尽显工业美感的921载人航天发射塔架回转平台 第4层回转平台展开露出“逃逸塔” 第4层回转平全展开 第1层回转平台展开露出火箭起飞级 第2层回转平台展开 第2层回转平台包裹着的火箭二子级 第3层回转平台展开 第3层回转平台展开后露出整流罩 4层回转平全展开 8台YF-20发动机产生约600吨起飞推力 火箭起飞燃气从导流槽高速喷出 起飞 起飞过程中脱落的保温泡沫 程序转弯 逃逸塔分离 监视相机拍摄的火箭助推器 助推器分离 一二级分离 助推器、一二级分离光学跟踪影像画面 抛整流罩 二级主发动机关机 DF-5（资料图） 神舟十三号载人飞船与长征2F遥十三“船箭分离” 神舟十三号太阳翼、中继天线相继展开 远距离导引段 交会对接微波雷达 天和核心舱的三个飞船对接口 前向对接与后向对接都属于轴向对接 神舟飞船径向交会对接过程中的姿态转换效果图 画面右侧闪烁的白点就是光学成像敏感器（神舟十三号） 由中瞄点出发实现前向/后向/径向快速对接 神舟十三号过中瞄点 神舟十三号完成俯仰调姿后视场中的天宫空间站 神舟十三号沿轴向旋转180度过程中空间站视角的变化 神舟十三号从200米停泊点转进19米停泊点，天宫空间站慢慢的接近 神舟TV摄像机镜头画面 神舟十三号对接环与空间站径向对接口接触 径向对接解锁的神舟飞船在轨新视角 天宫空间站组合体姿态倾斜超70度 对接于后向对接口的天舟三号货运飞船 梦天实验舱轴向对接于前向对接口（效果图） 转位机械臂辅助梦天实验舱转位至侧向停泊口（效果图） 问天实验舱采用的也是同款对接转位办法（效果图） 航天员需打开的4道舱门及穿舱路径（蓝色箭头） 翟志刚回想神舟七号气闸舱开舱门 01航天员翟志刚使用舱门钥匙开径向对接口舱门 节点舱径向舱门已打开 翟志刚启用舱门保护罩 王亚平在天宫一号空间实验室中进行太空授课活动（资料图） 翟志刚打开天和核心舱双向承压舱门 翟志刚为双向承压舱门套上保护罩，天和云台摄像机b视角。 翟志刚打开睡眠舱隔板 02航天员王亚平与03航天员叶光富 远处是01航天员翟志刚 翟志刚在神舟七号（中间） 突破空间交会对接技术的神舟八号无人飞船 空间站任务阶段处于滚动备份状态下的长征2F火箭 3艘神舟飞船同时出镜（第3艘尚未安装推进舱） 翟志刚在地面进行遥操作对接训练画面 天和机械臂辅助舱段转位试验 神舟七号指令长翟志刚首次太空出舱画面 神舟十三号航天员乘组列队向地面报告

  神舟十三号是天宫空间站任务框架下的第六次发射，也是关键技术验证阶段的决胜收官之战。不同于以往载人航天发射，此次发射直播不仅做到了全方位无死角，甚至给出了很多特殊视角镜头，画面之壮美难以言表，展现了中国航天更加开放自信的新面貌。

  921载人航天发射塔架共有4层回转平台，展开顺序依次是：第4层、第1层、第2层、第3层。

  长征2F载人型火箭全长58.4米，起飞质量约480吨，芯级直径3.35米，助推器直径2.25米，可以将8.6吨有效载荷送入近地点200公里、远地点350公里、倾角42度的地球近地轨道。

  发射当天00:23:56:469神舟十三号/长征2F遥十三组合体准时点火起飞，之所以选择夜间发射有两个主要的因素影响，首先是飞船快速自主交会对接轨道与空间站轨道的共面需求，其次是有利于交会对接过程中光学敏感器的工作。

