揭秘神舟十三太空载人返回神，神舟十三号返航，在太空出差半年，是一种怎样的体验？

文琳资讯 2024-04-11

4月16日，由航天科技集团五院抓总研制的神舟十三号载人飞船，结束了长达半年的“太空出差”，搭载着翟志刚、王亚平、叶光富三名航天员跃入天际，稳稳降落在东风着陆场，圆满完成了我国迄今为止时间最长的载人飞行天地往返任务。这是神舟载人飞船执行的第八次载人飞行。在本次太空载人返回中，神舟十三号是如何从中国空间站荣耀而归的呢？让我们一起来揭秘吧。

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载人航天，人命关天。神舟十三号返回地球可以说是过程复杂、惊心动魄，它要依次经过轨返分离、推返分离、再入、过黑障区、开降落伞、开着陆缓冲发动机等关键飞行事件及环节，返回过程还要经过严酷空间环境和轨道条件的考验。不过，在航天科技集团五院技术人员的精心设计下，神舟十三号牢牢把握住了“三个度”，即：速度、温度和精度，确保自己稳稳落地、安全回家。

速度，恰到好处

神舟飞船在轨道上运行的速度大约为7.8千米/秒，接近第一宇宙速度。在如此快的速度下，要确保航天员的安全，就必须对返回地球后的最终着陆速度进行控制。为实现这一目标，航天科技集团五院的技术人员在飞船研制阶段开展大量试验验证和数据判读，保证飞船在着陆过程中逐步降低速度，那就是返回前由推进舱轨控发动机实施制动，降低轨道能量和轨道高度，确保飞船再入大气层；返回舱具有特定气动外形，进入大气层后依靠空气动力产生的阻力和升力减速；返回舱运动至距地面附近时打开降落伞，进一步降低速度；着陆瞬间开启返回舱底部的着陆缓冲发动机，最终将落地速度降低到一定范围内。

温度，火候适中

返回舱进入大气层后，将与空气发生剧烈摩擦，舱体表面局部温度可达上千摄氏度。为了确保舱内温度依然舒适，飞船控温的主要手段就是依靠防热结构对舱内进行保护。为此，航天科技集团五院的科研人员在舱体表面设计了防热涂层，敷设有一层烧蚀材料，当温度达到一定程度时烧蚀材料升华脱落，带走大量热量。此外，返回前会实施“热控预冷”，提前将返回舱温度降低少许，使在入前舱内温度有一个较低的基准。

精度，稳操胜券

神舟飞船返回犹如万里中10环，对于着力精度的要求极高，为使返回舱着陆在指定区域，就必须对飞船着陆点的精度进行控制。为此，航天科技集团五院的技术人员为神舟十三号飞船配备了一套“着陆轻功”，首先是返回轨道维持，调整飞船的轨道平面，使飞船星下点轨迹经过返回瞄准点；随后返回制动，通过制动的速度增量和发动机开机时刻，确保再入角和返回航程，为精准着陆提供保障；最后返回舱升力控制，进入大气层后，返回舱通过一系列姿态机动，巧妙利用空气动力产生的升力，进行航向和横向运动的控制，精准调整预定的着落点，最终平安返回。

神舟十三号已经圆满完成了本次飞行任务预定的各项要求，载誉凯旋。它的安全返回，标志着我国空间站关键技术验证阶段任务圆满收官，即将进入建造阶段。

（光明日报全媒体记者张蕾崔兴毅张亚雄通讯员李蒙时小丹）

4月16日9点57分，神舟十三号载人飞船返回舱成功着陆在内蒙古阿拉善盟额济纳旗境内的东风着陆场，三名航天员翟志刚、王亚平、叶光富如期返回地球家园。

自去年9月发射以来，三名航天员已经在中国的“太空之家”上待了180余天，刷新了中国航天员连续在轨飞行时长新纪录。超长的太空出差时间，给足了航天员们在太空工作和体验生活的机会。除了出舱活动、在轨科学实验等“常规操作”，三名航天员们此次还进行了两次太空授课直播，举办了天宫画展，并在太空度过了一个特别的春节。

