我们的太空，太空不再高冷 知乎走近你我 阅读原文 十八年，七发七成！嘹亮冲锋号，阔步新征程！深邃太空，我们又来啦！ 北京时间 2021 年 6 月 17 日 9 时 22 分 31 秒 693 毫秒，搭载神舟十二号载人飞船的长征二号 F 遥十二运载火箭，在酒泉卫星发射中心准时点火发射，约 573 秒后，神舟十二号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，顺利将聂海胜、刘伯明、汤洪波 3 名航天员送入太空，飞行乘组状态良好，发射取得圆满成功。 这是我国载人航天工程立项实施以来的第 19 次飞行任务，也是空间站阶段的首次载人飞行任务。飞船入轨后，将按照预定程序，与天和核心舱进行自主快速交会对接。组合体飞行期间，航天员将进驻天和核心舱，完成为期 3 个月的在轨驻留，开展机械臂操作、出舱活动等工作，验证航天员长期在轨驻留、再生生保等一系列关键技术。 目前，天和核心舱与天舟二号的组合体运行在约 390km 的近圆对接轨道，状态良好，满足与神舟十二号交会对接的任务要求和航天员进驻条件。 也许是年纪大了，写这些文字是，眼窝感觉好浅，英雄们的飞天壮举太让人激动自豪。 载人航天这一路走来，不容易，不容易，不容易! 回望 自古以来，中华民族就向往飞向太空，邀游宇宙。嫦娥奔月的美丽神话、敦煌石窟的仕女飞天壁画、唐明皇夜游月宫的动人传说、万户飞天的千古壮举无不寄托着华夏子孙的飞天梦想。在漫长的岁月里，对浩瀚无垠的宇宙，中国民族一直有着神秘的遐想和探索的期望。直到 20 世纪 80 年代中期，中国运载火箭技术跻身世界先进行列，尤其是 90 年代初，大推力捆绑火箭登台亮相之后，中华古国千年飞天梦想的实现，才渐渐变得清晰可见了。 当代载人航天事业起步于 20 世纪 60 年代。1961 年 4 月 12 日，苏联航天员加加林驾驶人类第一艘载人飞船东方号，绕地球一圈并安全返回，揭开了人类进入宇宙空间的新纪元。1969 年 7 月 21 日，美国航天员阿姆斯特朗和奥尔德林乘坐阿波罗 11 号登月飞船，踏上月球，实现了人类登上月球的壮举。1971 年 4 月，苏联发射了第一个空间站 --- 礼炮号空间站。1981 年 4 月，美国第一架航天飞机哥伦比亚号首次成功飞行等。 探索宇宙、开发空间资源是当今世界各先进发达国家十分关注的领域。西方发达国家把宇宙空间视为增强综合国立的宝地，把夺取空间优势作为国家综合国立的体现，作为国家航天事业的首要任务。发展航天事业即可以提升国家综合国立、带动科技产业的发展，又是大国构筑海空天现代国防战略的需要。 20 世纪 50 年代中到 70 年代初，当新中国的经济和科技还处于相对落后、国家百业待兴之际，以毛泽东主席为核心的党的第一代领导集体，高瞻远瞩、坚定不移地领导中国人民，发扬中华民族的大无畏精神，自力更生，艰苦奋斗，群策群力，集智攻关，夺得了“两弹一星”的伟大胜利，创造了非凡的人间奇迹，大壮了国威，大振了民心。这是确立我国大国地位的基石。 改革开放以来，中国经济迅速发展，面貌日新月异，科技长足上进，航天事业跻身世界先进行列。举世瞩目的成就，大大地巩固和提高了我国的国际地位，并为进一步发展载人航天事业奠定了牢固的基础。 为了缩短与美俄在航天技术领域的差距，加快我国航天事业的发展步伐，党中央、国务院于 1986 年审议并批准了《高技术研究发展计划纲要》，简称“863 计划”，其中将大型运载火箭、天地往返运输系统、载人空间系统及应用列为面向 21 世纪国家航天事业发展的重要内容。 1992 年 1 月 8 日，中央专委召开会议，专门研究发展我国载人航天问题。