  火箭点火起飞后没多久就进行了程序转弯，飞行120秒到达约39公里高度时逃逸塔分离，此后航天员的安全由整流罩外部的高空逃逸发动机保障，此种逃逸模式也被称为“无塔逃逸”。

  抛整流罩时飞行高度已经超出100公里卡门线，神舟十三号飞船暴露于外层空间，既没有逃逸塔也没有高空逃逸发动机，此时航天员的安全主要依托神舟飞船保障，如果出现紧急状况船箭立即分离。船箭分离后飞船速度若达到第一宇宙速度可视情况做两个选择，能够继续绕地球飞行，等待最佳再入大气时间窗口，若未达到环绕地球运行的速度条件，则飞船三舱当即两两分离，返回舱再入大气层。

  实际上除新一代运载火箭之外，上一代火箭几乎都脱胎于DF-5导弹，该弹派生出了长征2号火箭，当时该火箭在进行二子级设计时发现主发动机与游动发动机一起工作需要在较短的时间内将卫星送入预定轨道，运力损失很大不足以满足需求。

  设计人员苦思冥想了很多方法都不行，最终选择的办法是让主发动机提前关机，然后省出燃料让推力更小的游动发动机工作更长时间，这样一来在不更改发动机配置的前提下有效提升了火箭运力，同时还能消除大发动机关机时的推力偏差，长征2F火箭二子级也延续了这一关机时序设计。

  飞行约581秒二子级游动发动机关机，紧接着船箭分离，神舟十三号载人飞船进入近地点200公里远地点356公里的预定轨道，至此火箭发射段工作圆满完成。

  火箭发射虽然完成了，但是飞船入轨段工作才起步，需要确认一系列的状态。

  船箭分离后太阳翼与中继天线相继展开，然后确认太阳翼驱动机构，航天员还要报告座舱环境，在地面确认座舱环境后，航天员可打开舱内压力服面窗。由于是夜间发射入轨后神舟飞船还处在阴影区，等待进入阳照区确认太阳翼发供电能力之后，酒泉卫星发射中心正式宣告神舟十三号任务发射圆满成功。

  紧接着神舟十三号进入6.5小时全自主快速交会对接模式。不论是全自主快速交会对接，亦或者其他传统交会对接，追踪飞行器与目标飞行器之间通常有三个阶段任务，依次分别是远距离导引段、近程控制段（寻的段、接近段、平移靠拢段）、对接段。

  全自主快速交会对接与传统两天交会对接模式最大的不同之处在于“远距离导引段”，进入空间站任务之前飞船在此阶段需要依靠地面测控站测算轨道位置，再根据上行指令进行轨道机动，耗时耗力，效率低，所以要的时间相对来说比较长。

  自天舟二号开始“远距离导引段”引入全自主导航，飞船可以在轨解算轨道信息并自主控制进行机动变轨，这主要得益于北斗卫星导航系统，使得飞船与空间站的空间位置信息获取更加便利。

  神舟十三号入轨后在远距离导引段采用三圈六次变轨方案，总计耗时约4.5小时，完成六次变轨后飞船就来到了空间站后下方约50公里，远距离导引段工作结束。

  在相距200公里时飞船微波雷达与空间站微波雷达应答机建立空空通信链路，此举旨在完成远距离捕获、稳定跟踪、精准导引三大任务。

  新一代交会对接微波雷达不仅具备跟踪测量功能，还能通信，在测距精度、轻量化等指标上达到国际领先水平。

  天和一号核心舱有2个实验舱永久停泊口与3个飞船对接口，3个飞船口分别是后向对接口、前向对接口、径向对接口，后向对接口大多数都用在货运飞船对接，用于神舟飞船的对接口数量是2个。

  由于天舟二号货运飞船还有一系列后续试验任务，因此占用了前向对接口，神舟十三号要想与空间站对接，就必须对接于朝向地球一侧的径向对接口。

  天宫空间站作为永久性载人空间站的标志性特征就是航天员不间断地连续驻留，这就需要具备同时靠泊两艘神舟飞船的能力，因此在前向对接口被占用情况下，掌握径向交会对接技术是运营天宫空间站的一项必备能力。