本次任务的圆满完成，标志着属于中国的“太空之家”顺利完成关键技术验证。根据后续安排，中国空间站即将进入紧锣密鼓的工程建设阶段，并争取在今年年底全面完成空间站在轨建造。中国一代代航天人接力绘制的宇宙探索画卷正在逐渐清晰起来。

回顾三位航天员们在地球400多公里外出差的这半年，他们生活得如何？“感觉良好”三人组完成了哪些任务？中国空间站的建设进度如何，何时正式对外“开业”？

在太空出差半年，

是一种怎样的生活？

早在神舟十二号任务期间，中国“太空之家”的高质量生活条件已经大大超乎我们想象了——不仅有WiFi可以实现与地球的实时联系，还有营养丰富的太空食品，以及独立的睡眠区保障充足的休息。当乘组任务时间翻倍，对空间站的宜居情况提出了更高的挑战。

在航天人们的配合协作下，神舟十三号的出差体验得到了进一步升级，航天员们在很多环节完全能够实现“自己动手，丰衣足食”。

而得益于空间站内各机位的摄像机，我们也可以在400多公里外的地球上，足不出户就欣赏到航天员们新鲜的太空生活图鉴。

先来看看航天员们在空间站的作息安排。熬夜？那是不存在的——航天员们晚上10点睡觉，每天中午还有2小时午休时间，休息好才能够有足够的精力完成高难度的出差任务。

起床后，航天员们各自从独立的睡眠舱出来，先进行一番“精致”的洗漱，擦脸刷牙要求都能得到充分满足。

然后，三位航天员们开始享用加热过的丰盛早餐。虽然看不出包装袋中具体有哪些食材，但单看品种，绝对比大家出差时候的时候有过之而无不及。最关键的是，这早餐还能“飘着”“玩着”吃。

我们曾经提到，在神舟十二号的飞行期间内，为航天员配备了120多种营养均衡的菜品。此次在菜单制定上，我们依旧把“美食大国”的气质拿捏得死死的——除了准备了百余种食物外，科研人员还结合航天员特点准备了更具个性化的食谱。比如，王亚平是山东人，特意给她配置了海鲜；叶光富来自成都，菜谱相对偏辣；翟志刚是东北人，口味则比较广泛。

图源/CGTN

同时，考虑到在轨飞行时间较长，航天员们可能会吃腻一些长保质期的事物，地面科研人员还会通过神舟飞船将短保质期的食物送上空间站，为航天员补充蔬菜水果等。

在出差了一段时间后，曾有不少网友通过空间站视频发现航天员们“变胖”了，调侃道是不是太空伙食太好了？事实上，这倒主要还是与空间站微重力环境下的生理反应有关，失重后航天员们的体液需要重新分布，向头部分布较多一些，所以显得有点“浮肿”。

当然了，即使在空间站，航天员们吃完饭后也免不了要打扫厨余垃圾，并且还要进行严格的垃圾分类，将对应的食物残余和包装袋放到对应的收纳袋中。

太空垃圾会按照危害等级分类，厨余、排泄物等垃圾需要添加防腐剂，它们属于高危害等级。由于空间站上的垃圾可能需要一年才能运回地面，为了防止滋生细菌，污染整个空间站，其处理非常严格。而纸巾、塑料袋等普通垃圾可以抽真空，压缩以减小体积，这样才能存储更多垃圾方便进一步处理。

对于一次超长时间的太空出差而言，理发也是个非常重要的问题，一旦处理不好就会产生风险。

在失重的条件下，航天员们是如何保持发型的呢？

镜头里，王亚平展示了她高超的“太空洗头”技术，再用发帽将头发擦干。然后，我们的太空“Tony老师”叶光富上线了，他拿出专业的设备，开始给王亚平梳理和修剪头发。指令长翟志刚则在一旁拿着碎发收集器辅助理发。

