雷淼
2024年4月25日20時59分，長征二號F遙十八運載火箭搭載神舟十八號載人飛船從酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功升空。4月26日3時32分，神舟十八號載人飛船成功對接空間站天和核心艙徑向端口，隨后3名航天員順利進駐空間站。在值守天宮期間，航天員們還將進行“太空養(yǎng)魚”，以斑馬魚和金魚藻為研究對象，實施國內(nèi)首次在軌水生生態(tài)研究項目。
從神舟一號孤身沖破云霄，到獨自擠在神舟五號里的楊利偉，再到今天坐擁天宮空間站“水族缸”的“80后”乘組，歷代神舟的成長展示了中國載人航天的輝煌歷程。
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神舟一號至神舟六號
實現(xiàn)“從無到有”獨立載人航天
為什么載人航天事業(yè)的版圖從飛船一直拓展到了空間站？因為人類去太空并不只是為了到達，而是要利用太空的特殊環(huán)境，去做地面上不易進行的科學(xué)研究。神舟系列載人飛船是我國研制的來往于地面和太空之間的交通工具，天宮空間站是長期繞著地球運行的實驗室和人員居住場所。很多太空研究項目需要接力完成，比如前一個乘組播種的水稻，由下一個乘組收獲，凡是需要有人長期照料的空間應(yīng)用，就得在空間站里完成。
時間回溯至1992年9月，這一年我國啟動載人航天工程，并確定“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略：第一步，發(fā)射載人飛船，建成初步配套的試驗性載人飛船工程，開展空間應(yīng)用實驗；第二步，突破航天員出艙活動技術(shù)、空間飛行器的交會對接技術(shù)、發(fā)射空間實驗室，解決有一定規(guī)模的、短期有人照料的空間應(yīng)用問題；第三步，建造空間站，解決有較大規(guī)模的、長期有人照料的空間應(yīng)用問題。
載人航天工程的第一步，就是“從無到有”，從無人飛船到有人飛船。
我國載人航天工程獲批立項后，從開發(fā)建設(shè)新一代運載火箭、測量船、發(fā)射場，到成立北京航天指揮控制中心與選拔培訓(xùn)航天員，各項工作有條不紊地逐一開展。經(jīng)過7年的研發(fā)測試，1999年11月20日6時30分，搭載神舟一號試驗飛船的長征二號F運載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點火升空，拉開了中國載人航天事業(yè)的序幕。飛船按照預(yù)定程序在軌運行14圈，于21日3時41分降落在內(nèi)蒙古四子王旗航天著陸場。飛船必須在軌運行14圈，是因為這樣才能成功著陸四子王旗。由于地球在自轉(zhuǎn)，飛船多飛一圈落點會偏西一個半時區(qū)(約1840公里)，少飛一圈則落點偏東一個半時區(qū)。
但返回過程中出現(xiàn)了一個小意外，飛船在即將返回時突然不執(zhí)行控制中心發(fā)出的數(shù)據(jù)注入指令，幾次嘗試均未成功。面對突發(fā)情況，北京航天指揮控制中心的專家們沉著冷靜，不到半小時就制定出故障排除方案并通過仿真驗證，終于在啟動飛船返回程序僅剩10秒時，通過遠望三號測量船成功注入數(shù)據(jù)，使飛船按照預(yù)定計劃返回。
通過這次飛行，無論是飛船、運載火箭，還是發(fā)射場、測控通信等系統(tǒng)，均經(jīng)受住了考驗，初步證明了方案設(shè)計的可行性與正確性，相關(guān)技術(shù)和管理人員獲得的大量寶貴經(jīng)驗為后續(xù)各項任務(wù)奠定了堅實基礎(chǔ)。
過了4年，經(jīng)過神舟二號到神舟四號的逐次升級與周密測試，中國航天終于做好了正式載人飛行的準(zhǔn)備。
2003年10月15日9時整，中國航天員楊利偉乘坐神舟五號從酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心升空，完成14圈圍繞地球飛行之后，神舟五號返回艙于16日6時23分在四子王旗航天著陸場成功降落，楊利偉安全出艙。這次飛行最激蕩人心的一幕出現(xiàn)在飛船進行第七圈飛行時，楊利偉在太空展示了中華人民共和國國旗和聯(lián)合國旗幟，并向地球發(fā)出問候：“和平利用太空，造福全人類�！�
神舟五號的成功，標(biāo)志著中國成為第三個獨立掌握載人航天技術(shù)的國家。與蘇聯(lián)和美國的載人首飛相比，神舟五號的過程非常完整：蘇聯(lián)的東方1號返回時，加加林是彈射出艙、跳傘著陸的；而美國的水星-紅石3號并未環(huán)繞地球，只飛了15分鐘就落在離發(fā)射場約490公里的大西洋中。