  神舟十三号径向对接任务对于我国载人航天工程而言也是首次，此项任务存在多个重难点课题：

  1.相对控制难度大，以往轴向对接（指前向与后向对接）时在平移靠拢段飞船与空间站基本处于同一轨道高度，速度也一致，径向对接则不同，轨道高度与速度皆不一致，需要更精准且复杂的控制；

  2.空间站本体会对飞船中继通信链路形成遮挡，另外飞船转垂直姿态后，对地通信天线与对天中继通信天线指向大幅变化，测控难以连续覆盖。办法是将空间站本体设置成信号中转站，好比是一颗近地轨道中继星，由空间站转接收发飞船数据；

  3.径向交会对接飞船由三轴对地水平姿态转直立姿态，对交会对接测量敏感器连续工作稳定性有新的挑战。

  比如，空间站交会对接微波雷达应答机的遮挡以及由此形成的复杂电磁环境问题。

  天和核心舱分别在后向对接口、前向对接口、径向对接口附近三个位置安装有3台交会对接微波雷达应答机，而后向与前向两个应答机此时有两艘天舟货运飞船靠泊因此被大面积遮挡，办法主要是通过3台应答机接力解决。

  空间交会对接被誉为“太空之吻”，两个航天器如何在高速运动中严丝合缝地对接在一起考验的就是一系列对接测量敏感器。交会对接微波雷达是最先启用的敏感器，除此之外还有激光雷达、新一代CRDS光学成像敏感器。

  神舟十三号与空间站相距约52公里时结束远距离导引段进入近程控制段，随着追踪飞行器与目标飞行器之间距离的变化，敏感器之间的主导权也在发生着变化。

  比如远距离条件下微波雷达是主导，当距离缩短至10至20公里时激光雷达进一步获取更加精确的测距测角信息，保证对接精度，当距离缩短至250米至0.9米时，CRDS光学成像敏感器发射激光光源对空间站对接口处安装的目标标志器进行照射，目标标志器再将入射光源原路返回，追踪飞行器获取目标标志器图像信息，进而解算出空间站的相对位置和姿态角信息。

  以往轴向对接停泊点需要飞船不断地微调升降轨道进行瞄准测试，不仅费时（延长对接用时）而且费力（消耗推进剂），为了适应空间站多对接口与快速交会对接需求，工程团队在空间站后下方创新设置了中途瞄准点（简称中瞄点），飞船抵达该特征指示点后就可以快速实现前向、后向、径向对接，不再需要多次变轨瞄准，中瞄点就好比是一个太空中转站。

  反观国际空间站则主要是轴向对接，虽然该站也有不少径向对接口，但也主要是通过调整空间站姿态配合飞船进行轴向对接。

  神舟十三号抵达中瞄点进行有关状态确认后继续向200米停泊点转移，转移过程中飞船逐步调整至直立姿态，到达200米停泊点后飞船沿轴向旋转180度（滚动调姿），旨在建立瞄准姿态，完成调姿后飞船继续向19米停泊点转移，然后是最后靠拢段飞行。

  在最后靠拢段航天员能够最终靠TV摄像机画面监控对接状态，一旦自动对接系统出现较大偏差，能马上转手动对接。

  当飞船对接环与径向对接口接触后即标志着对接机构捕获，尔后就是对接机构之间的缓冲、拉近、锁紧，这样的一个过程耗时约15分钟。

  完成锁紧后神舟十三号与空间站就建立了刚性连接，此时有两个画面需要我们来关注，一个是天和核心舱舱外摄像机解锁的神舟飞船在轨新视角，这应当是神舟飞船自首次飞行以来在太空呈现的最为高清的画面。

