∕沈羨云

2021年10月16日，神舟十三號載人飛船成功發(fā)射，開啟了中國迄今時間最長的載人飛行。3位航天員翟志剛、王亞平、葉光富踏上為期半年的太空之旅，中國空間站也迎來第二批航天員及首位女航天員。神舟十三號載人飛船實現(xiàn)多個首次：首次與3艙組合體自主快速徑向交會對接;首次長期在軌停靠6個月，實現(xiàn)4個載人航天器形成的組合體的長期在軌飛行;首次具備天地結合、多重保證的應急救援能力等。

主要任務

神舟十三號載人飛行任務是空間站關鍵技術驗證階段第6次飛行任務，也是該階段最后一次飛行任務。在長達6個月的太空生活中，航天員完成了以下5方面的任務：

1.開展機械臂輔助艙段轉位、手控遙操作等空間站組裝建造關鍵技術試驗;

2.進行2、3次出艙活動，安裝大小機械臂雙臂組合轉接件及懸掛裝置，為后續(xù)空間站建造任務做準備;

3.進一步驗證航天員在軌駐留6個月的健康、生活和工作保障技術;

4.進行航天醫(yī)學、微重力物理領域等科學技術實驗與應用，開展多樣化科普教育活動;

5.全面考核工程各系統(tǒng)執(zhí)行空間站任務的功能、性能，以及系統(tǒng)間的匹配性。

緊急撤離演練

至2021年 11月7日， 神舟十三號航天員乘組已在軌工作、生活了20余天。這些天，3名航天員的工作緊張而有序，先后開展了貨運飛船物資轉移、空間站組合體管理、新上行艙外服啟封和測試、在軌醫(yī)學檢查、失重防護鍛煉等日常工作，并進行了機械臂操作、醫(yī)療救護演練等在軌訓練項目。11月7日，神舟十三號3名航天員除了為首次出艙任務做準備，他們還進行了首次在軌緊急撤離演練。

太空環(huán)境復雜又危險，空間站面對的主要威脅之一是來自外部碎片的撞擊，萬一空間站被碎片擊穿了會發(fā)生什么？空間站外邊接近真空，站內(nèi)大約有1個大氣壓。假如最里邊的艙壁被擊穿，空氣會很快從破洞里向外噴射出去，就會造成空間站內(nèi)部氣壓下降。這一次演練主要是模擬核心艙遭遇撞擊，內(nèi)部產(chǎn)生了失壓的情況，3名航天員必須緊急撤離到神舟十三號返回艙中。這只是天宮空間站里一次例行演習，模擬遭受空間碎片撞擊后一整套的檢查、補救以及緊急撤離流程。

演練以空間站失壓報警開始，翟志剛迅速通過儀表進行判斷，葉光富則迅速打開應急氣瓶，確保艙內(nèi)壓力穩(wěn)定。把應急氣瓶打開后，兩名航天員馬上進行初步判斷哪個地方出現(xiàn)了泄漏。如果沒有發(fā)現(xiàn)漏洞的話，盡快去看看載人飛船有沒有泄漏，如果載人飛船沒有泄漏，要進行各自艙門關閉處置。最后，王亞平迅速關閉天舟二號和三號的艙門。3人緊密配合，用了幾分鐘的時間，就全部撤離到神舟十三號返回艙內(nèi)。整個演練天地配合順暢，處置快速得當。

這一次演練意義重大，不僅表現(xiàn)出我國空間站目前的各項緊急措施和方案準備妥當，也鍛煉了航天員的危機意識，即隨時需要在緊急情況中做出判斷和決策。

出艙活動

太空出艙被形容為“太空漫步”，是空間站時代航天員的必備技能，看似浪漫，卻充滿風險。在嚴酷的空間環(huán)境中，任何一點故障都可能導致出艙活動失敗，甚至威脅到航天員的身體健康和生命安全。太空出艙可謂神舟十三號航天員空間站任務的“重中之重”。

第一次出艙活動是在2021年11月7日，在完成緊急撤離演習后，神舟十三號航天員又投入緊張的出艙活動。翟志剛、王亞平身著我國新一代“飛天”艙外航天服，先后從天和核心艙節(jié)點艙成功出艙。這是中國首位出艙航天員翟志剛時隔13年后再次進行出艙活動，王亞平也成為中國首位進行出艙活動的女航天員，邁出了中國女性艙外太空行走第一步。其間，在艙內(nèi)的葉光富配合支持兩位出艙航天員開展艙外操作。

