【環(huán)球時(shí)報(bào)-環(huán)球網(wǎng) 報(bào)道 記者 樊巍 張曉雅】10月31日23時(shí)44分，神舟二十一號(hào)載人飛船在長(zhǎng)征二號(hào)F運(yùn)載火箭的有力托舉下，搭乘著張陸、武飛、張洪章3名航天員，從酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心起飛升空。隨后，神舟二十一號(hào)載人飛船順利進(jìn)入預(yù)定軌道，發(fā)射任務(wù)取得圓滿(mǎn)成功。

將首次采用3.5小時(shí)快速交會(huì)對(duì)接方案

(資料圖)

神舟二十一號(hào)載人飛船是中國(guó)空間站進(jìn)入應(yīng)用與發(fā)展階段后的第6艘載人飛船，也是我國(guó)首艘采用3.5小時(shí)快速交會(huì)對(duì)接方案的載人飛船。中國(guó)航天科技集團(tuán)李喆在接受《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者采訪時(shí)介紹稱(chēng)，此次任務(wù)中，3.5小時(shí)快速交會(huì)對(duì)接方案進(jìn)一步提高了神舟飛船自主交會(huì)對(duì)接能力。相比神舟二十號(hào)6.5小時(shí)交會(huì)對(duì)接方案，此次任務(wù)減少了遠(yuǎn)距離導(dǎo)引段軌控次數(shù)和飛行圈次，縮短了近距離導(dǎo)引飛行時(shí)間。同時(shí)減少了航天員飛行壓力，減少了對(duì)電池燃料等需求，提升了任務(wù)整體應(yīng)對(duì)故障的能力，可實(shí)現(xiàn)全年任意日期發(fā)射，推動(dòng)了我國(guó)空間交會(huì)對(duì)接技術(shù)發(fā)展。

“神舟二十一號(hào)能夠?qū)⒖倳r(shí)間從6.5小時(shí)縮短至3.5小時(shí)，其技術(shù)關(guān)鍵主要體現(xiàn)在3個(gè)層面的優(yōu)化。”李喆介紹稱(chēng)，首先，要通過(guò)更精確的發(fā)射和入軌控制，使飛船進(jìn)入了一條初始相位差更小的軌道，使其繞飛更少的圈數(shù)、進(jìn)行更少的軌道調(diào)整就能與空間站“準(zhǔn)時(shí)”相會(huì)，從而大大節(jié)約時(shí)間成本。其次，縮短近程導(dǎo)引段的初始距離，讓飛船在更近的“起跑線(xiàn)”開(kāi)始其最終的精準(zhǔn)機(jī)動(dòng)，壓縮最后一程的耗時(shí)。另外，研制團(tuán)隊(duì)還對(duì)遠(yuǎn)程導(dǎo)引末段和近程導(dǎo)引初段的飛行軌跡進(jìn)行了統(tǒng)一的優(yōu)化設(shè)計(jì)，增強(qiáng)了系統(tǒng)的容錯(cuò)能力和適應(yīng)性。新的軌跡規(guī)劃算法能夠在空間站實(shí)際軌道可能存在一定誤差的情況下，依然引導(dǎo)飛船走出安全、最優(yōu)的逼近路徑，避免了因初始條件偏差可能引發(fā)的軌跡安全問(wèn)題，體現(xiàn)了載人任務(wù)對(duì)安全性的高要求。

“3.5小時(shí)快速交會(huì)對(duì)接的實(shí)踐，其意義遠(yuǎn)不只縮短了航天員在艙內(nèi)的等待時(shí)間，提升了舒適度，更深層次的價(jià)值在于極大地增強(qiáng)了我國(guó)空間站任務(wù)規(guī)劃的靈活性和應(yīng)急響應(yīng)能力。”李喆進(jìn)一步表示，一方面，可降低發(fā)射窗口約束，放寬了能源對(duì)發(fā)射窗口的要求，為任務(wù)規(guī)劃提供更大靈活性；另一方面，可提高和時(shí)間強(qiáng)相關(guān)類(lèi)重大故障情況下執(zhí)行交會(huì)對(duì)接任務(wù)的能力，確保任務(wù)實(shí)施和航天員安全。

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，這無(wú)疑對(duì)火箭的入軌精度提出了近乎苛刻的要求。中國(guó)航天科技集團(tuán)孟慶堯向《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者表示，飛船必須被放置在一條與空間站軌道高度契合的“快車(chē)道”上，任何微小的偏差都可能導(dǎo)致對(duì)接任務(wù)時(shí)間延長(zhǎng)甚至失敗。為此，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)一步提升全箭可靠性和安全性。其中，控制系統(tǒng)采用了經(jīng)過(guò)多型現(xiàn)役運(yùn)載火箭飛行驗(yàn)證的產(chǎn)品化雙十表光學(xué)慣組，使得火箭的“感知”系統(tǒng)更為敏銳，“決策”系統(tǒng)更為精準(zhǔn)，確保飛船從飛行的第一秒就飛得又準(zhǔn)又穩(wěn)，滿(mǎn)足載人飛船3.5小時(shí)快速交會(huì)對(duì)接的精度要求。

