10月31日23时44分，烈焰划破戈壁夜空，长征二号F运载火箭托举神舟二十一号载人飞船直冲云霄，将张陆、武飞、张洪章3名航天员精准送入预定轨道，“神舟家族”再次开启太空接力新征程。
对接时间大幅缩短
11月1日3时22分，神舟二十一号载人飞船成功对接于空间站天和核心舱前向端口，整个对接过程历时约3.5小时，比神舟十二号至二十号的6.5小时缩短了约3个小时，创造了神舟飞船与空间站交会对接的最快纪录。
这一重大跨越是如何实现的？中国航天科技集团李喆介绍，此次交会对接总时间大幅缩短的技术关键主要体现在3个层面：首先，通过更精确的发射和入轨控制，使飞船绕飞更少的圈数、进行更少的轨道调整就能与空间站准时相会；其次，缩短近程导引段的初始距离，让飞船在更近的“起跑线”开始其最终的精准机动，压缩最后一程的耗时；再次，研制团队还对远程导引末段和近程导引初段的飞行轨迹进行了统一的优化设计，增强了系统的容错能力和适应性。
此次快速交会对接的成功，其意义远不止缩短了航天员在舱内的等待时间，更深层次的价值在于极大增强了我国空间站任务规划的灵活性和应急响应能力：一方面，可降低发射窗口约束，放宽了能源对发射窗口的要求，为任务规划提供更大灵活性；另一方面，可提高和时间强相关类重大故障情况下执行交会对接任务的能力，确保任务实施和航天员安全。
安全性能稳步提升
作为我国现役唯一一型载人运载火箭，长二F火箭始终与航天员的生命安全紧密相连。本次的快速交会对接，对飞船入轨精度提出了更高要求，任何微小的偏差都可能导致对接任务时间延长甚至失败。
据介绍，此次长二F火箭实施了近20项技术改进，进一步提升了全箭的可靠性和安全性。其中，控制系统采用了经过多型现役运载火箭飞行验证的产品化双十表光学惯组，使火箭的感知系统更为敏锐，决策系统更为精准，确保飞船飞得又准又稳。
火箭的飞行过程充满了不确定性，必须做好万全准备。长二F火箭标志性的、形似避雷针的逃逸塔，是其区别于“长征家族”其他成员最显著的外观特征。整个逃逸救生系统由大小10台固体火箭发动机组成，在从起飞前30分钟到起飞后200秒的关键阶段中，一旦火箭检测到威胁航天员生命的重大故障，逃逸系统将在指令下达后的2秒左右瞬间启动，将载有航天员的返回舱和轨道舱组合体从故障箭体上拖离，迅速带到2公里至3公里以外的安全空域，随后再通过降落伞系统缓缓降落。这要求逃逸发动机的可靠性指标必须无限趋近于100%。
除此之外，飞船舱体密封件、空间站密封件、航天员舱外航天服手套组件等动静密封件也至关重要。据中国航天科技集团有限公司四院科研人员李杰介绍，一个舱门抗静电密封材料就有近20项考核指标，密封件在使用过程中不会产生静电吸附，产品成功经受了地面8万次的疲劳试验，并通过低压（真空）、高低温、失重等环境试验。
各分系统高效配合
载人航天任务的成功，离不开多系统协同保障，其中能源动力、信息通信、精准对接三大系统最为关键。
能量供应是飞船在太空中一切活动的根基。此次快速交会对接，对电源系统提出了前所未有的挑战。电源分系统必须在更短时间内完成自身状态准备，并为飞船快节奏变轨提供充足能量。
中国航天科技集团有限公司八院811所承担了神舟载人飞船电源分系统的研制任务。该所科研人员钟丹华介绍，研制团队通过应用软件智能“寻零和归零”技术，实现了对太阳翼初始位置的快速扫描与确定，从而快速建立起稳定的能源状态。
强大的测控与通信系统确保了飞船在太空中不迷路。这套系统由遍布全球的地面站、高悬于中轨道的数据中继卫星“天链”，以及安装在飞船和空间站上的众多通信设备共同构成，宛如一座横跨天地的“太空天桥”。通过这座“天桥”，地面指挥中心可以实时接收飞船发回的遥测数据、航天员的生理参数、舱内视频画面以及科学实验数据等，同时也能向飞船发送指令，并与航天员进行清晰流畅的语音和视频通话。
当飞船与空间站翩然共舞至“最后一厘米”时，对接机构压轴登场。其核心技术在于能够吸收、消耗两个航天器在对接瞬间产生的碰撞能量，并实现柔顺、精准的捕获与锁紧。目前，神舟二十一号载人飞船的对接机构已经进化为一套“刚柔并济”的受控阻尼缓冲系统，无论面对怎样的对接初始条件，这套系统都能实现灵活缓冲、平稳导向，最终完成严丝合缝的刚性连接，大幅提升对接的适应范围、成功率和可靠性。（记者 常 理）
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