  另一个画面就是飞控大厅展示的空间站组合体运行画面，画面显示组合体姿态出现了较大幅度的倾斜，事后据透露倾斜角度超过了70度，是因为径向交会对接属于偏离质心对接，而异体同构周边对接装置又有着较大的撞击能量，因此出现了这一情况，当然这都是设计状况态，并不是异常情况。

  当神舟十三号与径向对接口完成锁紧之后空间站组合体随即起控，天舟三号货运飞船启动姿态控制发动机很快就将空间站组合体恢复至连续偏航飞行姿态。

  也正因为是偏质心对接，所以天舟二号货运飞船此前由后向对接口绕飞对接至前向对接口，其作用之一就是进行质量配平，假如没有这一配平措施姿态将会出现更加大的幅度的倾斜。后续天舟三号货运飞船也将与天舟二号一样，由后向对接口绕飞至前向对接口，为神舟十四号径向对接创造质量配平条件。

  神舟十三号径向对接出现的姿态扰动进一步凸显了实验舱转位对接设计的必要性，天和核心舱的两个实验舱永久停泊口也属于径向对接口，如果质量超神舟飞船近3倍的大型实验舱也和神舟一样直接径向对接，巨大的撞击能量将使空间站组合体陷入更复杂的姿控难题。

  因此问天号与梦天号两个实验舱都是先行轴向对接于前向对接口，再由机械臂转位装置转移至永久停泊口。

  接下来就是神舟十三号航天员乘组的进驻工作，三名航天员由返回舱进入到天和核心舱需要穿越3个空间，依次是神舟十三号轨道舱、对接通道、气闸舱，尔后进入天和核心舱，在此过程中需要打开4道舱门，依次是返回舱舱门、轨道舱前舱门、节点舱径向对接口舱门、节点舱与天和核心舱之间的双向承压舱门。

  航天员每进入一个密闭空间之前都有必要进行舱室密封检漏，以确保舱室环境的安全。航天员每打开一道舱门都需要打开压力平衡阀，确保舱门两侧空间压力的平衡，否则舱门是打不开的，或者打开过程中会很吃力。

  比如神舟十三号乘组01航天员翟志刚当年在神舟七号任务中首次太空行走时开气闸舱舱门就相当费力，用他自己的话说“我是玩命地在那开门拉那个舱门”，这就是内外压差问题所致，当然经过改进这类问题在天宫空间站已经不复存在。

  此前神舟十二号撤离后，热心的网友提出了一个问题，咱们空间站最近一段时间没人，那么舱门有锁吗？答案是有的。

  航天员乘组执行每一个大项任务都有明确的分工，比如进核心舱任务中，01航天员翟志刚是操作员，02航天员王亚平是协作员，03航天员叶光富则在返回舱内负责天地沟通与监视飞船状况。

  在地面确认节点舱密封检漏与两舱压力一致后，翟志刚使用舱门钥匙很轻松地就打开了节点舱径向对接口舱门。

  当他进入节点舱时，女同志的耐心细致优势就反映出来了，翟志刚准备进舱时动作节奏略显过快，02航天员王亚平轻声提醒翟志刚“使用舱门绑带固定径向舱门，用绑带，使用保护罩，别着急啊，一步一步来”。

  话说神舟十三号任务完成之时02航天员王亚平不仅是首位进驻天宫空间站的女航天员，同时也将成为中国在轨时间最长的航天员，这一次女同志将刷新累计太空驻留时长纪录，就像半个多世纪前那位老人说的那样“妇女能顶半边天”，王亚平真的做到了。

  接下来的操作就和神舟十二号乘组进驻时完全一致，按部就班地打开最后一道双向承压舱门。

  三名航天员进入天和核心舱之后最先关注的就是小柱段的三个“卧房”（航天员居住舱），尤其是翟志刚东北人的幽默特质那真是展现地淋漓尽致，他用手轻轻扒开居住舱隔板瞪着一双大眼睛向内窥视，就像小孩第一次拿到心仪玩具时的情状极为相似，要不怎么说“男人至死是少年”呢。