会议听取了航空航天部高级技术顾问任新民代表航空航天部提出的《关于我国载人飞船工程立项的建议》，一致认为“从政治、经济、科技、军事等诸多方面考虑，立即发展我国载人航天是必要的”，“我国发展载人航天，要从载人飞船起步。”会议要求有关部门进一步搞好技术和经济可行性论证。 1992 年 8 月 1 日，中央专委再次听取载人飞船工程技术经济可行性论证工作汇报。会议认为，发展我国的载人航天事业，对于增强我国的综合国力和国防实力、促进科技进步、培养和壮大科技队伍、提高国家威望、增强民族的自豪感和凝聚力等具有十分重要的意义。会议原则同意工程总体技术方案，并确定了我国发展载人航天“三步走”的战略构想。 1992 年 9 月 21 日，中央政治局常委会批准了中央专委《关于开展我国载荷飞船工程研制的请示》。至此，代号为 921 工程的我国载人航天工程得到正式批准，并作为国家重点工程列入国家计划。 我国载人航天工程分三步走：第一步，发射两艘无人飞船和一艘载人飞船，初步建成配套的试验性载人飞船工程，开展空间应用实验。第二步，在第一艘载人飞船发射成功后，突破载人飞船和空间飞行器的交会对接技术，并利用载人飞船技术改装、发射一个 8t 级的空间实验室，解决有一定规模的、短期有人照料的空间应用问题。第三步，建造 20t 级的空间站，解决有较大规模的、长期有人照料的空间应用问题。 整个工程的任务是，在确保安全、可靠的前提下，从总体上体现中国特色和技术进步，完成四项基本任务：一是突破载人航天基本技术；二是进行空间对地观测、空间科学及技术研究；三是提供初期的天地往返运输工具；四是为空间站工程大系统积累经验。 921 工程作为跨世纪的载人航天工程，其技术含量高，难度大，安全性和可靠性要求高，协调面广，是我国有史以来最为复杂的航天系统工程。从中国特色的航天测控模式，到具有国际先进水平的航天测控网；从火箭控制系统采用精准迭式制导手段，到具有自主知识产权的空间交会对接机构；从研制的“飞天”舱外航天服，到瞄准国际前沿的空间科学试验，凭着自强不息的自主创新精神和能力，中国载人航天工程先后突破掌握天地往返、空间出舱、交会对接等核心技术，跨越发达国家近半个世纪的发展历程，走过了一条攻坚克难、自强不息、科学发展之路，体现出“自主创新，重点跨越，支撑发展，引领未来”的中国特色。 就一句话，歪果仁能搞的，中国也行，而且很行，还创新行！ 下面说说这次任务：一、新船 首先和俄罗斯的联盟号不一样不一样。说起神舟飞船，有的朋友就说，不就是仿制俄罗斯的联盟号么？嘿嘿，其实真的不是，一起来看看对比图和指标。 图源是@Memorian-QN 数据是神舟飞船 ------- 俄罗斯联盟 MS 飞船： 起飞质量：8.1t ------- 7.1t 全长：~9.3m ------- ~7.5m 轨道舱直径：2.2m------- ~2.3m 返回舱直径：2.5m------- ~2.3m 推进舱直径：2.72m ------- 2.8m 翼展：17m-------10.7m 容积：14m³------- 10.5m³ 不一样吧？ 然后是和之前的 6 发任务的船不一样不一样。神舟十二飞船主要方案继承二期神舟系列飞船设计，为推进舱、返回舱、轨道舱三舱结构，总长度约 9 米，总重量约 8 吨。在轨为三舱飞行，返回前轨道舱、推进舱依次分离，返回舱单舱返回地面，着陆以降落伞减速为主，着陆缓冲发动机配合确保着陆安全。 1.主要技术改进 空间交会和返回技术升级： 本次任务将采用快速交会技术，在空间站核心舱的配合下，由飞船控制计算机自主计算和执行轨道控制，发射后约 6.5 小时完成与核心舱的对接，航天员即可以进入空间站开始太空生活和工作，大约与从北京乘坐高铁到长沙的时间相当，可以大大减少地面飞行控制人员的工作量和工作时间。对返回过程控制算法进行改进，使航天员返回过程和着陆落点位置控制更可靠。 