出差6個月、回家9小時 創(chuàng)紀(jì)錄的神十三究竟“神”在哪？

4月16日9時56分，隨著神舟十三號載人飛船返回艙緩緩降落在東風(fēng)著陸場，神舟十三號載人飛行任務(wù)取得成功，這也標(biāo)志著中國空間站關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證階段任務(wù)就此圓滿收官。

4月16日，神舟十三號載人飛船返回艙在東風(fēng)著陸場成功著陸。圖為航天員翟志剛、王亞平、葉光富（左至右）安全順利出艙（拼版照片）。新華社發(fā)

打破多項(xiàng)紀(jì)錄、實(shí)現(xiàn)眾多“首次”的神舟十三號刷新了中國航天的新高度。此次我國航天員“太空出差”較以前的任務(wù)究竟有哪些不同？

“太空出差”為啥是6個月

從2021年10月16日出發(fā)，到2022年4月16日安全著陸，“太空出差”三人組在中國空間站度過了6個月的時間，駐留時間相比神舟十二號乘組的3個月足足延長了一倍，創(chuàng)造了中國航天史上新的太空駐留時間紀(jì)錄。而待我國空間站全面建成后，6個月的時長也將成為我國空間站的常規(guī)輪換周期。

但為什么是6個月？航天員就不能在空間站多住一段時間嗎？國際宇航聯(lián)空間運(yùn)輸委員會副主席、中國航天科工集團(tuán)二院研究員楊宇光向科技日報記者解釋道，6個月的輪換周期其實(shí)是綜合各方面考慮后的結(jié)果。

首先，是對航天員身體情況的考慮。楊宇光指出，失重環(huán)境對人體健康的影響會隨著失重時間的增加而逐漸增大?？臻g站中的太空跑步機(jī)、太空自行車等健身設(shè)備，便是為幫助航天員克服失重環(huán)境帶來的肌肉萎縮、骨質(zhì)流失等負(fù)面影響所設(shè)置的。中國載人航天工程航天員系統(tǒng)總設(shè)計師黃偉芬也曾表示：“長期處于失重環(huán)境對人體的心血管系統(tǒng)、肌肉和骨骼系統(tǒng)等影響效應(yīng)更加凸顯，出現(xiàn)應(yīng)急醫(yī)學(xué)問題的概率將增高。”

楊宇光表示，目前我國對于航天員長期駐留空間站的經(jīng)驗(yàn)相對較少，對長期駐留帶來的相關(guān)健康問題仍在不斷摸索研究階段。因此，6個月的駐留時間是較為穩(wěn)妥的選擇。

此外，除了航天員需要換班休息，載人飛船同樣也要輪換。由于長時間暴露在太空輻射中，載人飛船部分電子元器件受到的輻射劑量隨時間積累，在軌時間存在上限。而6個月的任務(wù)時長能夠保證飛船各項(xiàng)指標(biāo)均處于相對穩(wěn)定的狀態(tài)，一旦飛船在太空中暴露時間過長，則可能產(chǎn)生無法預(yù)估的風(fēng)險。楊宇光表示，6個月左右的換班周期也是國際通行做法。

當(dāng)然，這一國際通行做法也并非沒有例外，宇航員也有“加班”的情況——半個月前剛剛從國際空間站返回的美國宇航員馬克·范德·海，便在空間站中駐留達(dá)355天。但據(jù)楊宇光介紹，航天員在軌駐留長達(dá)一年的情況較為少見，也并非常態(tài)。即使出現(xiàn)個別航天員長時間駐留的情況，載人飛船同樣也會換班，“新的乘組來訪換班時，舊乘組就會把舊的飛船開回去，留下新到訪的飛船。”楊宇光說。因此，即使航天員可以連續(xù)駐留近一年時間，飛船也是要“到點(diǎn)打卡下班”的。

神十三返回怎么能這么快

從北京時間4月16日0時44分，神舟十三號載人飛船與中國空間站天和核心艙成功分離，到當(dāng)日9時56分返回艙成功著陸，整個返回過程僅耗時約9小時，大致相當(dāng)于乘高鐵從北京去往廣州的時間。

在此前中國航天科技集團(tuán)五院載人飛船系統(tǒng)項(xiàng)目技術(shù)副經(jīng)理邵立民介紹神舟十三號任務(wù)時便曾提到，神舟十三號將首次實(shí)施快速返回，進(jìn)一步提升航天員的舒適性及任務(wù)實(shí)施效率。要知道，神舟十二號返回時，從飛船與中國空間站天和核心艙分離，到其安全降落在東風(fēng)著陸場，大約花費(fèi)了28.5小時。當(dāng)然，其中包括了神舟十二號飛船返回時驗(yàn)證徑向交會對接技術(shù)所花費(fèi)的4.5小時。如果去掉這部分時間，整個返回過程則剛好約為24小時。返回艙內(nèi)部空間狹小，3名航天員要“擠”在里面24個小時動彈不得，這無疑是對航天員身體和心理的雙重考驗(yàn)。

從28.5小時到9小時，快速返回快在了哪個環(huán)節(jié)？

我們不妨先來回顧一下神舟十二號的返回過程。神舟十二號飛船在與中國空間站脫

離后，并沒有著急啟動返回程序。而是先繞到了空間站天和核心艙的下方，與徑向?qū)涌诳繑n，對徑向交會對接的各項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行驗(yàn)證。也正是有了神舟十二號的“鋪路”，神舟十三號在交會對接時首次成功采用徑向交會對接技術(shù)，為后續(xù)空間站全面建成、運(yùn)行奠定了基礎(chǔ)。

