利執(zhí)行任務(wù)打下基礎(chǔ)。

護(hù)航——

最快8.5天應(yīng)急救援發(fā)射

在神舟十三號(hào)成功發(fā)射的同時(shí)，由航天科技集團(tuán)五院抓總研制的神舟十四號(hào)載人飛船也已經(jīng)完成發(fā)射前的全部工作，進(jìn)入應(yīng)急發(fā)射待命狀態(tài)。五院神舟團(tuán)隊(duì)在6個(gè)月的時(shí)間里經(jīng)受住了三船工作并行開展的艱巨考驗(yàn)。

作為航天員實(shí)現(xiàn)天地往返的“生命之舟”，研制團(tuán)隊(duì)開創(chuàng)了天地結(jié)合的應(yīng)急救援任務(wù)模式，即每次有兩艘飛船進(jìn)場(chǎng)，由后一艘飛船作為突發(fā)情況的生命救援之舟，具備8.5天應(yīng)急發(fā)射進(jìn)行太空救援的能力。

最快8.5天的應(yīng)急救援發(fā)射如何實(shí)現(xiàn)？事實(shí)上，8.5天應(yīng)急救援發(fā)射流程，其中還包括48個(gè)小時(shí)的人員集結(jié)和準(zhǔn)備工作時(shí)間。48個(gè)小時(shí)看似不短，但一支幾百人的試驗(yàn)隊(duì)里，隊(duì)員來自天南海北，把這么多人在兩天內(nèi)輸送到一線遠(yuǎn)比想象中困難。

長征二號(hào)F運(yùn)載火箭調(diào)度系統(tǒng)專門制定了一個(gè)名單，所有預(yù)備作為應(yīng)急救援發(fā)射試驗(yàn)隊(duì)隊(duì)員的人都在這個(gè)名單上。根據(jù)應(yīng)急救援方案，兩個(gè)小時(shí)內(nèi)調(diào)度人員要到崗組建試驗(yàn)隊(duì)，一個(gè)小時(shí)要通知到全員。

另外，接到指令的時(shí)間具有高度的不確定性，可能在白天大家上班時(shí)，可能在某天深夜，也可能在一個(gè)節(jié)假日，為應(yīng)急發(fā)射流程的管理又增加了難度。為了解決這個(gè)問題，調(diào)度系統(tǒng)在規(guī)劃人員基本集結(jié)路線的基礎(chǔ)上，制定了各種路線預(yù)案。比如一個(gè)隊(duì)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(duì)員都能夠在規(guī)定時(shí)間內(nèi)到崗。

與此同時(shí)，調(diào)度人員還需要將備份產(chǎn)品、試驗(yàn)設(shè)備、辦公用品、防護(hù)用品等各類必需的物資組織到位，以及協(xié)調(diào)發(fā)射場(chǎng)提前開始準(zhǔn)備工作。也就是說，從接到指令起48個(gè)小時(shí)里，調(diào)度系統(tǒng)將做到讓全體試驗(yàn)隊(duì)員穿上工作服，投入發(fā)射場(chǎng)工作。

這個(gè)過程中，火箭團(tuán)隊(duì)是以30分鐘為一個(gè)計(jì)數(shù)周期，每兩個(gè)小時(shí)為一個(gè)工作階段。不僅如此，每一項(xiàng)工作步驟都細(xì)化到工作時(shí)間、累計(jì)工作時(shí)間、所需崗位及人數(shù)、人員所屬中隊(duì)、定位廠房，安排得“明明白白”。（本刊綜合）