神舟十二号发射成功，我国航天员再征太空！_风闻

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就在刚才，上午9时22分，聂海胜、刘伯明、汤洪波乘坐的神舟十二号载人飞船，在我国酒泉卫星发射中心，由长征二号F遥十二运载火箭发射升空。

长征二号F遥十二火箭点火升空 | Tea-tia 摄

起飞约573秒后，飞船成功入轨，发射任务取得圆满成功。

按计划，神舟十二号将在入轨约6小时后，与中国空间站天和核心舱进行自主快速交会对接。3名航天员也将成为中国空间站的首批“住户”，“入住”时间将达3个月。

神舟十二号飞行任务标识 | 中国载人航天办公室

时隔近5年，神舟飞船再出征。这一次，它执行的是我国载人航天工程（921工程）“三步走”战略规划第三步中的首次载人航天任务，也是空间站关键技术验证阶段第四次飞行任务，意义不言而喻。

在此，不妨先来回顾一下921工程近30年来取得的举世瞩目的成就。

1992年1月，中国载人航天工程正式批准立项，因此得名921工程。

1999年至2002年，我国发射了神舟一号至四号无人试验飞船。2003年，神舟五号将我国首位航天员杨利伟送入太空，标志着921工程实现了“第一步”目标——独立掌握载人航天能力。

2003年，杨利伟乘坐神舟五号飞天 | 中国载人航天工程网

2005年至2017年间，我国陆续发射了神舟六号至十一号，以及天宫一号、天宫二号和天舟一号，掌握了航天员出舱、航天器交会对接技术，实现了航天员中期驻留、建成空间站运输系统的目标，圆满完成了921工程“第二步”，为空间站时代的到来做好了准备。

2008年，翟志刚完成中国航天员首次出舱 | 央视新闻

2020年长征五号B首飞拉开了921工程“第三步”的序幕。今年4月29日，中国空间站天和核心舱成功发射，标志我国正式进入空间站时代。5月29日发射的天舟二号货运飞船于次日完成与核心舱的自主快速交会对接，本次发射的神舟十二号也将与空间站进行自主快速交会对接，并与天和、天舟协力完成空间站初步组装建造与关键技术验证的目标。

神舟飞船专用座驾：通天神箭

神舟十二号的座驾是我国第一款也是目前唯一一款载人运载火箭——长征二号F（CZ-2F）。

它是一款两级半火箭，全长58.34米，重约493吨，起飞推力605吨，可将8吨多的载荷送入距离地面200至400公里高的轨道。百分之百的发射成功率，使长二F享有“神箭”的美名。

作为载人火箭，长二F拥有其他长征系列火箭所没有的“尖塔”和独特整流罩，这便是它的逃逸救生系统：逃逸塔与整流罩上部的逃逸装置。

长征二号F/G火箭结构示意图 | 图源：空天逐梦V  标注：WLR2678

东风航天城：航天员从这里出征太空

神舟十二号飞船发射的地方，是我们耳熟能详的酒泉卫星发射中心，也称“东风航天城”。然而绝大多数人可能不知道，它并不在甘肃酒泉，而在内蒙古阿拉善盟额济纳境内。

之所以用酒泉命名，是因为酒泉知名度较高，并且是距其最近的地级城市，而基地的主要物资供应也来自酒泉市。

中国酒泉卫星发射中心

长征二号F火箭的专用发射工位——921工位，是我国目前唯一的载人航天发射工位。

在它“隔壁”，矗立着酒泉的另一个现役工位——603（或9401）工位，它的通用性就强多啦，长征二号丙/丁、长征四号乙/丙这些光杆火箭都能在此发射。

左（东）侧为603工位，右（西）侧为921工位

载人火箭的发射窗口与轨道

长征二号F载人火箭的发射窗口要考虑飞船入轨后的太阳光照影响，有时还受白天返回着陆场条件的约束，飞船运行区域与发射场、着陆场气象条件也是需要考虑的因素。

对于需要进行交会对接的神舟十二号来说，发射窗口主要取决于与空间站核心舱轨道面共面的要求。由于每天两者轨道面共面的机会只有几分钟甚至是以秒计算，发射窗口极窄，发射时间几乎没有调整余地，因此被称为零窗口或窄窗口发射。

