北京時間2021年9月16日6時30分許，神舟十三號載人飛船與天宮二號空間實驗室成功實施自動交會對接，在中國空間站階段的首次載人飛行任務(wù)取得圓滿成功。中國空間站是繼美國之后世界上第三個能夠提供人在太空長期居住的空間站。目前中國空間站階段任務(wù)進展順利。經(jīng)過14天飛行，神舟十三號載人飛船與天宮二號空間實驗室順利實現(xiàn)組合體運行控制,3名航天員在軌駐留至2022年2月17日。

神舟十三號

神舟十三號載人飛船是我國載人航天工程三步走發(fā)展戰(zhàn)略中的第三步，也是載人航天工程未來空間站建造任務(wù)的關(guān)鍵一步。飛船將在軌運行14天完成全部建造工作，于2021年10月16日至2022年2月17日擇機發(fā)射。神舟十三號載人飛船長約14米，寬約4米，起飛質(zhì)量約5100公斤，與神舟飛船基本相當。飛船采用推進劑全密封自潤滑設(shè)計，采用無毒無污染新材料，具備較強的推進能力，最大起飛質(zhì)量約5400公斤，最大太陽翼面積約25平方米。

神舟十三號運行過程

1、神舟十三號的主要技術(shù)指標

神舟十三號載人飛船采用新材料、新功能的新一代載人飛船，載重量為530公斤；支持3名航天員開展太空出艙活動，完成2次出艙活動；支持2名貨運飛船航天員在軌駐留6個月；具備從200公里高度交會對接和返回能力；支持開展空間科學(xué)實驗、技術(shù)試驗、工程試驗。

2、核心艙的主要功能

核心艙是飛船的主要部分，是實現(xiàn)載人飛行任務(wù)的空間載體。由一個長約4米的艙體和若干艙段組成。核心艙設(shè)計有實驗艙和推進劑補加系統(tǒng)兩個艙段，分別負責著陸場和實驗艙及推進系統(tǒng)的空間使用與環(huán)境控制。載人飛行任務(wù)中，航天員可以攜帶各種科學(xué)實驗和技術(shù)試驗器材到核心艙進行科學(xué)研究和技術(shù)試驗。按照國家和國際組織有關(guān)規(guī)定，核心艙可作為我國未來空間站建造任務(wù)或無人條件下空間站組合體運行和航天員進駐空間站前的最后一道保障通道。

本次神舟十三號任務(wù)是我國空間站階段首次飛行任務(wù)，也是在軌飛行時間最長、飛行規(guī)模最大的一次飛行任務(wù)。飛船將繼續(xù)在軌駐留2個月至3個月，航天員進駐空間站，開展一系列空間科學(xué)實驗、技術(shù)試驗和應(yīng)用試驗，為中國空間站運行提供保障。神舟十三號載人飛船采用新型低軌大傾角大直徑交會對接方案，實現(xiàn)軌道高度從地面36000公里提升至3600公里以上。

神舟十三號航天員

1、低軌飛行時間長

神舟十三號載人飛船將首次實現(xiàn)在軌運行超過15天，航天員在軌駐留時間達3個月以上，為我國空間站建造奠定堅實基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上改進相關(guān)技術(shù)方案解決更長時間在軌飛行風險問題。從發(fā)射到在軌飛行長達15天，實現(xiàn)了我國載人航天工程歷史上首次實現(xiàn)飛船在軌持續(xù)運營時間最長、軌道高度從地面36000公里提升至3600公里以上且飛船推進劑耗盡前的最佳狀態(tài)，使載人航天飛行達到世界先進水平。

2、交會對接難度大

交會對接過程中，兩船在同一平面內(nèi)將分別以60°、45°的傾角進行交會對接。整個過程中飛船飛行姿態(tài)控制平穩(wěn)，兩次對接過程均完成在自主控制下的自主交會對接。為了滿足交會對接要求，飛船采用了兩種不同材料和結(jié)構(gòu)連接方式，采用四根直徑均為30厘米的圓管作為接觸面。由于對接速度較慢，容易產(chǎn)生較大摩擦力，兩根鋼管接頭易產(chǎn)生倒掛，因此需采用特殊成形工藝進行裝配和焊接。

