天宮－2和神舟－11載人飛行任務圓滿成功

楊璐茜（北京空間科技信息研究所）

天宮－2和神舟－11載人飛行任務圓滿成功

Tiangong-2 & Shenzhou-11 Mission: a Complete Success

楊璐茜（北京空間科技信息研究所）

2016年10月17日07∶30，神舟－11載人飛船升空，順利將景海鵬、陳冬2名航天員送入太空。10月19日，神舟－11與9月15日先期入軌的天宮－2空間實驗室交會對接，航天員進入天宮－2生活和工作。

神舟－11任務是中國第6次載人航天飛行任務，總飛行時間33天，是中國目前為止持續(xù)時間最長的一次載人飛行任務。此次任務的主要目的：一是為天宮－2空間實驗室在軌運行提供人員和物資天地往返運輸服務，考核驗證空間站運行軌道的交會對接和載人飛船返回技術；二是與天宮－2空間實驗室對接形成組合體，進行航天員中期駐留，考核組合體對航天員生活、工作和健康的保障能力以及航天員執(zhí)行飛行任務的能力。

11月18日13∶59，神舟－11返回艙在內(nèi)蒙古中部成功著陸，執(zhí)行飛行任務的航天員景海鵬、陳冬身體狀態(tài)良好，天宮－2和神舟－11載人飛行任務獲得圓滿成功。

1 交會對接

10月19日03：31，神舟－11飛船與在軌飛行一個多月的天宮－2自動交會對接成功。航天員景海鵬、陳冬順利入駐天宮－2，并按計劃開展空間科學實驗。

神舟－11飛船入軌后，歷經(jīng)5次變軌，達到與天宮－2相同的393km高的軌道，之后，飛船進行了4次停泊，離“天宮”越來越近。捕獲、緩沖、拉近、鎖緊，神舟－11與天宮－2最終成功實現(xiàn)自動交會對接。同時，此次交會對接首次模擬了未來空間站交會對接方式，即載人飛船利用自身機動能力去追蹤空間站。

2 打通天地遠程醫(yī)療會診鏈路

10月19日16：00，神舟－11載人飛行任務中的兩名航天員景海鵬、陳冬通過天地遠程醫(yī)療會診系統(tǒng)，成功實現(xiàn)了航天員和航天員支持室、遠程醫(yī)療會診中心、地面支持醫(yī)院的“四方聯(lián)動”，打通了天地協(xié)同遠程醫(yī)療會診所需的數(shù)據(jù)傳輸鏈路，驗證了我國首個天地遠程醫(yī)療會診系統(tǒng)。

遠程醫(yī)療天地協(xié)同會診的驗證流程主要包括三方面，首先是進行視頻的驗證，航天員在“天宮”的圖像傳到北京飛行控制中心的航天員支持室，然后傳到遠程醫(yī)療會診中心，通過遠程醫(yī)療會診中心再傳到支持醫(yī)院。第二是主要驗證數(shù)據(jù)的傳輸能力，包括航天員在軌的常規(guī)醫(yī)學檢查數(shù)據(jù)，比如心電圖、體溫、血壓等這些數(shù)據(jù)，還有無創(chuàng)心功能等數(shù)據(jù)的傳輸驗證。第三是通話會診，與航天員要有一個互動，通過語言實現(xiàn)四方互動。

實施這個項目的主要目的是在將來空間站任務的中長期飛行中，航天員在軌有可能發(fā)生一些比較復雜的、臨床性的病癥難以診斷，為處置這些問題提供一種有效的地面支持手段，確保航天員能夠在軌把這些問題及時地處置掉，保證飛行能夠正常進行，不至于因為疾病問題而提前返回。