繼“單人單日”的神舟五號之后，又經(jīng)過兩年技術(shù)改進，神舟六號于2005年10月搭載費俊龍、聶海勝成功執(zhí)行了“多人多日”的飛行任務(wù)。至此，中國完全擁有了載人天地往返能力，邁出了“從無到有”的第一步。
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神舟七號至神舟十一號
完成艙外活動、交會對接等關(guān)鍵技術(shù)驗證
擁有了載人天地往返能力，中國人可以打造屬于自己的空間站了。但是，想擁有空間站，還要學(xué)會幾個高難度動作。首先，航天員要通過飛船進出空間站，空間站各艙段也要在太空拼接組裝，因此需掌握交會對接技術(shù)。其次，空間站長期運行在太空中，需要維持軌道高度和姿態(tài)，必須有能力在軌補加推進劑。第三，空間站的維護與某些應(yīng)用實驗要在艙外執(zhí)行，故而要擁有支持航天員艙外活動的技術(shù)設(shè)備。
我國載人航天工程的第二步，就是掌握這些關(guān)鍵技術(shù)。
2008年9月25日，神舟七號點火起飛，并于27日執(zhí)行了首次“太空漫步”任務(wù)。航天員翟志剛身穿中國制造的“飛天”艙外航天服全身出艙，在太空中揮動五星紅旗；航天員劉伯明則在軌道艙協(xié)助配合，頭部、手部部分出艙。兩位航天員的艙外活動持續(xù)了19分35秒，證明了中國自主研制艙外航天服的技術(shù)實力。
神舟七號還成功釋放了一顆伴飛小衛(wèi)星。小衛(wèi)星為飛船拍了不少照片和視頻，還進行了對軌道艙伴隨飛行的試驗，標(biāo)志著中國掌握了空間釋放和繞飛技術(shù)，也是中國載人航天測控通信系統(tǒng)首次實現(xiàn)多目標(biāo)測控。在接下來的幾次交會對接與未來的空間站搭建中，這些技術(shù)都是必不可少的。
神舟七號的成功，奏響了空間站關(guān)鍵技術(shù)驗證的序曲。經(jīng)過緊張、完善的籌備工作，2011年9月29日天宮一號目標(biāo)飛行器發(fā)射升空，那時的它還算不上空間實驗室或空間站，只是作為其他飛行器的接合點，并不會長期駐留太空。不過，天宮一號已經(jīng)具備了環(huán)境控制和生命保障能力，有一個臨時實驗艙，可以看作空間站的第一代雛形。
天宮一號就位后，謹慎地與神舟八號無人飛船完成了兩次自動對接試驗，均獲成功。2012年6月16日神舟九號升空后，與天宮一號分別實施了自動和手控兩次交會對接，夯實了這一關(guān)鍵技術(shù)。在此次任務(wù)中，劉洋成為中國首位進入太空的女性航天員，巧合的是，神舟九號發(fā)射當(dāng)天也是世界首位女性航天員瓦蓮金娜·捷列什科娃進入太空49周年的紀念日。
2013年6月11日神舟十號發(fā)射，于13日與天宮一號交會對接。25日，飛船與天宮一號分離之后，完成了繞飛天宮一號及近距離交會等，這是中國首次應(yīng)用性航天任務(wù)。在這次任務(wù)中，航天員王亞平通過視頻通信，對地面上的中小學(xué)生進行了40分鐘的物理學(xué)太空授課，并與師生們開展了實時互動交流。太空授課背后隱含的是不間斷太空通信的技術(shù)能力，為了上好這堂課并實施越做越高端的后續(xù)任務(wù)，通信網(wǎng)絡(luò)從5年前就開始搭建了：2008年到2012年，3顆天鏈一號數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星陸續(xù)部署到距地35786公里的地球靜止軌道，從多個角度“俯視”地球，對天宮一號與神舟所在的近地軌道實現(xiàn)了完全覆蓋。
接下來要做的，是建造一座空間實驗室，為航天員中長期在軌居留做準(zhǔn)備�？臻g實驗室需要具有中期載人飛行與長期無人值守的能力，還要支持推進劑在軌補加和物資供給，為正式的空間站做好技術(shù)驗證。
2016年9月15日，天宮二號空間實驗室發(fā)射升空。同年10月17日，神舟十一號出征，并于19日與天宮二號完成對接，開始了長達一個月的中期駐留。在此期間，神舟十一號乘組進行了包括航天醫(yī)學(xué)、空間栽培、空間科學(xué)、在軌維修在內(nèi)的多項太空實驗。航天員在天宮二號播種生菜種子，養(yǎng)了6條蠶寶寶，還進行了人類首次太空腦機交互實驗。