3、兩次對接任務(wù)重復(fù)使用

在本次空間站飛行任務(wù)中，神舟十三號將實施兩次交會對接任務(wù)，這是載人飛船首次執(zhí)行兩次交會對接任務(wù)。交會對接過程中，神舟十三號飛船與目標飛行器對接機構(gòu)要進行多次自動切換，確保飛船與目標飛行器處于完美對接狀態(tài)。第一次自動切換過程中，飛船對接機構(gòu)上有一枚對接鎖；第二次自動切換過程中，飛船與目標飛行器進行兩次切換；第三次自動切換過程中，飛船對接機構(gòu)上有一枚對接鎖；第四次自動切換過程中，對接機構(gòu)上有一枚對接鎖。由于每次交會對接后，都要返回地面重新組裝和檢測交會對接裝置及設(shè)備狀態(tài)，兩次對接過程均為高強度作業(yè)，工作人員進行了大量測試，最終實現(xiàn)了兩次交會對接時間間隔控制范圍最短，飛行精度最高。因此，此次任務(wù)也被譽為“多天多地多接口”交會對接任務(wù)之一。

神舟十三號飛行任務(wù)完成后，空間站運行管理將轉(zhuǎn)入長期駐留，航天員將迎來第三次飛行任務(wù)，完成出艙活動，開展科學(xué)實驗和技術(shù)試驗，開展出艙行走等空間科學(xué)實驗。空間站運營管理將轉(zhuǎn)入空間站運營管理階段，與天宮二號空間實驗室和神舟十三號載人飛船完成組合體運行控制，轉(zhuǎn)入空間站運營管理階段。根據(jù)后續(xù)任務(wù)安排，神舟十三號載人飛船與天舟十三號貨運飛船天地往返運輸系統(tǒng)，與天舟十三號貨運飛船天地往返運輸系統(tǒng)，與天舟貨運飛船天地往返運輸系統(tǒng)。組合體運行管理轉(zhuǎn)入常態(tài)化管理后，空間站將由空間站運營管理部門實施全過程管理及運營維護。后續(xù)任務(wù)安排包括兩個階段：第一階段為空間站組合體飛行滿2年后繼續(xù)實施后續(xù)任務(wù)；第二階段為2022年2月17日航天員景海鵬、陳冬完成天地往返運輸系統(tǒng)總裝后，從空間站階段轉(zhuǎn)入天地往返運輸系統(tǒng)階段。

1、繼續(xù)實施后續(xù)任務(wù)。

2021年6月至2022年3月，神舟十三號載人飛船與天舟十三號貨運飛船先后完成組合體飛行任務(wù)。后續(xù)航天員進駐天宮二號空間實驗室，繼續(xù)開展太空科研實驗，并開展相關(guān)應(yīng)用試驗；返回天宮二號空間實驗室時，將與神舟十五號載人飛船形成組合體回到大氣。2022年6月，完成天舟十三號貨運飛船與天舟十五號載人飛船組合體飛行任務(wù);2022年10月，完成神舟十三號載人飛船與天舟十三號貨運飛船組合體飛行任務(wù);2022年11月，完成天舟十三號貨運飛船與天舟十四號載人飛船組合體試飛任務(wù);2022年12月，完成天舟十三號與天舟十四號載人飛船組合體試飛任務(wù)。

神舟十三號航天員返回

2、空間站運營管理全面轉(zhuǎn)入常態(tài)化管理

空間站組合體飛行滿兩年后，按照飛行計劃，在組合體飛行條件允許的情況下，航天員可再次搭乘飛船升空?？臻g站運行管理部門作為空間站建設(shè)和管理機構(gòu)，將全面接管空間站運營管理業(yè)務(wù)，實施全過程管理和運營維護。

