神舟十二號發射成功，我國航天員再徵太空！_風聞

出處 | 果殼（Guokr42）

就在剛才，上午9時22分，聶海勝、劉伯明、湯洪波乘坐的神舟十二號載人飛船，在我國酒泉衞星發射中心，由長征二號F遙十二運載火箭發射升空。

長征二號F遙十二火箭點火升空 | Tea-tia 攝

起飛約573秒後，飛船成功入軌，發射任務取得圓滿成功。

按計劃，神舟十二號將在入軌約6小時後，與中國空間站天和核心艙進行自主快速交會對接。3名航天員也將成為中國空間站的首批“住户”，“入住”時間將達3個月。

神舟十二號飛行任務標識 | 中國載人航天辦公室

時隔近5年，神舟飛船再出徵。這一次，它執行的是我國載人航天工程（921工程）“三步走”戰略規劃第三步中的首次載人航天任務，也是空間站關鍵技術驗證階段第四次飛行任務，意義不言而喻。

在此，不妨先來回顧一下921工程近30年來取得的舉世矚目的成就。

1992年1月，中國載人航天工程正式批准立項，因此得名921工程。

1999年至2002年，我國發射了神舟一號至四號無人試驗飛船。2003年，神舟五號將我國首位航天員楊利偉送入太空，標誌着921工程實現了“第一步”目標——獨立掌握載人航天能力。

2003年，楊利偉乘坐神舟五號飛天 | 中國載人航天工程網

2005年至2017年間，我國陸續發射了神舟六號至十一號，以及天宮一號、天宮二號和天舟一號，掌握了航天員出艙、航天器交會對接技術，實現了航天員中期駐留、建成空間站運輸系統的目標，圓滿完成了921工程“第二步”，為空間站時代的到來做好了準備。

2008年，翟志剛完成中國航天員首次出艙 | 央視新聞

2020年長征五號B首飛拉開了921工程“第三步”的序幕。今年4月29日，中國空間站天和核心艙成功發射，標誌我國正式進入空間站時代。5月29日發射的天舟二號貨運飛船於次日完成與核心艙的自主快速交會對接，本次發射的神舟十二號也將與空間站進行自主快速交會對接，並與天和、天舟協力完成空間站初步組裝建造與關鍵技術驗證的目標。

神舟飛船專用座駕：通天神箭

神舟十二號的座駕是我國第一款也是目前唯一一款載人運載火箭——長征二號F（CZ-2F）。

它是一款兩級半火箭，全長58.34米，重約493噸，起飛推力605噸，可將8噸多的載荷送入距離地面200至400公里高的軌道。百分之百的發射成功率，使長二F享有“神箭”的美名。

作為載人火箭，長二F擁有其他長征系列火箭所沒有的“尖塔”和獨特整流罩，這便是它的逃逸救生系統：逃逸塔與整流罩上部的逃逸裝置。

長征二號F/G火箭結構示意圖 | 圖源：空天逐夢V  標註：WLR2678

東風航天城：航天員從這裏出征太空

神舟十二號飛船發射的地方，是我們耳熟能詳的酒泉衞星發射中心，也稱“東風航天城”。然而絕大多數人可能不知道，它並不在甘肅酒泉，而在內蒙古阿拉善盟額濟納境內。

之所以用酒泉命名，是因為酒泉知名度較高，並且是距其最近的地級城市，而基地的主要物資供應也來自酒泉市。

中國酒泉衞星發射中心

長征二號F火箭的專用發射工位——921工位，是我國目前唯一的載人航天發射工位。

在它“隔壁”，矗立着酒泉的另一個現役工位——603（或9401）工位，它的通用性就強多啦，長征二號丙/丁、長征四號乙/丙這些光桿火箭都能在此發射。

左（東）側為603工位，右（西）側為921工位

載人火箭的發射窗口與軌道

長征二號F載人火箭的發射窗口要考慮飛船入軌後的太陽光照影響，有時還受白天返回着陸場條件的約束，飛船運行區域與發射場、着陸場氣象條件也是需要考慮的因素。

對於需要進行交會對接的神舟十二號來説，發射窗口主要取決於與空間站核心艙軌道面共面的要求。由於每天兩者軌道面共面的機會只有幾分鐘甚至是以秒計算，發射窗口極窄，發射時間幾乎沒有調整餘地，因此被稱為零窗口或窄窗口發射。