主要国内科研成果应用改进项： 进行了多项国产化芯片应用改进，元器件和原材料全面实现自主可控，飞船使用的控制计算机、数据管理计算机完全使用国产 CPU 芯片。 随着我国北斗系统全球组网完成，北斗导航终端也引入飞船设计中，导航计算、返回搜救落点报告等都采用了北斗系统定位数据。 依托我国中继卫星系统，测控由地基测控为主全面转为天基测控为主，地面站船测控为辅，减少对测站、测量船的需求，既扩大了测控覆盖率，又节约了任务成本。 停靠空间站技术升级： 载人飞船为执行各类验证任务，原设计是基于单船自主飞行为主进行设计，空间站阶段载人船任务单纯为服务空间站运行，因此在接近和长期停靠空间站过程中，增加了以空间站作为太空基站的无线和有线信息通信、能源并网、环境控制等支持设计，极大提升了执行任务的灵活性和适应性。 2. 当做应急救援船使用 本次研制任务，神舟飞船为多船批次投产，两船同时出厂，同时在发射场完成神舟十二号和神舟十三号两艘飞船总装、测试等工作。神舟十二号飞船作为发射船已与火箭对接在发射塔待命发射，神舟十三号飞船作为本次任务地面待命救援飞船，完成推进剂加注前准备，在厂房就位，随时可启动后续发射工作程序。一旦在轨发生需要救援的情况，在长征 2 号 F 运载火箭配合下随时可启动救援程序，短时间内即可发射入轨，将航天员接回地面。此项任务给研制单位带来很大挑战，几乎要在原完成一艘船时间内完成两艘飞船在工作。研制队伍通过技术流程优化、计划统筹编排、研制过程高效技术手段提升等措施，确保了任务按计划完成。 二、新箭 长征二号 F 运载火箭是专门用于载人航天的二级运载火箭，也是目前中国所有运载火箭中系统最复杂的火箭，具有发射目标飞行器（天宫二号空间实验室）和载人飞船（神舟十一号载人飞船）的两个状态，运载能力分别为 8.6 吨和 8.15 吨。发射目标飞行器状态的火箭由箭体结构系统、动力系统、控制系统、利用系统、遥测系统、外安系统、故检系统、附加系统和地面支持系统共计 9 个系统组成。发射载人飞船状态的火箭增加逃逸系统，共计 10 个系统组成。 其中，发射目标飞行器状态的火箭全长 52.03m，起飞重量 493.1t；发射载人飞船状态的火箭全长 58.3m。长征二号 F 运载火箭芯级直径 3.35m，助推器直径 2.25m，对于目标飞行状态整流罩直径 4.2m，对于载人飞船状态整流罩直径 3.8 米。相对其他火箭，长征二号 F 运载火箭载人飞船状态增加了故障检测和逃逸救生系统，在火箭顶部带有逃逸飞行器，全箭可靠性指标 0.97，安全性指标 0.997,是我国可靠性指标最高的运载火箭。 本次发射任务是 CZ-2F 火箭第 14 次载人航天发射任务，是 CZ-2F 火箭二期以来的第 8 次发射。CZ-2F Y12 火箭面对“只能成功、不能失败”的任务要求，需要深入分析火箭系统特点，针对性采取控制措施。克服了飞行子样少的考验。Y12 火箭为改进型长征二号 F 运载火箭第五次发射飞船状态飞行任务，连同目标飞行器仅有七发任务的成功子样，火箭薄弱环节暴露并不充分，火箭应对解决大偏差情况能力未得到飞行考核；克服了地面设备久的困难。火箭地面设备自改进型长征二号 F 火箭研制以来，已经超过了 10 年的使用期限，部分地面设备尚未完成改造，存在设备超期服役出现故障的风险；克服了任务流程新的考验。在 Y12 执行任务前，Y13 火箭以竖立状态在技术区存放，在 Y12 火箭发射后，Y13 火箭将执行应急发射值班任务，具备 8.5 天和 16 天应急发射的能力。克服了任务间隔长的困难。Y12 火箭距离上次 Y11 火箭执行载人任务将近 5 年时间，任务间隔时间长，型号队伍发生了新的人员变化，新老人员交替，但是载人意识愈发浓烈！