3、載人航天工程建設(shè)全面展開

在黨中央、國務(wù)院的堅強領(lǐng)導(dǎo)下，中國載人航天工程取得一系列重大突破：發(fā)射神舟十二號載人飛船、長征七號運載火箭，建成運行我國載人航天工程第一艘實驗性無人空間站，突破和掌握空間站關(guān)鍵技術(shù)，建成天宮二號空間實驗室，完成航天員中期駐留，取得一系列重要成果：建成世界上第三艘真正意義上的完全獨立飛行無人售后維修能力的無人核心艙，建立我國唯一穩(wěn)定可靠、長期駐留、具有國際競爭力的載人空間站；實現(xiàn)了多人規(guī)模乘組長期駐留；建設(shè)完成載人航天工程第二艘實驗性無人空間站，突破關(guān)鍵核心技術(shù)；建成了具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)、能完全滿足大規(guī)模航天應(yīng)用需求的核心部件研制能力；建成了世界上第一個具有完整產(chǎn)業(yè)鏈競爭力的產(chǎn)業(yè)體系。2021年9月15日，我國成為繼美國、俄羅斯、法國、日本之后列于世界第四個實現(xiàn)有人駕駛的航天器出遠空飛行目標。2021年11月26日，我國首次完成太空行走試驗。

4、全面展開天舟貨運飛船、神舟十三號載人飛船首次發(fā)射及后續(xù)任務(wù)準備

天舟貨運飛船是我國自主研制的貨運飛船，也是空間站階段載人飛行任務(wù)的核心飛船，具有補給能力強、可靠性高、入軌精度高、操作維護簡便等特點。天舟貨運飛船與天宮二號空間實驗室在我國空間站工程建設(shè)中建立了較好的配合協(xié)作關(guān)系，積累了一定的發(fā)射經(jīng)驗，具有較強的應(yīng)用前景。天舟貨運飛船是我國首艘自主建造的貨運飛船，具有多項關(guān)鍵技術(shù)、實現(xiàn)了多項突破：貨運飛船采用艙外區(qū)燒蝕發(fā)動機并聯(lián)推進設(shè)計，最大運載能力達到8噸；采用雙艙段式設(shè)計，具備獨立飛行能力；采用一艙多用等配置設(shè)計，實現(xiàn)空間站階段多種推進劑同時補給。作為天舟貨物運輸系統(tǒng)中新研制的“大家伙”（與天宮二號上現(xiàn)有運輸工具對接完成后再進行推進劑補給工作),天舟貨運飛船是我國研制生產(chǎn)的首艘自主快速貨運飛船。天舟貨運飛船采用兩座二艙構(gòu)型，總長約5.4米，起飛質(zhì)量約4.8噸，起飛推進劑總?cè)萘考s4.4噸，入軌后將開始對天舟貨運飛船后續(xù)的發(fā)射任務(wù)奠定基礎(chǔ)。目前天舟貨運飛船各系統(tǒng)狀態(tài)良好，發(fā)射前已按計劃開展了多次地面試驗和技術(shù)演練。

此次任務(wù)是我國空間站建造階段的第三次飛行任務(wù)，是我國空間站工程的第一次任務(wù)，也是首次與外國人開展在軌運行空間站科學(xué)實驗，是對空間站建設(shè)的又一次跨越。任務(wù)完成后，空間站將具備在軌長期運行、航天員長期駐留和科學(xué)實驗三大能力，可開展20多項前沿技術(shù)試驗及應(yīng)用技術(shù)試驗，在軌壽命超過3個月，空間站中期運營管理和長期駐留能力進一步增強。神舟十三號是我國空間站階段的第一個飛行任務(wù)，也是空間站技術(shù)階段飛行任務(wù)中性能最復(fù)雜、技術(shù)難度最高、技術(shù)跨度最大、試驗內(nèi)容最多、飛行時間最長、風險最高的飛行任務(wù)。目前，航天員景海鵬、陳冬已經(jīng)入駐天宮二號空間實驗室繼續(xù)開展科學(xué)實驗和技術(shù)試驗。天宮二號空間實驗室是我國空間站工程中核心艙與過渡艙兩艙合一、兩艙分離并實施在軌運營、航天員出艙活動等關(guān)鍵技術(shù)試驗項目中難度最大、技術(shù)難度最高的艙內(nèi)試驗項目之一。2021年9月16日成功實施與此前神舟系列飛船交會對接之后，神舟十三號載人飛船與天宮二號空間實驗室將實現(xiàn)首次空間交會對接試驗和空間站運營管理任務(wù)目標，突破并掌握長期駐留、中期駐留和短期在軌停留等關(guān)鍵技術(shù)，全面開啟我國載人航天新征程，為加快建設(shè)航天強國、實現(xiàn)“兩個一百年”奮斗目標提供強大科技支撐和人才保障體系。

1、空間站關(guān)鍵技術(shù)