2017年4月22日，天宮二號迎來“新伙伴”天舟一號貨運飛船，并進行了自動交會對接，于27日完成首次推進劑在軌補加試驗。之后5個月內(nèi)，天舟一號又執(zhí)行了兩次脫離、對接和補加試驗。天舟一號雖然是不載人的貨運飛船，但這次飛行意義重大，因為它驗證了關(guān)鍵的在軌補加技術(shù)，為空間站的組裝建造和長期運行掃清了物資能源補給的最后障礙，是空間實驗室階段的收官之旅，標(biāo)志著中國航天邁進空間站時代。
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神舟十二號至神舟十五號
建設(shè)天宮空間站
從2020年開始，中國載人航天工程開始實施第三步：建設(shè)正式空間站。
2021年4月29日，中國空間站天和核心艙發(fā)射升空，這是空間站的控制中心和航天員駐站期間的主要活動場所。其內(nèi)部有3倍于天宮二號空間實驗室的航天員活動空間，配置了再生式生命保障系統(tǒng)，可以支持航天員長期在軌駐留；在推進系統(tǒng)上，它配備了4臺霍爾效應(yīng)推進器，在國際上首次將此技術(shù)用于載人航天器；配置了一條10.2米長的智能機械臂，能在艙外靈活爬行，執(zhí)行艙段轉(zhuǎn)位、狀態(tài)檢查工作，并協(xié)助人員轉(zhuǎn)移和物資搬運。
2021年6月17日和10月16日，天和核心艙先后迎來了神舟十二號和神舟十三號，前者駐站3個月，后者則駐站半年。從此以后，半年駐留就成了神舟乘組在天宮空間站的常態(tài)。除了進一步驗證長期駐留、再生生保和對接技術(shù)之外，兩個乘組的重要任務(wù)都是對空間站進行建設(shè)，他們各自進行了兩次艙外活動，每次均長達6小時左右，工作內(nèi)容包括艙外活動相關(guān)設(shè)備組裝、全景相機抬升、機械臂懸掛裝置和轉(zhuǎn)接件安裝等。
2022年6月5日，神舟十四號升空，神舟十四號乘組是中國載人航天“物流”最繁忙的一個乘組，也見證了空間站“猛長個子”的過程。他們在駐站期間進入過早已對接在此的天舟三號、四號貨運飛船，簽收了后來的天舟五號貨運飛船，還收到兩所“大房子”：7月24日發(fā)射的問天實驗艙和10月31日發(fā)射的夢天實驗艙，實現(xiàn)了“一居改三居”。神舟十四號乘組執(zhí)行了累計近16個小時的艙外活動，最后在2022年11月30日迎來了神舟十五號乘組進駐，首次完成中國載人航天“太空會師”，空間站長期駐人模式從此開啟。
經(jīng)過神舟十二號到神舟十五號的持續(xù)建設(shè)，中國天宮空間站基本竣工，進入科學(xué)應(yīng)用階段。此后，為了進一步支持在軌科學(xué)實驗，為航天員的工作生活創(chuàng)造更好的條件，我國計劃適時發(fā)射擴展艙段，進一步擴展空間站構(gòu)型。
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神舟十六號以后
空間站進入應(yīng)用發(fā)展階段
2023年5月30日，神舟十六號出征太空，于同日快速對接天宮空間站。乘組中首次出現(xiàn)了戴眼鏡的航天員——北京航空航天大學(xué)的載荷專家桂海潮，他是首位非軍職出身的航天員，主要負責(zé)空間站的科學(xué)應(yīng)用實驗。乘組中還出現(xiàn)了航天飛行工程師這一職務(wù)，由非飛行員出身的朱楊柱擔(dān)任。神舟十六號的成功抵達，標(biāo)志著天宮空間站進入常態(tài)化值守，正式開啟應(yīng)用與發(fā)展階段。于同年10月26日進入太空的神舟十七號乘組除了開展常規(guī)科學(xué)應(yīng)用實驗之外，還執(zhí)行了空間站艙體巡檢和太陽翼維修工作。
而此次到達天宮的神舟十八號乘組，除了負責(zé)空間站的常規(guī)維護加固之外，還要開展90余項實(試)驗，如“太空養(yǎng)魚”、有機分子起源探究、植物莖尖干細胞功能研究、潤滑材料在空間條件下的暴露特性等實驗。總之，隨著天宮空間站進入應(yīng)用發(fā)展階段，在軌科研工作會繼續(xù)平穩(wěn)推進，研究領(lǐng)域的覆蓋面會越來越廣，參與的國家和地區(qū)也將越來越多。中國一直主張，中國空間站不僅屬于中國，也屬于全世界，它將為人類經(jīng)濟社會發(fā)展作出更多“中國貢獻”、提供更優(yōu)“中國方案”。
目前，我國載人月球探測工程登月階段任務(wù)正在穩(wěn)步實施中。從神舟飛船到天宮空間站獲得的技術(shù)能力、寶貴經(jīng)驗、科研成果必將助力載人月球探測，以及更遙遠的深空探測任務(wù)。中國航天人面對新征程，將堅持自立自強、創(chuàng)新超越，在浩瀚太空闖出更廣闊的天地。(作者為中國科普作家協(xié)會會員)
來源：北京日報