随着我国进入空间站建造阶段，未来航天员长期在轨驻留将成为常态化，太空理发也将是航天员在轨生活的必备环节之一。

除了互帮互助理发外，航天员们还要协助彼此进行健康监测。

既有五官镜等健康监测，还需要定期测量身高。因为微重力环境下航天员的身高变化，不仅关系到航天员的外在体型变化，还关系到对航天员骨骼状态的检查。

与地面不同的是，在微重力环境中测身高可不需要站着，借助特定的固定装置，航天员们“躺平”即可完成测量。

在轨六个月，神舟十三号乘组无比丰富的业余活动也让大家开了眼界——在太空写书法、玩乐器、摄影、听歌刷剧.....想得到和想不到的活动，在空间站中可以说是应用尽有。

聂海胜在空间站中练习书法

本次乘组活动的一个重要亮点，莫过于三位航天员今年在空间站度过了一个特别的春节。由于神舟十三号任务的时间跨度史无前例的长，这也是中国人第一次在太空过春节。

无论是在地球还是太空，仪式感是少不了的，在除夕前，三位航天员就先布置了一番我们的“太空之家”——春联、小老虎吉祥物、红气球，把空间站里的年味安排得明明白白。

除夕夜，“感觉良好”三人组在空间站享用了一餐独一无二的年夜饭，饺子光靠飘就炫进口中了。

除夕当晚，是中国航天员们第一次以太空视角看春节的祖国夜景。城市万家灯火，有阖家团圆的幸福，也有尽职尽责的坚守。

相隔距离虽远，但航天员们对于重要活动的参与感却丝毫不少。

在正月十五的元宵晚会上，神舟十三号的乘组通过天地连线的方式惊喜现身。王亚平带来一首限定版的《茉莉花》古筝曲，让古典民乐在空间站奏响。

翟志刚和叶光富则亲自书写了一对元宵节灯谜，邀请观众来猜这史上第一幅太空灯谜。

北京冬奥会前夕，航天员们还在空间站上通过科学实验的方式，“变”出了一个五环，为冬奥会加油助威。

太空三人组此次出差

完成了哪些任务？

空间站的生活令人向往，不过此次神舟十三号乘组更是肩负着大量高难度工作任务前往空间站出差的。作为中国目前在轨时间最长的航天员乘组，“感觉良好”三人组具体完成了哪些任务呢？

两次出舱活动

在神舟十二号乘组任务中，中国航天员已经实现了从天和核心舱出发的两次太空行走。在神舟十三号的飞行过程中，依旧安排了两次出舱作业。

2021年11月8日，经过约6.5小时的出舱活动，神舟十三号航天员乘组在密切协同下，圆满完成第一次出舱活动的全部既定任务，包括机械臂悬挂装置与转接件安装等。这也是中国航天史上首次有女航天员参加的出舱活动。

三名航天员们有梗的“感觉良好”接力，看得网友们激动地直言“这是去太空说相声了啊”。

12月26日，神舟十三号乘组再完成第二次出舱任务，“下一次出舱”的80后航天员叶光富实现首次出舱。这次活动完成了全景相机C抬升、舱外作业点脚限位器安装及相关工效验证等任务。

一句句“感觉良好”，令我们心安。但在充满未知的宇宙环境中，出舱其实是一项难度极高的高风险活动，任何一点故障都可能导致出舱活动的失败，甚至威胁到航天员的身体健康和生命安全。

出舱活动到底有多难？据中国载人航天工程办公室介绍，航天员们的出舱活动难在五方面：

天地协同：在出舱活动中，地面工作人员们必须时刻守护着，通过视频与通话，及时发现可能存在的事故隐患并迅速处理。
舱内外配合：三名航天员们彼此配合，两名航天员出舱的同时，另一名航天员必须紧盯舱内屏幕，密切关注同事的一举一动，精准、从容地进行机械臂操作，将他们运送到正确位置。
与机械臂协同工作：机械臂就像盘旋在空间站之上的一条巨龙，航天员需要充分掌握“驾驭”它的本领，与之密切配合完成舱外各项工作，在失重情况下实现 “人臂合一”。
精准操作，万无一失：太空每一个精准的动作，都离不开在地面反反复复的“魔鬼训练”。在去空间站前，航天员们就会通过虚拟现实训练器等多种设备开展训练，对每个环节、每个动作都能够熟记于心，熟记于行。
个人安全防护：出了舒适的“太空之家”，条件就变得极为恶劣，200多摄氏度的温差、空间辐射都影响着航天员们的身体情况。舱外航天服和一些出舱保障设备，是航天员短暂的“避风港”