驗(yàn)證任務(wù)結(jié)束后，神舟十二號便進(jìn)入了繞地環(huán)繞階段。簡單來說，便是圍著地球不停繞圈。楊宇光解釋道，繞圈是為了尋找一個合適的“窗口期”。由于載人飛船攜帶的燃料有限，返回時無法主動調(diào)整軌道面來對準(zhǔn)著陸場所在區(qū)域。因此，只能讓著陸場“主動瞄準(zhǔn)”飛船。由于地球自轉(zhuǎn)和飛船運(yùn)行軌道的限制，這樣的機(jī)會每繞一圈只有一次。而飛船連續(xù)不斷地圍著地球繞圈，便是為了尋找一個時間、氣象等條件都處于最佳的返回“窗口期”。神舟十二號返回時，在這個階段花費(fèi)了大量時間，它繞地球轉(zhuǎn)了大約11圈，每轉(zhuǎn)一圈便要消耗1.5小時。因此，盡可能地減少“繞圈”次數(shù)，便是此次神舟十三號快速返回的關(guān)鍵。

楊宇光介紹，通過對最佳返回“窗口期”的精密計算，神舟十三號能夠?qū)γ撾x空間站的時機(jī)進(jìn)行提前安排，從而保證飛船脫離空間站，進(jìn)入繞地軌道后不久，東風(fēng)著陸場便可“瞄準(zhǔn)”飛船，省去了大量繞地時間。據(jù)了解，此次神舟十三號在這一階段僅繞行地球5個圈次。“這整個過程需要一系列的復(fù)雜操作，因此必須保證該技術(shù)成熟穩(wěn)定后，才可進(jìn)行。”楊宇光認(rèn)為，快速返回技術(shù)的應(yīng)用也是我國航天事業(yè)不斷走向成熟、強(qiáng)大的象征。

相關(guān)鏈接

非專業(yè)人士進(jìn)空間站要做哪些準(zhǔn)備

在不久前的全國兩會期間，中國載人航天工程副總設(shè)計師楊利偉曾被問及普通人未來是否有機(jī)會進(jìn)入中國人自己的空間站，他自信地表示：“只要有這種需求，我們的資源允許，技術(shù)不是問題。”

而就在大約10天前，美國東部時間4月9日，在近21個小時的飛行后，美國太空探索技術(shù)公司“奮進(jìn)號”龍飛船順利抵達(dá)國際空間站并成功完成對接。“奮進(jìn)號”龍飛船上搭載的是全球第一個到訪國際空間站的“私人宇航團(tuán)”。他們將在國際空間站駐留8天左右。

雖然此前也曾有普通人到訪國際空間站，但通常僅作為乘組隨行人員進(jìn)行短暫停留。而此次則是第一次由全私人乘組駕駛私人航天器前往國際空間站，可以說是一次真正意義上的“自費(fèi)出差”。與此前單純的私人太空旅游不同，該團(tuán)隊(duì)此次有著明確的科研目標(biāo)——他們將在國際空間站開展約100小時的多學(xué)科研究，包括天體物理學(xué)、光學(xué)、通信、生物、醫(yī)療保健、神經(jīng)病學(xué)等。

當(dāng)然這早已不是普通人第一次上太空，但相比只是為了“到此一游”的太空旅行，常態(tài)化的私人團(tuán)隊(duì)進(jìn)入空間站開展研究是否真的可行呢？

私人團(tuán)隊(duì)進(jìn)入空間站開展研究，第一道要跨過的門檻便是昂貴的“差旅費(fèi)用”。以此次“奮進(jìn)號”龍飛船為例，除擔(dān)任指揮官的美國國家航空航天局（NASA）退役宇航員、美國公理航天公司副總裁阿萊格里亞外，其余3人每人需要支付約5500萬美金（約合人民幣3.5億元）的“船票”。而發(fā)起此次任務(wù)的美國公理航天公司，則要向美國太空探索技術(shù)公司支付巨額的運(yùn)輸費(fèi)用，以及向NASA支付國際空間站使用費(fèi)用。

但即使如此，也并不意味著人人都可以進(jìn)入空間站。事實(shí)上，普通人在進(jìn)入空間站進(jìn)行一定時間的駐留前，要進(jìn)行嚴(yán)苛的身體訓(xùn)練，如高原適應(yīng)訓(xùn)練、離心機(jī)訓(xùn)練、微重力和模擬器訓(xùn)練、緊急演習(xí)等。尤其是要讓身體適應(yīng)飛船起飛、降落時強(qiáng)大的重力加速度和空間站中長時間的失重狀態(tài)。

而除可能面臨的生理健康問題外，空間站環(huán)境相對狹小、封閉，且夾雜著復(fù)雜的噪聲、振動等，常常會使長期生活、工作在其中的航天員產(chǎn)生心理健康問題。而這些都需要通過前期訓(xùn)練來克服。

此外，如果想在空間站內(nèi)從事科研活動，則還要學(xué)習(xí)掌握各類相關(guān)的理論知識和操作規(guī)程。只是相對于動輒駐留半年且任務(wù)繁重的航天員來說，普通人進(jìn)入空間站所需的訓(xùn)練時長將有所降低。

根據(jù)《2021中國的航天》白皮書顯示，“十四五”期間我國將培育發(fā)展太空旅游。楊利偉也認(rèn)為，商業(yè)航天將是未來航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一大趨勢。從工程角度來講，更多不同性質(zhì)的企業(yè)參與進(jìn)來，也將對航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展產(chǎn)生助力。（實(shí)習(xí)記者 都 芃 記者 付毅飛）