如若错过，发射就要推迟一天或更久，这就对飞船与火箭的可靠性提出了更高要求。

本次神舟十二号飞船的发射轨道为200公里（近地点高度）× 348公里（远地点高度），轨道倾角为41.3°。从酒泉卫星发射中心起飞后，一路向东偏南方向飞行，经过宁夏、陕西、山西、河北、山东等省，最终在黄海上空入轨。

神舟十二号飞船的发射飞行轨迹及残骸落区分布

航天员乘组构成

神舟十二号航天员乘组共3人，分别是聂海胜、刘伯明和汤洪波。

神舟十二号飞行乘组简介 | 中国载人航天办公室

聂海胜与刘伯明都是我国第一批航天员中的“老司机”，前者执行过神舟六号和神舟十号任务，后者执行过神舟七号任务。汤洪波则是来自第二批航天员的“新人”，曾是神舟十一号的备份航天员。三人以老带新，计划在空间站生活工作3个月。

除了神舟十二号，今明两年我国空间站建造任务还将进行另外3次神舟载人飞船的发射，这3次任务航天员驻留空间站的时间将更长，达到6个月。每次任务航天员乘组都将按照“两老带一新”的方式，从现役的第一批与第二批的16名航天员中选拔， 每名航天员训练均超过6000学时。

航天员的座驾：巡天神舟

历次发射的神舟飞船均为三舱构型，其全长9.25米，最大直径2.8米，太阳翼展开后宽度达17米，从上到下依次由轨道舱、返回舱、推进舱组成。

量产型神舟飞船结构示意图

需要说明的是，神舟飞船在结构和细节上并不是一成不变的。随着任务目标的变化及技术的不断进步，神舟飞船也在不断作适应性改进，变化较大的有神舟七号和八号。

上图：早期两对太阳翼构型的神舟飞船

下图：出舱任务构型的神舟七号结构示意

此前神舟一号至神舟六号的轨道舱，因兼顾作科学平台的目的，在返回舱返回后，仍将留轨工作一段时间，故而除推进舱有一对大太阳翼外，轨道舱也携带了一对小太阳翼。神舟七号因航天员出舱需要，取消了这一对小太阳翼。

神舟八号及后来的神舟飞船，针对交会对接的需要，将轨道舱顶部装置由科学仪器更换为对接机构，载人飞船总重也由此前的7.8吨增至8吨左右。

至此，神舟飞船正式定为“量产型”，未再发生较大改变，只有在部分细节处因每次任务需求不同而存在一定差异。

神舟十一号与天宫二号组合体，实拍照片 | 中国科学院

此次发射的神舟十二号，与“量产型”神舟飞船基本相似，不同点在于升级改进了轨道舱的主动对接机构。

相比于第一代对接机构，目前所用的第二代对接机构应用可控阻尼技术，可以缓冲大吨位航天器对接过程产生的撞击能量，使原本8吨的对接能力提升至180吨，让神舟十二号具备与天和核心舱和天舟货运飞船的组合体这类大型航天器温柔一“吻”的能力。

神舟十二号飞船正样 | CCTV

约六小时快速交会对接

以往神舟八号至神舟十一号与天宫一号目标飞行器、天宫二号空间实验室的交会对接，均采用传统交会对接模式，飞船从入轨到具备交会对接条件，需历时约2天，过程中需要大量人工参与。