人员的技术能力保持良好并持续提高。 三、新乘组 神舟十二号载人飞船飞行乘组由航天员聂海胜、刘伯明和汤洪波三人组成，平均年龄为 53 岁。两老一新。一个 8 年不怠持续保持使命感，一个 11 年艰苦训练等待首飞，一个 13 年刻苦训练等待再次飞天！都是最好的！没有之一！我们在这里再认识他们一下！ 本次任务航天员乘组选拔按照“新老搭配，以老带新”的方式，结合航天员飞行经历、相互协同能力等方面，选拔出飞行乘组和备份航天员。周密制定了航天员训练方案和计划，扎实开展了地面训练和任务准备，每名航天员训练均超过了 6000 学时。特别是针对空间站技术、出舱活动、机械臂操控、心理以及在轨工作生活开展了重点训练。这三名航天员组成的队伍年龄偏大和此次任务内容有关，此次任务复杂繁重，有聂海胜这样的丰富经验的高手带队，同时也可以培养新人。未来航天员的平均年龄整体提高是必然趋势。 三名航天员中， 聂海胜参加过神舟六号、神舟十号载人飞行任务，刘伯明参加过神舟七号载人飞行任务，二级航天员汤洪波则是首次飞行。 其中聂海胜 1964 年 9 月出生（57 岁），刘伯明 1966 年 9 月出生（55 岁），汤洪波 1975 年 10 月（46 岁）出生，三人平均年龄约为 53 岁。 按照空间站建造任务规划，今明两年将实施 11 次飞行任务，包括 3 次空间站舱段发射，4 次货运飞船以及 4 次载人飞船发射，2022 年完成空间站在轨建造，建成国家太空实验室，之后，空间站将进入到应用与发展阶段。 从 2003 年迄今，中国航天员大队先后有 14 人次征战九天，行程达 4600 多万公里，绕地球飞了 1089 圈。中国载人航天官方网站公开信息显示， 1998 年 1 月 5 日，14 名首批航天员在北京航天城集合，其中有 8 位曾经执行过航天任务，分别是：杨利伟、费俊龙、聂海胜、翟志刚、刘伯明、景海鹏、刘旺、张晓光。截止 2018 年首批航天员队伍中已经有吴杰、李庆龙、陈全、赵传东、潘占春 5 位航天员因超过黄金飞行期停航停训。邓清明是目前航天员大队唯一没有执行过飞天任务的首批现役航天员。 2009 年 5 月我国开始招收选拔第二批航天员。2010 年 4 月，包括刘洋和王亚平 2 名女航天员在内 7 名航天员加入航天员大队，当时他们最大的 35 岁，最小的 30 岁，平均年龄 32.4 岁，而第一批航天员比第二批航天员普遍大十多岁。截止目前第二批航天员中刘洋、王亚平、陈冬三人已经执行过航天任务，此次入选神舟十二号乘组的汤洪波和备份航天员叶光富都是第二批航天员。 2016 年，叶光富曾赴意大利参加了欧洲空间局组织的洞穴训练，这是中国航天员首次参加并完成国际洞穴训练。 2021 年 3 月 4 日，全国政协委员、中国载人航天工程副总设计师杨利伟在接受采访时曾表示，目前我们国家的航天员队伍是由第一批和第二批的 16 名航天员，以及第三批的 18 名航天员组成的。不同于前两批航天员备战我国空间站的建造期任务，第三批航天员主要是为空间站运营阶段的飞行而准备的，第三批航天员还要经过 3 到 4 年的周期性基本训练之后，才能够具备执行任务的能力。 这意味着在今明两年内的 4 次载人飞船发射任务或将继续由第一批、第二批航天员担任主力！！ 四、新任务 神舟十二号飞行任务有以下四个方面： 一是将进一步验证载人天地往返运输系统的功能性能。改进后的长征二 F 运载火箭提高了可靠性和安全性;神舟十二号载人飞船新增了自主快速交会对接、径向交会对接和 180 天在轨停靠能力。改进了返回技术、进一步提高落点精度，还将首次启用载人飞船应急救援任务模式。 二是将全面验证航天员长期驻留保障技术。通过神舟十二号航天员乘组在轨工作生活 3 个月，考核验证再生生保、空间站物资补给、航天员健康管理等航天员长期太空飞行的各项保障技术。 