逐夢(mèng)九霄 再赴天宮

　　烈焰升騰，劃破戈壁長(zhǎng)空。10月31日23時(shí)44分，長(zhǎng)二F火箭托舉神舟二十一號(hào)載人飛船，將張陸、武飛、張洪章3名航天員精準(zhǔn)送入預(yù)定軌道，發(fā)射任務(wù)圓滿成功。

　　挑戰(zhàn)3.5小時(shí)快速交會(huì)對(duì)接

　　此次任務(wù)最引人矚目的，無(wú)疑是神舟飛船首次在載人狀態(tài)下挑戰(zhàn)實(shí)施3.5小時(shí)自主快速交會(huì)對(duì)接。

　　此前，神舟八號(hào)與天宮一號(hào)空間實(shí)驗(yàn)站交會(huì)對(duì)接，用時(shí)兩天；神舟十二號(hào)至神舟二十號(hào)，采用6.5小時(shí)交會(huì)對(duì)接模式。如今，神舟二十一號(hào)挑戰(zhàn)3.5小時(shí)交會(huì)對(duì)接，力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)航天技術(shù)創(chuàng)新的又一次重大跨越。

　　交會(huì)對(duì)接通常分為遠(yuǎn)程導(dǎo)引和近程導(dǎo)引兩個(gè)階段。負(fù)責(zé)導(dǎo)引的關(guān)鍵系統(tǒng)名為GNC（制導(dǎo)、導(dǎo)航與控制），被稱為飛船的“智慧大腦”。

　　從6.5小時(shí)到3.5小時(shí)，背后主要是3個(gè)層面的關(guān)鍵技術(shù)優(yōu)化：一是遠(yuǎn)程導(dǎo)引段中，飛船繞地球飛行由3圈減為2圈；二是縮短了近程導(dǎo)引段的初始距離，讓飛船在更近的“起跑線”開始其最終的精準(zhǔn)機(jī)動(dòng)，壓縮最后一程的耗時(shí)；三是對(duì)遠(yuǎn)程導(dǎo)引的末段和近程導(dǎo)引的初段進(jìn)行了統(tǒng)一優(yōu)化，在可能存在目標(biāo)軌道誤差過大的情況下也可以導(dǎo)引出正確軌跡，避免軌跡安全性問題。

　　為保障交會(huì)對(duì)接成功，GNC系統(tǒng)可在3.5小時(shí)交會(huì)對(duì)接模式和6.5小時(shí)交會(huì)對(duì)接模式之間進(jìn)行切換。中國(guó)航天科技集團(tuán)五院專家表示，任務(wù)期間，飛船會(huì)在多個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)對(duì)飛船狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估判斷。

　　專家表示，3.5小時(shí)交會(huì)對(duì)接，能夠極大增強(qiáng)我國(guó)空間站任務(wù)規(guī)劃的靈活性和應(yīng)急響應(yīng)能力。具體來(lái)說(shuō)，這種模式能夠減少遠(yuǎn)程導(dǎo)引段軌控次數(shù)和飛行圈次，縮短近程導(dǎo)引飛行時(shí)間；同時(shí)，減少航天員飛行壓力，縮短航天員在艙內(nèi)的等待時(shí)間，并減少對(duì)電池燃料等需求，提升任務(wù)整體應(yīng)對(duì)故障的能力。

　　分系統(tǒng)環(huán)環(huán)相扣各司其職

　　神舟奔赴空間站，背后是一張由眾多分系統(tǒng)構(gòu)成的保障網(wǎng)絡(luò)。

　　從火箭系統(tǒng)來(lái)看，神舟二十一號(hào)載人飛船要挑戰(zhàn)3.5小時(shí)快速交會(huì)對(duì)接，對(duì)入軌精度提出了近乎苛刻的要求。為確保入軌精度，讓飛船被火箭放置在與空間站軌道高度契合的“快車道”上，執(zhí)行此次任務(wù)的長(zhǎng)二F火箭實(shí)施了近20項(xiàng)技術(shù)狀態(tài)改進(jìn)，進(jìn)一步提升可靠性和安全性。

　　當(dāng)飛船在太空中依靠穩(wěn)定的能源進(jìn)行機(jī)動(dòng)時(shí)，確保其“不迷路、不失聯(lián)”的，是強(qiáng)大的測(cè)控與通信系統(tǒng)。這套系統(tǒng)，由遍布全球的地面站、高懸于太空的數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星“天鏈”、安裝在飛船和空間站上的眾多通信設(shè)備共同構(gòu)成。中國(guó)電子科技集團(tuán)項(xiàng)目總師張清源表示，其中的激光雷達(dá)可實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)切換和多目標(biāo)識(shí)別等功能，確保精準(zhǔn)完成交會(huì)對(duì)接。

　　當(dāng)飛船與空間站翩然共舞至“最后一厘米”時(shí)，由中國(guó)航天科技集團(tuán)八院研制的對(duì)接機(jī)構(gòu)將派上用場(chǎng)。其核心技術(shù)在于能夠吸收、消耗兩個(gè)航天器在對(duì)接瞬間產(chǎn)生的碰撞能量，并實(shí)現(xiàn)柔順、精準(zhǔn)的捕獲與鎖緊。

　　分系統(tǒng)環(huán)環(huán)相扣、各司其職，構(gòu)成了一個(gè)高度集成、反應(yīng)敏捷的天地一體化保障體系，共同托舉起神箭、神舟一次次成功的飛行。

　　將小鼠送上中國(guó)空間站

　　此次任務(wù)，是我國(guó)空間站首次開展嚙齒類動(dòng)物在軌飼養(yǎng)及實(shí)驗(yàn)研究。

　　中國(guó)科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心專家介紹，實(shí)驗(yàn)樣品為4只小鼠，雌雄各2只，經(jīng)由嚴(yán)格的地面篩選和訓(xùn)練，能適應(yīng)太空微重力環(huán)境。小鼠在軌飼養(yǎng)5至7天后返回地面，繼續(xù)開展進(jìn)一步的科學(xué)研究。

　　專家表示，小鼠具有與人類基因同源性高、體型小、繁殖周期短等優(yōu)勢(shì)，是開展空間生理、病理及生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖研究的重要?jiǎng)游锬Ｐ汀?/p>

　　研究小鼠的主要目標(biāo)，是建立哺乳動(dòng)物天地研究全流程的實(shí)驗(yàn)體系、驗(yàn)證小鼠空間飼養(yǎng)的核心關(guān)鍵技術(shù)、探索研究小鼠各器官系統(tǒng)對(duì)空間微重力環(huán)境的應(yīng)激響應(yīng)，為系統(tǒng)開展哺乳動(dòng)物空間科學(xué)研究奠定重要基礎(chǔ)。

　　本次任務(wù)還充分考慮發(fā)揮載荷專家的專業(yè)優(yōu)勢(shì)，在軌開展“面向空間應(yīng)用的鋰離子電池電化學(xué)光學(xué)原位研究”。專家表示，研究鋰離子電池在太空環(huán)境下的性能演化規(guī)律，能夠?yàn)楹罄m(xù)任務(wù)中鋰離子電池研制和高可靠應(yīng)用提供重要理論支撐。

來(lái)源：人民網(wǎng)