从6.5到3.5小时,神二十一对接提速,难度藏在“三取二”容错机制里?

发布日期:2025-11-23 00:13    点击次数:129

“从6.5小时压缩到3.5小时,神舟二十一号的这次提速,绝不仅仅是省下3个小时那么简单。 ”10月30日的酒泉发射中心,中国载人航天工程发言人张静波在发布会上透露的这一细节,瞬间成为全球航天界关注的焦点。

一个由“70后”指令长张陆带领,涵盖“80后”载荷专家张洪章和“90后”航天飞行工程师武飞的乘组,将执行这次创纪录任务。 其中1993年出生的武飞,将成为中国史上执行飞行任务时最年轻的航天员。

一、夜间发射与3.5小时对接的极限挑战

10月31日23时44分,神舟二十一号将在夜空下启航。 选择午夜发射,对轨道计算精度提出更高要求。 但真正的突破在于对接时间的压缩,此前神舟十二号至二十号均采用6.5小时方案,而这次直接缩短至3.5小时。

中国航天科技集团五院专家李喆解释,这一提速依靠的是“更精确的发射和入轨控制”。 飞船需进入一条初始相位差更小的轨道,使绕飞圈数减少,实现与空间站的“准时相会”。 执行此次发射任务的长征二号F遥二十一运载火箭,其控制系统采用了产品化双十表光学惯组,以满足更高精度的入轨要求。

对比2011年神舟八号与天宫一号首次对接时采用的机械式缓冲系统,如今神舟二十一号的对接机构已升级为受控阻尼缓冲系统,刚柔并济,大幅提升对接可靠性与成功率。

二、乘组结构凸显中国航天员队伍多元化

此次乘组构成折射出中国航天员体系的成熟。 指令长张陆是第二批航天员,曾执行神舟十五号任务;武飞原为中国航天科技集团工程师,张洪章是中科院研究员,二人均为第三批航天员。

乘组覆盖了航天驾驶员、飞行工程师、载荷专家三种现役航天员类型,年龄跨度为“70后”至“90后”。这一组合不仅满足长期驻留任务的多工种协作需求,也显示中国航天员选拔与训练体系的完善。

三、3.5小时对接的难点何在

快速交会对接并非简单“加速”。在近距离引导阶段,飞船与空间站组合体逐渐逼近,遮挡增多,对GNC系统敏感器的抗干扰能力提出极高要求。 需依靠不同测量特性或体制的备份敏感器,以保证持续精准测量。

组合体规模扩大也增加对接复杂度。 面对三舱三船组合体,飞船需精确掌握其尺寸、质量、惯量及重心位置等影响姿态控制的核心要素。 发动机工作时产生的羽流相互影响也更复杂,需精准控制以避免干扰。

四、在轨任务:从哺乳动物实验到舱外设备安装

神舟二十一号乘组驻留期间,将开展27项空间科学实验。 其中首次在轨实施国内啮齿类哺乳动物空间科学实验,选用两雌两雄4只小鼠,研究失重、密闭环境对小鼠行为模式的影响,并观察多组织器官在空间环境的应激响应。

舱外任务方面,乘组将进行空间碎片防护装置安装、舱外载荷和设备安装回收等操作。 神舟二十号乘组此前已在舱外平台安装脚限适配器和接口转接件,提高了舱外作业效率,神舟二十一号乘组将继续完成相关舱外作业。

五、国际合作与后续任务衔接

任务期间,神舟二十一号乘组将迎来天舟十号货运飞船和神舟二十二号载人飞船的访问。 与此同时,国际合作也在推进。 巴基斯坦航天员选拔已启动初选,复选和定选将在中国进行。 后续将有两名巴基斯坦航天员与中国航天员共同训练,并择机安排一名巴方载荷专家执行短期飞行任务。

港澳地区航天员的训练也在有序进行。 两人已完成基础理论学习和体质、心理、航天环境适应性等训练,包括沙漠生存、发射场紧急撤离等高难度科目,后续将开展飞行任务强化训练。