航天員出艙活動期間，天地間大力協(xié)同、艙內(nèi)外密切配合，約6.5小時后，神舟十三號航天員圓滿完成了機械臂懸掛裝置與轉接件安裝、艙外典型動作測試等出艙活動全部既定任務。在機械臂級聯(lián)裝置安裝過程中，首先安裝在核心艙艙壁上的懸掛裝置帶有巧妙的抱爪結構，用于捕獲和存放雙臂組合轉接件，并為它提供供電保證。懸掛裝置安裝完成后，翟志剛輕推雙臂組合轉接件進入卡口位置，懸掛裝置在指令遙控下，通過抱爪結構準確地將轉接件抓住，并將其“擁入懷中”。機械臂的安裝為后續(xù)實現(xiàn)“擎天巨臂”組合打下基礎。

翟志剛、王亞平安全返回天和核心艙后，與艙內(nèi)的葉光富激動地擁抱在了一起，出艙活動取得圓滿成功。這次出艙活動進一步檢驗了我國新一代艙外航天服的功能、性能，檢驗了航天員與機械臂協(xié)同工作的能力及出艙活動相關支持設備的可靠性與安全性。

第二次出艙活動是在2021年12月27日，翟志剛、葉光富再次成功出艙。無垠星空中，葉光富初次體驗太空出艙，翟志剛完成了他的第三次出艙，王亞平則在核心艙內(nèi)首次操控機械臂，支持兩位出艙航天員開展艙外作業(yè)。地面支持團隊的悉心守護和引導，艙內(nèi)外配合，加上艙外航天服的保護，讓神舟十三號航天員乘組圓滿完成長達6小時的第二次出艙任務，并為后續(xù)出艙活動進一步積累了經(jīng)驗。

艙外活動期間，航天員先后完成了全景相機C抬升、艙外作業(yè)點腳限位器安裝及相關工效驗證、攜物轉移驗證等任務，同時，進一步驗證了核心艙氣閘艙、艙外服、機械臂的功能、性能，進一步考核了出艙活動相關技術、艙內(nèi)外航天員協(xié)同以及天地協(xié)同能力，為后續(xù)出艙活動進一步積累了經(jīng)驗。

交會對接

2022年1月8日7時55分，經(jīng)過約2小時，神舟十三號航天員乘組在地面科技人員的密切協(xié)同下，在空間站核心艙內(nèi)采取手控遙操作方式，圓滿完成了天舟二號貨運飛船與空間站組合體交會對接試驗。 這是我國航天員首次在軌進行手控遙操作試驗。

試驗開始后，神舟十三號航天員乘組在核心艙發(fā)出控制指令，讓天舟二號先與核心艙分離，然后航天員手動控制整個貨運飛船的位置和姿態(tài)，撤到前向的一定距離，短暫停泊后，轉入平移靠攏段。然后，再次控制它與空間站對接，一直到鎖緊完成。 整個“駕駛”過程中，航天員的視角是從飛船“看向”空間站的，就如同航天員坐在貨運飛船里“開飛船”一樣。

遙操作交會對接試驗對于空間站的建造非常重要。載人飛船可以通過航天員駕駛飛船，手動操作與空間站完成對接。而貨運飛船則不同，一旦自動交會對接功能失效，貨運飛船將無法和空間站對接，導致任務失敗，所以貨運飛船必須具備遙控操作的功能，與自動交會對接技術互為備份。此次試驗，初步驗證了空間站與來訪飛行器手控遙操作系統(tǒng)的功能、性能以及天地間協(xié)同工作程序的合理性。

與載人飛船的手控交會對接相比，貨運飛船的手控遙操作有著自己的難點和特點。在操作的響應速度和運動的敏捷性上，載人飛船與貨運飛船有區(qū)別：載人飛船的手控如同“開轎車”，貨運飛船的手控遙操作則像“開貨車”。其原因有二：一是貨運飛船的手控遙操作需要把貨運飛船上攝像機“看到”的圖像傳到空間站，空間站上的航天員需要把指令傳回給貨運飛船，一來一回，就造成了航天員反應和執(zhí)行指令的延時;二是貨運飛船要比載人飛船重，平移加速度小，因此動作不敏捷。在以后的例行飛行中，交會對接將采用自控為主、手控為輔的方式，以減輕航天員的負荷。在自動控制出現(xiàn)故障或遭遇突發(fā)事件（如面臨軌道碎片碰撞危險）的情況下，航天員將手動介入，執(zhí)行飛行命令。

神舟十三號載人飛船已于2022年4月16日返回地面，隨后我國將再執(zhí)行6次發(fā)射任務，中國空間站將迎來問天實驗艙、夢天實驗艙以及神舟十四號載人飛船，此后中國空間站將由“建設階段”轉為“實用階段”，中國空間站也將對外開放，迎來外國航天員。

（李恒克摘自《百科知識》2022年第4期）