戈壁灘的夜空被一道烈焰劃破,長二F運載火箭托舉著神舟二十一號載人飛船騰空而起,將張陸、武飛、張洪章三名航天員精準送入預定軌道。此次發射任務的成功,標志著我國載人航天工程再次邁出關鍵一步,其中最受矚目的當屬神舟飛船首次在載人狀態下實施3.5小時自主快速交會對接。
交會對接技術是載人航天任務的核心環節之一。此前,神舟八號與天宮一號空間實驗站完成交會對接耗時兩天;神舟十二號至神舟二十號則采用6.5小時模式。而此次神舟二十一號將這一時間壓縮至3.5小時,旨在實現航天技術的新突破。這一過程分為遠程導引和近程導引兩個階段,由被稱為飛船“智慧大腦”的GNC(制導、導航與控制)系統全程操控。
從6.5小時縮短至3.5小時,背后是三項關鍵技術優化:遠程導引段飛船繞地球飛行圈數從3圈減至2圈;近程導引段初始距離縮短,使飛船在更近的“起跑線”開始最終機動;遠程導引末段與近程導引初段統一優化,確保在目標軌道存在誤差時仍能導引出安全軌跡。為保障任務成功,GNC系統具備3.5小時與6.5小時兩種模式切換能力,并在多個關鍵節點對飛船狀態進行評估。
快速交會對接模式的優勢顯著。專家指出,這一模式可減少遠程導引段軌控次數和飛行圈次,縮短近程導引時間,從而降低航天員在艙內的等待壓力,減少對電池燃料等資源的需求,并提升任務整體應對故障的能力。這種靈活性為我國空間站的任務規劃和應急響應提供了更強支撐。
神舟二十一號任務的成功,離不開多個分系統的緊密協作。執行此次任務的長二F火箭實施了近20項技術改進,進一步提升入軌精度和可靠性,確保飛船被精準放置在與空間站軌道高度契合的“快車道”上。測控與通信系統則由全球地面站、天鏈數據中繼衛星以及飛船和空間站上的通信設備共同構成,其中激光雷達的多目標識別功能為精準對接提供了關鍵保障。當飛船與空間站接近至“最后一厘米”時,由中國航天科技集團八院研制的對接機構將發揮作用,其核心技術可吸收對接瞬間的碰撞能量,實現柔順捕獲與鎖緊。
此次任務還首次在我國空間站開展嚙齒類動物在軌飼養及實驗研究。實驗選用4只經過嚴格篩選和訓練的小鼠(雌雄各2只),它們將在太空微重力環境中生活5至7天后返回地面,繼續接受科學研究。小鼠因與人類基因同源性高、體型小、繁殖周期短等特點,成為研究空間生理、病理及生長發育的重要模型。研究目標包括建立哺乳動物天地研究全流程實驗體系、驗證空間飼養關鍵技術,以及探索小鼠器官系統對微重力環境的應激響應,為后續哺乳動物空間科學研究奠定基礎。
任務還充分發揮載荷專家的專業優勢,在軌開展“面向空間應用的鋰離子電池電化學光學原位研究”。通過分析鋰離子電池在太空環境下的性能演化規律,可為后續任務中電池的研制和高可靠應用提供理論支撐。這一系列創新實踐,再次彰顯了我國載人航天工程的技術實力與探索精神。











