神舟見證中國駕輦游天之旅
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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星發射中心成功升空。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“太空養魚”，以斑馬魚和金魚藻為研究對象，實施國內首次在軌水生生態研究項目。
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“從無到有”獨立載人航天
為什么載人航天事業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境，去做地面上不易進行的科學研究。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”發展戰略：第一步，發射載人飛船，建成初步配套的試驗性載人飛船工程，開展空間應用實驗；第二步，突破航天員出艙活動技術、空間飛行器的交會對接技術、發射空間實驗室，解決有一定規模的、短期有人照料的空間應用問題；第三步，建造空間站，解決有較大規模的、長期有人照料的空間應用問題。
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，從開發建設新一代運載火箭、測量船、發射場，到成立北京航天指揮控制中心與選拔培訓航天員，各項工作有條不紊地逐一開展。經過7年的研發測試，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運載火箭在酒泉衛星發射中心點火升空，拉開了中國載人航天事業的序幕。飛船按照預定程序在軌運行14圈，于21日3時41分降落在內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，飛船多飛一圈落點會偏西一個半時區(約1840公里)，少飛一圈則落點偏東一個半時區。
但返回過程中出現了一個小意外，飛船在即將返回時突然不執行控制中心發出的數據注入指令，幾次嘗試均未成功。面對突發情況，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據，使飛船按照預定計劃返回。
通過這次飛行，無論是飛船、運載火箭，還是發射場、測控通信等系統，均經受住了考驗，初步證明了方案設計的可行性與正確性，相關技術和管理人員獲得的大量寶貴經驗為后續各項任務奠定了堅實基礎。
過了4年，經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星發射中心升空，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合國旗幟，并向地球發出問候：“和平利用太空，造福全人類?！?/p>
神舟五號的成功，標志著中國成為第三個獨立掌握載人航天技術的國家。與蘇聯和美國的載人首飛相比，神舟五號的過程非常完整：蘇聯的東方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號并未環繞地球，只飛了15分鐘就落在離發射場約490公里的大西洋中。
繼“單人單日”的神舟五號之后，又經過兩年技術改進，神舟六號于2005年10月搭載費俊龍、聶海勝成功執行了“多人多日”的飛行任務。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、交會對接等關鍵技術驗證
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。其次，空間站長期運行在太空中，需要維持軌道高度和姿態，必須有能力在軌補加推進劑。第三，空間站的維護與某些應用實驗要在艙外執行，故而要擁有支持航天員艙外活動的技術設備。
我國載人航天工程的第二步，就是掌握這些關鍵技術。
2008年9月25日，神舟七號點火起飛，并于27日執行了首次“太空漫步”任務。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助配合，頭部、手部部分出艙。兩位航天員的艙外活動持續了19分35秒，證明了中國自主研制艙外航天服的技術實力。
神舟七號還成功釋放了一顆伴飛小衛星。小衛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，標志著中國掌握了空間釋放和繞飛技術，也是中國載人航天測控通信系統首次實現多目標測控。在接下來的幾次交會對接與未來的空間站搭建中，這些技術都是必不可少的。
神舟七號的成功，奏響了空間站關鍵技術驗證的序曲。經過緊張、完善的籌備工作，2011年9月29日天宮一號目標飛行器發射升空，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，天宮一號已經具備了環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，夯實了這一關鍵技術。在此次任務中，劉洋成為中國首位進入太空的女性航天員，巧合的是，神舟九號發射當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，這是中國首次應用性航天任務。在這次任務中，航天員王亞平通過視頻通信，對地面上的中小學生進行了40分鐘的物理學太空授課，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能力，為了上好這堂課并實施越做越高端的后續任務，通信網絡從5年前就開始搭建了：2008年到2012年，3顆天鏈一號數據中繼衛星陸續部署到距地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驗證。
2016年9月15日，天宮二號空間實驗室發射升空。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學、空間栽培、空間科學、在軌維修在內的多項太空實驗。航天員在天宮二號播種生菜種子，養了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，天舟一號又執行了兩次脫離、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，因為它驗證了關鍵的在軌補加技術，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：建設正式空間站。
2021年4月29日，中國空間站天和核心艙發射升空，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，可以支持航天員長期在軌駐留；在推進系統上，它配備了4臺霍爾效應推進器，在國際上首次將此技術用于載人航天器；配置了一條10.2米長的智能機械臂，能在艙外靈活爬行，執行艙段轉位、狀態檢查工作，并協助人員轉移和物資搬運。
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。除了進一步驗證長期駐留、再生生保和對接技術之外，兩個乘組的重要任務都是對空間站進行建設，他們各自進行了兩次艙外活動，每次均長達6小時左右，工作內容包括艙外活動相關設備組裝、全景相機抬升、機械臂懸掛裝置和轉接件安裝等。
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日發射的問天實驗艙和10月31日發射的夢天實驗艙，實現了“一居改三居”。神舟十四號乘組執行了累計近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。
經過神舟十二號到神舟十五號的持續建設，中國天宮空間站基本竣工，進入科學應用階段。此后，為了進一步支持在軌科學實驗，為航天員的工作生活創造更好的條件，我國計劃適時發射擴展艙段，進一步擴展空間站構型。
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神舟十六號以后
空間站進入應用發展階段
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。乘組中首次出現了戴眼鏡的航天員——北京航空航天大學的載荷專家桂海潮，他是首位非軍職出身的航天員，主要負責空間站的科學應用實驗。乘組中還出現了航天飛行工程師這一職務，由非飛行員出身的朱楊柱擔任。神舟十六號的成功抵達，標志著天宮空間站進入常態化值守，正式開啟應用與發展階段。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科學應用實驗之外，還執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，除了負責空間站的常規維護加固之外，還要開展90余項實(試)驗，如“太空養魚”、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?？傊?，隨著天宮空間站進入應用發展階段，在軌科研工作會繼續平穩推進，研究領域的覆蓋面會越來越廣，參與的國家和地區也將越來越多。中國一直主張，中國空間站不僅屬于中國，也屬于全世界，它將為人類經濟社會發展作出更多“中國貢獻”、提供更優“中國方案”。
目前，我國載人月球探測工程登月階段任務正在穩步實施中。從神舟飛船到天宮空間站獲得的技術能力、寶貴經驗、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。中國航天人面對新征程，將堅持自立自強、創新超越，在浩瀚太空闖出更廣闊的天地。(作者為中國科普作家協會會員)
來源：北京日報 【編輯:曹子健】