3 釋放伴隨衛(wèi)星

10月23日07：31，天宮－2在太空中成功釋放了一顆搭載的伴隨衛(wèi)星。天宮－2伴隨衛(wèi)星質量約47kg，尺寸相當于一臺打印機大小，具備高效軌道控制、靈活姿態(tài)指向、智能任務序列處理和天地測控通信高速數(shù)傳的能力，上面裝載了一臺紅外相機和一臺2500萬像素的可見光相機。它的任務目標是為天宮－2和神舟－11組合體進行拍照，觀察其運行的狀況。同時進一步驗證了小衛(wèi)星的在軌釋放、駐留和伴飛的技術，也進行微小衛(wèi)星自身的新技術試驗和驗證。

伴隨衛(wèi)星

伴隨衛(wèi)星拍攝的組合體可見光圖像

10月24日，天宮－2與神舟－11組合體首批紅外相機圖像傳回地面。10月25日，另一臺可見光相機也傳回了圖像。

4 天地通話

11月9日，中共中央總書記、國家主席、中央軍委主席習近平來到中國載人航天工程指揮中心，同景海鵬、陳冬通話。

通話前，景海鵬、陳冬開展了機械臂人機協(xié)同在軌維修技術試驗。航天員精準完成一連串試驗動作：手控機械臂移至預定位置、機械手和機械臂開始動作、機械臂復位、數(shù)據(jù)手套狀態(tài)恢復……

人機協(xié)同在軌維修技術試驗為世界首次，在軌開展用電動工具擰螺釘、拆除隔熱材料等模擬拆卸設備的動作，通過探索人機協(xié)同作業(yè)模式，為空間機器人在軌服務積累經(jīng)驗。

中共中央總書記、國家主席、中央軍委主席習近平同天宮－2里的景海鵬、陳冬通話

5 太空中的生活

在本次任務的飲食供應方面，按照逐步向空間站任務食譜周期過渡的設計思路，豐富食品種類和品種，延長食譜周期，兼顧個性化特點，進一步提高了食譜的感官接受性。本次飛行任務，食譜周期由原先的4天延長至5天1個食譜周期，配置的航天食品達100余種，其中還有幾種歐洲航天局（ESA）提供的歐洲食品，為空間站任務未來可能的國際合作飛行奠定基礎。在食譜框架設計方面，充分考慮了營養(yǎng)搭配，并注意與飛行不同時段航天員生理反應和飛行任務負荷相匹配。

為適應飛行時間延長和工作種類的豐富，還新采取了“以周為單位”的6+1的工作制度，即每工作6天，休整1天，這也是空間站任務擬執(zhí)行的作息制度；還進一步根據(jù)在軌工作需求，豐富了服裝類型；按照航天員的個人需求配置個性化、多樣化的休閑用品和資料，滿足航天員個體的在軌休閑娛樂需求，也為駐留時間延長心理健康保障提供了有力措施。

同時，通過這次任務，在軌驗證了長期在駐留保障的三大技術中的關鍵技術和新的技術。比如，在本次任務中，航天員首次在軌實現(xiàn)了利用跑臺進行跑步的鍛煉，驗證了未來空間站航天員在軌跑步的方案。這些也是為將來跑臺的研制和我們未來在軌的長期飛行跑臺鍛煉方案的設計提供了依據(jù)。

6 豐富的在軌實驗/試驗和科普活動

太空養(yǎng)蠶

此次太空飛行任務中，有6只可愛的“蠶寶寶”和航天員們一起進駐天宮，他們是科學家培育改良的品種“秋豐白玉”?！疤震B(yǎng)蠶”是這次飛行任務中一個有趣的實驗，這也是從“香港中學生太空搭載實驗方案設計比賽”70多個實驗中脫穎而出的獲獎項目。入圍的6只蠶寶寶中，有5只已經(jīng)吐絲結繭，它們已被放到冷藏箱，和航天員們一起返回地球。

蠶寶寶穿特制“航天服”進入太空

景海鵬在天宮－2中“遛”蠶寶寶

另外2個來自“香港中學生太空搭載實驗方案設計比賽”的獲獎項目—“水膜反應”和“雙擺實驗”，都取得很好的效果?！八し磻睂嶒烅樌闪吮∧?；“雙擺實驗”完成了相關的運動影像的攝制。