  从三名航天员的表现来看，02航天员王亚平之前有过天宫一号空间实验室长达10天的驻留经历，有经验优势，身体就没有失控表现，叶光富作为第二批航天员更年轻，体质有优势，也没再次出现失控表现，唯独01航天员翟志刚身体出现了失控表现，这是怎么回事呢？

  翟志刚作为我国太空行走第一人，他所乘坐的神舟七号载人飞船活动空间无法与天和核心舱相比，狭小的飞船空间使他没有办法获得穿舱飞行体验，所以对于刚刚进入豪华太空套房的他来说需要有一个适应过程。

  如果说还有一个原因那就是神舟七号任务距离现在间隔的时间太长了，足足有十三年时间，从神舟七号任务到神舟十三号任务，我们走了很久，这也证明载人航天工程走出了一条可持续的发展道路。

  神舟五号突破载人天地往返能力，神舟六号掌握多人多天飞行能力，神舟七号突破太空出舱行走，在天宫一号空间实验室任务下用神舟八号、九号、十号连续实施7次交会对接，掌握了自动与手动交会对接技术，天宫二号空间实验室任务下，神舟十一号突破载人中期驻留技术，天舟一号攻克推进剂在轨补加技术。

  过去这些任务给人们的印象是两三年才有一次载人航天发射，是因为我们走的是一条技术密集型的可持续发展路线。

  以交会对接技术为例，我们只用9艘飞船就掌握了全套能力，而另外两个载人航天大国则是通过数十次飞船发射才得以攻克。再比如昔日闪耀太空规模近80吨的天空实验室连推进剂在轨补加能力都没有。

  我们之前所做的一切都是为今天步入空间站时代进行技术储备、能力储备、经验储备，唯有如此才能走得更快更稳。

  进入空间站时代后，载人/货运飞船年均发射量至少是3艘，除此之外我们还在研制中小型货运飞船，不仅任务频率提升明显，天宫空间站科研效率，及其它以霍尔电推与大型柔性太阳翼为代表的先进功能配置都已达到了国际领先水平。

  神舟十三号作为天宫空间站关键技术验证阶段收官飞行任务，其所承担的各项任务同样是艰巨的。首先空间站构型更为复杂，是由一舱三船组成规模达50吨级的T字形构型，半年在轨时间相较于神舟十二号乘组延长一倍，这也是此后各批次航天员常态化的驻留时间，进一步全面验证空间站健康生活和工作保障技术能力。

  同时还将开展天和机械臂捕获天舟二号货运飞船的舱段转位试验，以及航天员遥行操作辅助对接试验。

  “舱段转位试验”是为明年进行大型实验舱转位对接做准备，“遥接操作辅助对接试验”是一种全新的对接技术，航天员在空间站内对来访无人航天器进行手动遥控控制对接，是提高无人航天器对接安全性的必备关键技术。

  随着在轨时间延长太空出舱任务的安排也将更多，预计将有2到3次出舱任务，安装大小机械臂双臂组合转接件、悬挂装置，为后续空间站建造任务做准备，出舱任务难度相较于神舟十二号更大。

  除此之外太空老师王亚平也将继续开课，大众将学习到更多的太空知识，还要进行航天医学、微重力物理领域等科学技术试验与应用，科研工作的深度与丰富程度都将再上一个新台阶。

  “我已出舱，感觉良好。”，十三年前我国太空行走第一人翟志刚出舱第一句话令国人印象非常深刻，在神舟十三号任务中他将再度出舱，这一次他又会说什么呢？你们可以发挥想象……

  待神舟十三号任务完成之后，天和核心舱将进行关键技术验证评估，评估通过后将正式拉开在轨建造大幕，明年长征5B大型运载火箭将再次披挂上阵，连续实施两次密集发射，将问天号实验舱与梦天号实验舱发射入轨，在神舟十四号任务期间我们将完成天宫空间站在轨组装任务，载人航天工程奋斗三十年的梦想将在此刻圆梦。

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