这两次任务的成功，不仅为后续出舱活动进一步积累了经验，也让实施舱外作业逐渐成为空间站阶段飞行任务工作常态。

两次太空授课

继2013年首次太空授课活动后，最美太空教师王亚平的“太空班”再度开课。这次，神舟十三号乘组带来了两次太空授课，通过天地连线的方式让多地学生同时上课。

在“天宫课堂”第一课中，航天员们先带领大家参观了天和核心舱的布置，其后太空教师王亚平展示了太空花开、双重人像、太空转身等各种在地面上不曾见过的奇妙景象。

“天宫课堂”第二课里，三位太空教师向学生们进行了魔法般的太空实验，还带大家参观了天和核心舱里的科技实验设备。北京冬奥会顶流冰墩墩更是现身中国空间站，成为本次太空的重磅“助教”。

在轨科学实验

作为被给予厚望的国家级太空实验室，神舟十三号任务在神舟十二号的基础上完成了二十余项科学实验。

据中国航天员训练中心研究员、载人航天工程航天员系统副总设计师李莹辉介绍，空间站的太空失重环境，为人类开展生命科学研究提供了便利条件。

依托中国空间站，中国在神舟十三号乘组在轨期间，首次建立了空间条件下细胞的长期培养体系和细胞模型，利用这样的体系和培养模型，科研工作者完成了几项国际领先的生命科学实验：

例如，中国完成了国际上首例从人体尿液中的肾上皮细胞，通过基因重编程的方式，把它转化成生机勃勃的、具有多种功能的干细胞，又分化成为心肌细胞。科学家们用基因编辑技术编辑了一个荧光蛋白，通过荧光蛋白的荧光，实现人类历史上首次观测失重条件下的心肌细胞“钙信号闪烁”过程。

利用心肌细胞对重力敏感的特性，科研工作者根据航天员在轨实验观测，比对心肌细胞在重力条件下和失重条件下的收缩过程、收缩特点，可以更好地解读失重对人类的影响。这项技术一方面可以帮助来了解人类在失重条件下的心血管变化特征，另一方面也对大众健康、人类的再生与衰老，包括人类的长寿和心脏病的发生，提供了非常好的实验模型。

此外，依托中国空间站和神舟十三号，中国科研工作者还完成了国际上首次皮肤干细胞长期失重条件下的悬浮培养实验，为长期失重条件的细胞研究提供了重要的技术平台。

开展这样的细胞空间实验，将有助于人类更好地认识生命、突破自身。

神舟十三号任务圆满完成

中国空间站年底有望全面建成

每个小目标的完成，都是为了最终实现建成中国空间站的大目标。那么从空间站的角度而言，神舟十三号任务实现了哪些技术验证目标？

首次在太空实施径向交会对接

此前中国的载人飞船采取的都是轴向对接技术，从前端或后端对接上空间站。

中国的空间站常用的对接口有3个，由于之前空间站天和核心舱的前向端口已经被天舟二号货运飞船对接，后向端口上又连接着天舟三号，神舟十三号飞行任务只能从径向进行对接。

轴向对接仅需要飞船跟空间站保持在一样的轨道高度上，而径向对接就要更复杂得多。

第一个难点在于相对控制。以往的轴向对接时，在最后的平移接近靠拢时，飞船与空间站处于同样的轨道高度，具备相同速度，可以设置若干停泊点，走走停停靠近空间站。而径向对接需要从下方靠近，全程都存在着速度差，需要通过更复杂的控制，才能消除偏差主动停泊。