例如，神舟十一号飞船在远距离段需要人工辅助操作，把飞船引导到距天宫二号一定的位置，然后，才能由飞船自主完成近距离交会对接。

从天宫一号上的监视相机视角，看神舟九号与天宫一号自动交会对接

神舟十二号相较于它的“前辈们”，很大不同就在于采用“全相位全自主快速交会对接方案”。

“全相位”使飞船在入轨时无论和空间站的相对位置是1/4圈、半圈，哪怕接近整圈，都可以以最快速度或者在规定时间点实现对接，真正实现了全天候发射。

“全自主”即从飞船入轨到交会对接成功，全程无需人工干预，在北斗卫星导航系统的帮助下，由飞船上的控制器自主规划制定交会对接方案。

“快速”则使交会对接全过程时间缩短至约6小时（绕地球飞行4圈），从而大大缩短了航天员在飞船狭小空间中的停留时间，减少航天员不必要的体力与精力付出。

总结起来，神舟十二号就像一辆无人驾驶汽车，在它交会对接时，地面人员与航天员只负责监视，无需过多干预。

天舟二号货运飞船与空间站天和核心舱进行自主快速交会对接 | CCTV

后续任务展望

神舟十二号在完成与天和核心舱的前向对接后，3名航天员将进入核心舱内，按照天地同步作息制度，开始执行为期3个月的生活和工作。

神舟十二号与天和核心舱前向端口对接动画 | 中国载人航天工程办公室

任务将验证载人天地往返运输系统的功能性能，并全面验证航天员长期驻留保障技术，包括考核验证再生生保、空间站物资补给、航天员健康管理等航天员长期太空飞行的各项保障技术。

期间，飞船将择机开展与天和核心舱的径向交会对接，将对接位置由天和的前向端口更换为径向端口，全面验证神舟飞船与天和核心舱的对接技术。

天和核心舱各对接/停泊/出舱口分布

而本次任务最大的亮点无疑是航天员的出舱活动，这将是自2008年神舟七号以后，时隔13年，中国人再次进行太空行走，并且，此次出舱规模和复杂程度也将是神舟七号所不能及的。

航天员将在核心舱机械臂的支持下，进行两次出舱活动，完成大量舱外作业，包括舱外工具箱的安装、全景摄像机抬升、扩展泵组的安装以及人员转移等，出舱时间则将长达6、7个小时。

舱外训练飞天服 | 载人航天新闻宣传中心

航天员出舱活动水下训练 | CCTV

此外，神舟十二号航天员乘组还将开展：

核心舱组合体日常管理：包括天和核心舱在轨测试、再生生保系统验证、机械臂测试与操作训练，以及物资与废弃物管理等；

空间科学实验和技术试验：进行空间应用任务实验设备的组装和测试，按程序开展空间应用、航天医学领域等实（试）验，以及有关科普教育活动；

航天员自身的健康管理：按计划开展日常的生活照料、身体锻炼，定期监测、维持与评估自身健康状态。

神舟十二号3名航天员在完成3个月的空间站在轨飞行任务后，计划于今年9月返回。届时，飞船返回舱将按惯例与轨道舱、推进舱分离后再入地球大气层，最终着陆于内蒙古东风着陆场。

神舟十号返回舱在四子王旗着陆场着陆 | 新华网

在此之前，神舟载人飞船均降落于内蒙古四子王旗着陆场，东风着陆场只作为备份着陆场。唯二的两次启用，分别是：2016年长七首飞发射的多用途飞船缩比返回舱，以及2020年长五B首飞发射的新一代载人飞船试验船返回舱的着陆。

新一代载人飞船试验船在东风着陆场着陆 | 汪江波 摄

此后，空间站不会停止忙碌的工作状态，天和核心舱和天舟二号还将进行各项技术验证，并为后续天舟三号和神舟十三号的到来做好准备。

2022年，我国预计还将发射2艘天舟货运飞船、2艘神舟载人飞船，以及梦天和问天2个实验舱，完成中国空间站的建设。

中国空间站建造阶段全过程图解

作者：Phil Leaf

科学审核：郑永春博士，中国科学院国家天文台研究员

题图：more_space