如若錯過，發射就要推遲一天或更久，這就對飛船與火箭的可靠性提出了更高要求。

本次神舟十二號飛船的發射軌道為200公里（近地點高度）× 348公里（遠地點高度），軌道傾角為41.3°。從酒泉衞星發射中心起飛後，一路向東偏南方向飛行，經過寧夏、陝西、山西、河北、山東等省，最終在黃海上空入軌。

神舟十二號飛船的發射飛行軌跡及殘骸落區分佈

航天員乘組構成

神舟十二號航天員乘組共3人，分別是聶海勝、劉伯明和湯洪波。

神舟十二號飛行乘組簡介 | 中國載人航天辦公室

聶海勝與劉伯明都是我國第一批航天員中的“老司機”，前者執行過神舟六號和神舟十號任務，後者執行過神舟七號任務。湯洪波則是來自第二批航天員的“新人”，曾是神舟十一號的備份航天員。三人以老帶新，計劃在空間站生活工作3個月。

除了神舟十二號，今明兩年我國空間站建造任務還將進行另外3次神舟載人飛船的發射，這3次任務航天員駐留空間站的時間將更長，達到6個月。每次任務航天員乘組都將按照“兩老帶一新”的方式，從現役的第一批與第二批的16名航天員中選拔， 每名航天員訓練均超過6000學時。

航天員的座駕：巡天神舟

歷次發射的神舟飛船均為三艙構型，其全長9.25米，最大直徑2.8米，太陽翼展開後寬度達17米，從上到下依次由軌道艙、返回艙、推進艙組成。

量產型神舟飛船結構示意圖

需要説明的是，神舟飛船在結構和細節上並不是一成不變的。隨着任務目標的變化及技術的不斷進步，神舟飛船也在不斷作適應性改進，變化較大的有神舟七號和八號。

上圖：早期兩對太陽翼構型的神舟飛船

下圖：出艙任務構型的神舟七號結構示意

此前神舟一號至神舟六號的軌道艙，因兼顧作科學平台的目的，在返回艙返回後，仍將留軌工作一段時間，故而除推進艙有一對大太陽翼外，軌道艙也攜帶了一對小太陽翼。神舟七號因航天員出艙需要，取消了這一對小太陽翼。

神舟八號及後來的神舟飛船，針對交會對接的需要，將軌道艙頂部裝置由科學儀器更換為對接機構，載人飛船總重也由此前的7.8噸增至8噸左右。

至此，神舟飛船正式定為“量產型”，未再發生較大改變，只有在部分細節處因每次任務需求不同而存在一定差異。

神舟十一號與天宮二號組合體，實拍照片 | 中國科學院

此次發射的神舟十二號，與“量產型”神舟飛船基本相似，不同點在於升級改進了軌道艙的主動對接機構。

相比於第一代對接機構，目前所用的第二代對接機構應用可控阻尼技術，可以緩衝大噸位航天器對接過程產生的撞擊能量，使原本8噸的對接能力提升至180噸，讓神舟十二號具備與天和核心艙和天舟貨運飛船的組合體這類大型航天器温柔一“吻”的能力。

神舟十二號飛船正樣 | CCTV

約六小時快速交會對接

以往神舟八號至神舟十一號與天宮一號目標飛行器、天宮二號空間實驗室的交會對接，均採用傳統交會對接模式，飛船從入軌到具備交會對接條件，需歷時約2天，過程中需要大量人工參與。