三是将在轨验证航天员与机械臂共同完成出舱活动、及舱外操作的能力。航天员将在机械臂的支持下，首次开展较长时间的出舱活动，进行舱外的设备安装、维修维护等操作作业。 四是将首次检验东风着陆场的搜索回收能力。着陆场从内蒙古四子王旗调整到东风着陆场，首次开启着陆场系统常态化应急待命搜救模式。 上述这些技术的突破与能力的验证，将为后续空间站建造及应用发展奠定坚实基础，积累宝贵经验。 前望空间站 当前，在轨运行 18 天的天和核心舱与天舟二号货运飞船组合体已按计划完成了 9 类 42 项测试，主要包括平台基本功能、交会对接、航天员驻留、机械臂爬行与在轨辨识、出舱功能以及科学实验柜等测试内容。目前状态良好，平台设备工作正常。组合体已调整到高度约 390 公里的近圆对接轨道，建立起交会对接姿态和载人环境。经分析确认，组合体满足与神舟十二号交会对接以及航天员进驻的条件。 天和核心舱提供了 3 倍于天宫二号空间实验室的航天员活动空间，配备了 3 个独立卧室和 1 个卫生间，保证航天员日常生活起居。航天食品方面，配置了 120 余种营养均衡、品种丰富、口感良好、长保质期的航天食品。就餐区域配置了食品加热、冷藏及饮水设备，还有折叠桌，方便航天员就餐。锻炼区配备有太空跑台、太空自行车，用于航天员日常锻炼。通过天地通信链路和视频通话设备，可实现空间站与地面的双向视频通话和收发电子邮件。载人环境控制方面，相比前期载人飞行任务，空间站核心舱配置了再生式生命保障系统，包括电解制氧、冷凝水收集与处理、尿处理、二氧化碳去除，以及微量有害气体去除等子系统，能够实现水等消耗性资源的循环利用，保障航天员在轨长期驻留。 还有国际合作 欢迎外国航天员哟 外层空间是全世界人民的共同财富，探索宇宙是全人类共同的事业。中国载人航天始终按照“和平利用、平等互利、共同发展”的原则，愿意与世界上所有致力于和平利用外空的国家和地区一道，开展国际合作与交流。工程自立项实施以来，在航天器技术、空间科学实验、航天员选拔训练等领域，与俄罗斯、德国、法国、比利时、意大利等国家的航天机构，以及联合国外空司、欧空局等国际航天组织，开展了广泛的合作与交流。 进入到空间站阶段，将继续加大国际合作与交流的深度与广度。计划在空间站功能拓展、空间科学与应用、中外航天员联合飞行、技术成果转化等领域开展更加广泛深入的国际合作，使中国空间站成为一个造福全人类的太空实验室。 为此，中国空间站已做好了相应准备，并开展了相关工作。比如，配置在核心舱和实验舱上的科学机柜，均配备了标准化的载荷接口，具备开展各类科学实验国际合作的能力。2016 年以来，中国与联合国外空司合作，面向所有联合国成员国征集有意搭载到中国空间站的合作实验项目。目前，已遴选出来自 17 个国家的 9 个项目，后续，还将与联合国外空司紧密合作，适时发布第二轮合作机会公告。同时，还正在与法国、意大利、巴基斯坦等国家，围绕在空间站开展基础物理、航天医学、空间天文等领域的空间实验进行双边合作交流。 中俄在载人航天领域一直保持着良好的合作关系，曾经开展了多项富有成果的合作。在现阶段，双方围绕近地轨道空间站和载人深空探测领域一直保持着良好的交流，正在沟通酝酿开展更多的合作。在不久的将来，还会共同实施更多的联合实验项目，为人类探索外空做出两个航天大国应有的贡献。昨天刚刚签署了联合开发月球科考基地的计划书和路线图，星辰大海，是世界的，中国，是开放的。 至于中外航天员联合飞行，已经有不少国家和地区向我们提出了合作意愿，对此总体上我们持欢迎态度。相信在中国空间站建成后，也就是不久的将来，我们将会看到中外航天员联合参加中国空间站的飞行。 总之，中国人，再次征服太空！静待对接！ 阅读原文