首次迎來(lái)四只“小鼠航天員”

據(jù)中國(guó)載人航天工程新聞發(fā)言人張靜波介紹，神舟二十一號(hào)航天員乘組在軌期間將新開(kāi)展27項(xiàng)科學(xué)與應(yīng)用項(xiàng)目，其中，將首次在軌實(shí)施國(guó)內(nèi)嚙齒類(lèi)哺乳動(dòng)物空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)，選用兩雌兩雄4只小鼠，隨飛船上行并進(jìn)行在軌飼養(yǎng)，重點(diǎn)研究失重、密閉等空間條件對(duì)小鼠行為模式的影響。之后，隨飛船返回地面，進(jìn)一步開(kāi)展科學(xué)研究，探索小鼠多組織器官在空間環(huán)境的應(yīng)激響應(yīng)和適應(yīng)性變化規(guī)律。

“此次的實(shí)驗(yàn)樣品是4只SPF級(jí)C57BL/6實(shí)驗(yàn)小鼠，這些小鼠經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的篩選和訓(xùn)練，以確保它們能適應(yīng)空間環(huán)境。”中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所副研究員李天達(dá)向《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者介紹稱(chēng)，小鼠實(shí)驗(yàn)單元被裝入神舟二十一號(hào)載人飛船的上行生保支持裝置，隨載人飛船運(yùn)送至空間站。飼養(yǎng)裝置已隨之前的天舟九號(hào)任務(wù)提前運(yùn)送至空間站，航天員在軌后將實(shí)驗(yàn)單元轉(zhuǎn)移安裝到專(zhuān)用的小型哺乳動(dòng)物飼養(yǎng)裝置中，開(kāi)始自動(dòng)飼養(yǎng)，控制溫度、濕度和照明。在在軌實(shí)驗(yàn)與監(jiān)控階段，裝置自動(dòng)喂食、飲水，并通過(guò)可見(jiàn)光和紅外相機(jī)拍攝小鼠行為視頻，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)應(yīng)激行為、生活節(jié)律等。如果發(fā)生意外，有預(yù)設(shè)預(yù)案處理。而在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小鼠單元將裝入下行生保裝置返回地面，在酒泉發(fā)射場(chǎng)進(jìn)行外觀檢查、行為學(xué)測(cè)試和解剖，樣本用于多組學(xué)分析。

“通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)，我們要探討的科學(xué)問(wèn)題是小鼠對(duì)空間環(huán)境的適應(yīng)性和應(yīng)激響應(yīng)規(guī)律，包括從行為、生理到分子層面的系統(tǒng)性影響?！崩钐爝_(dá)介紹稱(chēng)，這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)將研究空間微重力和輻射如何影響小鼠的骨骼肌、平衡覺(jué)、視覺(jué)、消化系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)等，并建立多組學(xué)圖譜?？茖W(xué)意義在于填補(bǔ)我國(guó)在空間小型哺乳動(dòng)物實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域的空白，為未來(lái)長(zhǎng)期太空探索提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，同時(shí)通過(guò)共享樣本和數(shù)據(jù)，推動(dòng)空間生命科學(xué)的整體發(fā)展。

此外，這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)完成后，還將對(duì)地面上的人類(lèi)產(chǎn)生多重幫助。李天達(dá)進(jìn)一步介紹稱(chēng)，首先，通過(guò)解析空間環(huán)境對(duì)小鼠生理的影響，如骨骼肌萎縮、免疫系統(tǒng)紊亂，我們可以開(kāi)發(fā)防護(hù)措施，例如針對(duì)性鍛煉或藥物干預(yù)。其次，研究成果可轉(zhuǎn)化到地面醫(yī)學(xué)，比如空間誘導(dǎo)的骨質(zhì)疏松或平衡覺(jué)失調(diào)機(jī)制，可能為老年人或臥床患者的康復(fù)治療提供新思路。此外，微生物組和免疫系統(tǒng)的發(fā)現(xiàn)，或有助于理解地球上的環(huán)境應(yīng)激相關(guān)疾病，如自身免疫疾病。

關(guān)鍵詞： 空間站 實(shí)驗(yàn) 運(yùn)載火箭 飛船 中國(guó) 發(fā)射