例如，神舟十一號飛船在遠距離段需要人工輔助操作，把飛船引導到距天宮二號一定的位置，然後，才能由飛船自主完成近距離交會對接。

從天宮一號上的監視相機視角，看神舟九號與天宮一號自動交會對接

神舟十二號相較於它的“前輩們”，很大不同就在於採用“全相位全自主快速交會對接方案”。

“全相位”使飛船在入軌時無論和空間站的相對位置是1/4圈、半圈，哪怕接近整圈，都可以以最快速度或者在規定時間點實現對接，真正實現了全天候發射。

“全自主”即從飛船入軌到交會對接成功，全程無需人工干預，在北斗衞星導航系統的幫助下，由飛船上的控制器自主規劃制定交會對接方案。

“快速”則使交會對接全過程時間縮短至約6小時（繞地球飛行4圈），從而大大縮短了航天員在飛船狹小空間中的停留時間，減少航天員不必要的體力與精力付出。

總結起來，神舟十二號就像一輛無人駕駛汽車，在它交會對接時，地面人員與航天員只負責監視，無需過多幹預。

天舟二號貨運飛船與空間站天和核心艙進行自主快速交會對接 | CCTV

後續任務展望

神舟十二號在完成與天和核心艙的前向對接後，3名航天員將進入核心艙內，按照天地同步作息制度，開始執行為期3個月的生活和工作。

神舟十二號與天和核心艙前向端口對接動畫 | 中國載人航天工程辦公室

任務將驗證載人天地往返運輸系統的功能性能，並全面驗證航天員長期駐留保障技術，包括考核驗證再生生保、空間站物資補給、航天員健康管理等航天員長期太空飛行的各項保障技術。

期間，飛船將擇機開展與天和核心艙的徑向交會對接，將對接位置由天和的前向端口更換為徑向端口，全面驗證神舟飛船與天和核心艙的對接技術。

天和核心艙各對接/停泊/出艙口分佈

而本次任務最大的亮點無疑是航天員的出艙活動，這將是自2008年神舟七號以後，時隔13年，中國人再次進行太空行走，並且，此次出艙規模和複雜程度也將是神舟七號所不能及的。

航天員將在核心艙機械臂的支持下，進行兩次出艙活動，完成大量艙外作業，包括艙外工具箱的安裝、全景攝像機抬升、擴展泵組的安裝以及人員轉移等，出艙時間則將長達6、7個小時。

艙外訓練飛天服 | 載人航天新聞宣傳中心

航天員出艙活動水下訓練 | CCTV

此外，神舟十二號航天員乘組還將開展：

核心艙組合體日常管理：包括天和核心艙在軌測試、再生生保系統驗證、機械臂測試與操作訓練，以及物資與廢棄物管理等；

空間科學實驗和技術試驗：進行空間應用任務實驗設備的組裝和測試，按程序開展空間應用、航天醫學領域等實（試）驗，以及有關科普教育活動；

航天員自身的健康管理：按計劃開展日常的生活照料、身體鍛鍊，定期監測、維持與評估自身健康狀態。

神舟十二號3名航天員在完成3個月的空間站在軌飛行任務後，計劃於今年9月返回。屆時，飛船返回艙將按慣例與軌道艙、推進艙分離後再入地球大氣層，最終着陸於內蒙古東風着陸場。

神舟十號返回艙在四子王旗着陸場着陸 | 新華網

在此之前，神舟載人飛船均降落於內蒙古四子王旗着陸場，東風着陸場只作為備份着陸場。唯二的兩次啓用，分別是：2016年長七首飛發射的多用途飛船縮比返回艙，以及2020年長五B首飛發射的新一代載人飛船試驗船返回艙的着陸。

新一代載人飛船試驗船在東風着陸場着陸 | 汪江波 攝

此後，空間站不會停止忙碌的工作狀態，天和核心艙和天舟二號還將進行各項技術驗證，併為後續天舟三號和神舟十三號的到來做好準備。

2022年，我國預計還將發射2艘天舟貨運飛船、2艘神舟載人飛船，以及夢天和問天2個實驗艙，完成中國空間站的建設。

中國空間站建造階段全過程圖解

作者：Phil Leaf

科學審核：鄭永春博士，中國科學院國家天文台研究員

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