第二个难点在于姿态变化。径向对接的过程中，飞船需要进行俯仰调姿和滚动调姿，最终保持直立状态对接，涉及到对接过程中导航敏感器合作目标的切换。

第三个难点在于测控条件。当飞船转为垂直姿态后，本来一上一下的天线变成了一前一后，这将会使测控的弧段变得不再连续，给飞行实践和任务规划增加了难度。为此，航天人们设计了空间站的信息代传功能，让空间站当了一回“路由器”——飞船可以将信息发给空间站，再由空间站中转给地面。

验证机械臂辅助舱段转位技术

开展机械臂辅助舱段转位，也是神舟十三号飞行乘组的重要任务之一，指的是将已经对接在窗口上的航天器抓取后，转移对接至其他窗口。

在中国空间站建造过程中，后续还将有问天号、梦天号实验舱与空间站对接的过程，为了让这两个重达20多吨的大家伙与空间站安全对接，航天人在研究后决定还是让实验舱与空间站先进行轴向对接。对接后，再转动机械臂，让其转九十度实现侧面对接。

神舟十三号任务期间，通过机械臂辅助舱段转位、手控遥操作等试验，检验了机械臂辅助舱段转位的可行性和有效性，验证了空间站舱段转位技术和机械臂大负载操控技术。

空间站长期驻守常态化验证

从科学研究的角度出发，航天员在太空内驻留的时间越长，验证得到的结果可靠性也会越高。而6个月的乘组更换也是基于平衡科研效益和人性化考虑得出的数字。太空毕竟有别于地球，过长时间的工作对宇航员的身心健康都会造成一定的影响。

此次神舟十三号乘组在轨驻留6个月，后续检测若能进一步验证航天员们的身心健康状态未受较大影响，就能够验证空间站实现常态化长期驻守的可能性，打下坚实基础，以便未来有更多宇航员长期在空间站进行各项实验任务。

首次采用快速返回方案

神舟十三号返回最大的亮点，在于首次采用了“快速返回方案”，这是之前从未尝试过的飞船返回技术。

去年神舟十二号返回地球时，从飞船与核心舱分离到落地需要28小时（其中有4个多小时用于验证径向交会对接）——需要在载人飞船和空间站舱段分离后围绕空间站进行绕飞，然后伺机转入返回轨道，这对返回舱内航天员的身心状态提出了巨大挑战。神舟十二号飞船曾绕地飞行18圈，才找到返回窗口。

而此次整个过程缩短至9小时左右。神舟十三号载人飞船脱离空间站舱段后，直接就进入返回模式，这将大幅提高航天员的舒适度和任务完成效率。过程看似简单，实则“步步惊心”，每一步都得精准无误地完成。

在这个过程中，中国的北斗卫星导航系统将起到重要作用，帮助快速确定位置。飞船上的计算机将根据北斗卫星导航系统提供的数据来制定最合适的加速和变轨方案，较之前减轻了地面工作人员的工作负担，保障了整个返回过程的精确度。

神舟十三载人航天任务的圆满结束，标志着中国已经顺利完成了中国空间站关键技术验证阶段，离大目标建成中国空间站又更近了一步。从今年5月起，空间站将迈向工程建造阶段。

在下一步的建造阶段中，载人航天工程将会依次发射天舟四号、神舟十四号、问天实验舱和梦天实验舱，搭建出中国空间站的“T”字基本构型。

并且今年年底前还有望发射天舟五号和神舟十五号，届时将会有六艘航天器前往空间站，中国空间站将首次形成6舱合体的构型——包括天和号核心舱，问天号实验舱，梦天号实验舱，神舟十四号载人飞船，神舟十五号载人飞船，以及天舟五号货运飞船，空间站总重量将达97.6吨左右，成就百吨级空间站的规模。

现代航天之父齐奥尔科夫斯基曾言，地球是人类的摇篮，但人类不可能永远生活在摇篮里。致力于探索太空，事关长远。

幸运的是，太空中有一座“太空之家”为我们而留，距离最终实现这个目标已近在咫尺。

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