經(jīng)過兩年多的研制和地面飛行試驗，我國空間站工程順利完成三大任務(wù)目標，空間站核心艙順利完成三次飛行任務(wù)并實現(xiàn)首飛，實現(xiàn)了對“天和”核心艙的進一步突破和創(chuàng)新，在軌壽命超過3個月?？臻g站研制過程中關(guān)鍵技術(shù)突破明顯：三大任務(wù)實現(xiàn)突破了一批關(guān)鍵技術(shù)；載人航天工程邁出實質(zhì)性步伐；我國載人航天工程邁出重大進展；神舟飛船開始全面發(fā)展為完全自主的空間基礎(chǔ)設(shè)施。載人航天工程三大任務(wù)完成后，與之前相比我國空間站建造進程大幅縮短。神舟十二號任務(wù)前，我國已完成了載人工程第一階段第二步“出艙活動”與“有人駕駛”兩個階段三次飛行試驗；神舟十三號前，隨著神舟十二號任務(wù)中3名航天員入駐天和核心艙，我國空間基礎(chǔ)設(shè)施開始全面發(fā)展為完全自主的空間基礎(chǔ)設(shè)施(ISS):包括空間站控制系統(tǒng)(CRS)、生命保障系統(tǒng)(RS)等在內(nèi)的多個系統(tǒng)全面發(fā)展為完全自主的空間基礎(chǔ)設(shè)施(ISS)。隨著載人航天工程第二步“出艙活動”與“有人駕駛”兩個階段三次飛行試驗成果突破全面發(fā)展，我國空間站三大任務(wù)實現(xiàn)全面突破。

2、載人航天工程任務(wù)成就

神舟系列飛船圓滿完成“神舟”載人飛行任務(wù)后，我國載人航天事業(yè)進入關(guān)鍵時期。2021年9月16日凌晨，由中國載人航天工程總設(shè)計師周建平院士領(lǐng)銜、中國載人航天工程總設(shè)計師周建平院士等參加設(shè)計、研制團隊的航天員聶海勝、劉伯明、湯洪波成功出艙活動。這是中國人首次出艙活動，也是中國首次實現(xiàn)無人與人之間的交會對接。三名航天員順利出艙活動，為我國載人航天工程三步走戰(zhàn)略第二步打下了堅實基礎(chǔ)。

3、中國空間環(huán)境保護有何創(chuàng)新？

中國航天人在嚴格的空間環(huán)境保護方面做了大量的工作，取得了豐碩成果。中國空間站建造階段的第二個飛行任務(wù)——神舟十號航天員乘組將于2021年9月16日發(fā)射，在軌工作6個月至1年，其中2年為駐留。3名航天員將成為中國空間站建設(shè)階段的首批乘組，中國空間站的建成運行將全面支撐世界載人航天事業(yè)發(fā)展。神舟十三號載人飛行任務(wù)將突破和掌握天地往返、航天員出艙活動、空間物資運輸?shù)燃夹g(shù)，在完成空間站建造和在軌運營任務(wù)的同時，全面開啟中國載人航天新征程。神舟十三號將在軌開展3項飛行實驗：一是由實驗艙、資源艙和密封艙組成的載人天地往返運輸系統(tǒng)驗證技術(shù)等；二是空間站中期駐留技術(shù)驗證及長期運營管理，包括航天員出艙活動、飛船與長征火箭交會對接、在軌運行期間開展貨物運輸?shù)龋蝗沁M行空間廢物管理關(guān)鍵技術(shù)及示范應(yīng)用。

4、人類航天發(fā)展對人類生存的意義

自人類第一次登月以來，航天技術(shù)的發(fā)展始終伴隨著人類生存與發(fā)展的需求，并已成為人類探索宇宙、開發(fā)科技的重要手段，同時，對人類生存和發(fā)展發(fā)揮著越來越重要的作用。自人類首次登月以來到現(xiàn)在經(jīng)歷了幾十年的航天發(fā)展，人類已逐漸擺脫對化石燃料、能源的依賴，形成了由傳統(tǒng)燃料生產(chǎn)、航天火箭發(fā)射、星際航行和飛船發(fā)射等構(gòu)成一個完整鏈條。但是目前人類面臨著能源供應(yīng)能力嚴重不足，尤其是在航天技術(shù)成熟后，人類對能源安全問題日益重視。