太空種植

此次在軌共做了27天的植物實驗，從第一天植物裝置的組裝，到澆水、在軌播種、鋪地膜，所有的程序都由航天員親自完成。這次是我國首次在太空人工栽培蔬菜。通過此次實驗，驗證了航天員在軌進行組裝裝置、播種、間苗、補水等一系列栽培技術。

腦機交互實驗

生菜種植栽培裝置（上）和太空種植的生菜（下）

腦機交互是采集被試者的腦電，提取特征，識別命令，進行控制。這是國際上首次在軌進行腦機交互技術空間適應性測試。

腦機交互將是未來人機交互的最高形態(tài)。航天員在太空環(huán)境完成復雜作業(yè)任務會受到極大的限制，腦機交互可以不依賴外周神經(jīng)和運動系統(tǒng)，將航天員的思維活動轉化為操作指令，同時又能監(jiān)測航天員的腦力負荷等神經(jīng)功能狀態(tài)，實現(xiàn)人機互適應，減輕作業(yè)負荷，是最為理想的人機交互方式。而太空腦機交互實驗，就是對這一技術在軌適用性的最為關鍵的驗證。

天地聯(lián)講科普課

在駐留在天宮－2空間實驗室期間，景海鵬、陳冬與地面上的航天員王亞平一起為全國青少年小朋友錄制了一堂“太空科普課”，這也是世界航天史上第一堂“天地聯(lián)講科普課”。

航天員在太空展示太空郵局紀念品（左）和共青團中央中國青年志愿者旗幟（右）

科普課的主題是“太空一日”。3位航天員分別在太空和地面向觀眾介紹在太空中工作和生活的一天。景海鵬和陳冬回答了小朋友們的問題，并表演了在失重環(huán)境下遠程喂投食物、打太極拳、倒立等高難度動作。

此外，航天員在太空還進行了太空郵局紀念品展示、共青團中央中國青年志愿者旗幟展示以及家書載夢等頗具意義的科普展示活動。

7 “神舟”告別“天宮”

11月17日，景海鵬和陳冬進行撤離天宮－2的準備工作。組合體分離前，航天員在地面科技人員的配合下，為返回做了三方面的工作：一是在軌產(chǎn)生的實驗數(shù)據(jù)的回收；二是艙內(nèi)環(huán)境的清理；三是離開天宮－2之前進行狀態(tài)設置。

數(shù)據(jù)收集和樣本回收，包括在天宮－2上做的實驗數(shù)據(jù)、在太空栽培的生菜、結繭的蠶，以及航天員在太空中采集的尿液、唾液等樣品，這些要放到神舟-11返回艙里帶回地面。

艙內(nèi)環(huán)境整理，包括航天員帶過去的生活用品、實驗用品和鍛煉用的自行車，有些要帶回地球，有些東西就留在了天宮－2中。

殘余食品垃圾、衛(wèi)生用品垃圾以及實驗產(chǎn)生的一些垃圾，都要放入壓縮袋，打包放到軌道艙里，然后隨軌道艙墜入大氣層銷毀。

之后二人返回到飛船，進入到返回艙。2個航天器分離后，神舟－11飛船首先撤離至120m停泊點保持位置，狀態(tài)確認正常后，在地面指令控制下逐漸遠離天宮－2空間實驗室。

8 成功著陸

11月18日13：59，神舟－11飛船返回艙在內(nèi)蒙古中部成功著陸，執(zhí)行飛行任務的航天員景海鵬、陳冬身體狀態(tài)良好。

此次天宮－2和神舟－11載人飛行任務的圓滿成功，標志著我國載人航天工程空間實驗室階段任務取得具有決定性意義的重要成果，為后續(xù)空間站建造運營奠定了更加堅實的基礎。