【環球時報-環球網 報道 記者 樊巍 張曉雅】10月31日23時44分，神舟二十一號載人飛船在長征二號F運載火箭的有力托舉下，搭乘著張陸、武飛、張洪章3名航天員，從酒泉衛星發射中心起飛升空。隨后，神舟二十一號載人飛船順利進入預定軌道，發射任務取得圓滿成功。
將首次采用3.5小時快速交會對接方案
(資料圖)
神舟二十一號載人飛船是中國空間站進入應用與發展階段后的第6艘載人飛船，也是我國首艘采用3.5小時快速交會對接方案的載人飛船。中國航天科技集團李喆在接受《環球時報》記者采訪時介紹稱，此次任務中，3.5小時快速交會對接方案進一步提高了神舟飛船自主交會對接能力。相比神舟二十號6.5小時交會對接方案，此次任務減少了遠距離導引段軌控次數和飛行圈次，縮短了近距離導引飛行時間。同時減少了航天員飛行壓力，減少了對電池燃料等需求，提升了任務整體應對故障的能力，可實現全年任意日期發射，推動了我國空間交會對接技術發展。
“神舟二十一號能夠將總時間從6.5小時縮短至3.5小時，其技術關鍵主要體現在3個層面的優化。”李喆介紹稱，首先，要通過更精確的發射和入軌控制，使飛船進入了一條初始相位差更小的軌道，使其繞飛更少的圈數、進行更少的軌道調整就能與空間站“準時”相會，從而大大節約時間成本。其次，縮短近程導引段的初始距離，讓飛船在更近的“起跑線”開始其最終的精準機動，壓縮最后一程的耗時。另外，研制團隊還對遠程導引末段和近程導引初段的飛行軌跡進行了統一的優化設計，增強了系統的容錯能力和適應性。新的軌跡規劃算法能夠在空間站實際軌道可能存在一定誤差的情況下，依然引導飛船走出安全、最優的逼近路徑，避免了因初始條件偏差可能引發的軌跡安全問題，體現了載人任務對安全性的高要求。
“3.5小時快速交會對接的實踐，其意義遠不只縮短了航天員在艙內的等待時間，提升了舒適度，更深層次的價值在于極大地增強了我國空間站任務規劃的靈活性和應急響應能力。”李喆進一步表示，一方面，可降低發射窗口約束，放寬了能源對發射窗口的要求，為任務規劃提供更大靈活性；另一方面，可提高和時間強相關類重大故障情況下執行交會對接任務的能力，確保任務實施和航天員安全。
神舟二十一號載人飛船要挑戰3.5小時快速交會對接，這無疑對火箭的入軌精度提出了近乎苛刻的要求。中國航天科技集團孟慶堯向《環球時報》記者表示，飛船必須被放置在一條與空間站軌道高度契合的“快車道”上，任何微小的偏差都可能導致對接任務時間延長甚至失敗。為此，執行此次任務的長二F火箭實施了近20項技術狀態改進，進一步提升全箭可靠性和安全性。其中，控制系統采用了經過多型現役運載火箭飛行驗證的產品化雙十表光學慣組，使得火箭的“感知”系統更為敏銳，“決策”系統更為精準，確保飛船從飛行的第一秒就飛得又準又穩，滿足載人飛船3.5小時快速交會對接的精度要求。
首次迎來四只“小鼠航天員”
據中國載人航天工程新聞發言人張靜波介紹，神舟二十一號航天員乘組在軌期間將新開展27項科學與應用項目，其中，將首次在軌實施國內嚙齒類哺乳動物空間科學實驗，選用兩雌兩雄4只小鼠，隨飛船上行并進行在軌飼養，重點研究失重、密閉等空間條件對小鼠行為模式的影響。之后，隨飛船返回地面，進一步開展科學研究，探索小鼠多組織器官在空間環境的應激響應和適應性變化規律。
“此次的實驗樣品是4只SPF級C57BL/6實驗小鼠，這些小鼠經過嚴格的篩選和訓練，以確保它們能適應空間環境。”中國科學院動物研究所副研究員李天達向《環球時報》記者介紹稱，小鼠實驗單元被裝入神舟二十一號載人飛船的上行生保支持裝置，隨載人飛船運送至空間站。飼養裝置已隨之前的天舟九號任務提前運送至空間站，航天員在軌后將實驗單元轉移安裝到專用的小型哺乳動物飼養裝置中，開始自動飼養，控制溫度、濕度和照明。在在軌實驗與監控階段，裝置自動喂食、飲水，并通過可見光和紅外相機拍攝小鼠行為視頻，實時監測應激行為、生活節律等。如果發生意外，有預設預案處理。而在實驗結束后，小鼠單元將裝入下行生保裝置返回地面，在酒泉發射場進行外觀檢查、行為學測試和解剖，樣本用于多組學分析。
“通過這個實驗，我們要探討的科學問題是小鼠對空間環境的適應性和應激響應規律，包括從行為、生理到分子層面的系統性影響。”李天達介紹稱，這項實驗將研究空間微重力和輻射如何影響小鼠的骨骼肌、平衡覺、視覺、消化系統、免疫系統等，并建立多組學圖譜。科學意義在于填補我國在空間小型哺乳動物實驗領域的空白，為未來長期太空探索提供基礎數據，同時通過共享樣本和數據，推動空間生命科學的整體發展。
此外，這項實驗完成后，還將對地面上的人類產生多重幫助。李天達進一步介紹稱，首先，通過解析空間環境對小鼠生理的影響，如骨骼肌萎縮、免疫系統紊亂，我們可以開發防護措施，例如針對性鍛煉或藥物干預。其次，研究成果可轉化到地面醫學，比如空間誘導的骨質疏松或平衡覺失調機制，可能為老年人或臥床患者的康復治療提供新思路。此外，微生物組和免疫系統的發現，或有助于理解地球上的環境應激相關疾病，如自身免疫疾病。
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