神舟十三号(Shenzhou-13),简称“神十三”,为中国载人航天工程发射的第十三艘飞船,其主要结构采用的是轨道舱、返回舱、推进舱组成的,返回舱居中的三舱方案。[4]执行的飞行任务是中国空间站关键技术验证阶段第六次飞行,也是该阶段最后一次飞行任务。[5]
2021年10月16日0时23分,神舟十三号在酒泉卫星发射中心由长征二号F遥十三运载火箭发射升空,飞行乘组由3名航天员组成,为翟志刚、王亚平、叶光富。[2]
2022年4月16日09时56分,经过183天的在轨飞行,神舟十三号返回舱在东风着陆场成功着陆,任务取得圆满成功。[3]
飞船系统
神舟十三号飞船与前期型号相同,采用的是轨道舱、返回舱、推进舱组成的,返回舱居中的三舱方案[4]。采用返回舱居中的三舱方案,是因为该方案中返回舱最大直径大,不仅解决了同类型载人飞船乘坐3名航天员过于拥挤的问题,同时增大了返回舱的升阻比,使航天员返回舱的再入过载峰值限制在3~4gn。[4]
轨道舱
神舟十三号载人飞船的轨道舱为圆柱形,其两侧安装了太阳帆板,用于轨道舱在独自飞行的阶段获取电力。轨道舱尾部配备4组小型推进发动机,每组4个,以提供辅助推力和轨道舱分离后维持轨道运动的能力。轨道舱一侧靠近返回舱部分设有一个圆形舱门,提供航天员进出轨道舱的通道,该舱门上方设有轨道舱的观察窗。轨道舱内为航天员的工作和生活场所,备有生活装置如食物、饮水、大小便收集器等,并设有仪器设备,可进行空间应用和科学实验。[6]
返回舱
神舟十三号载人飞船的返回舱采用类“联盟号”返回舱的钟形气动外形,并在两个伞舱盖上各加一个耳片,以消除返回舱再入大气层中的第二配平点[7]。长2.0m,直径2.4m(不包括防热层),内部设有舱门与轨道舱相连,内部设有最多3个斜躺式座椅,中间座椅椅背与返回舱的纵轴呈70°夹角布置[7],供航天员在起飞、升空和返回阶段乘坐。座椅前下方是仪表板、手控操纵手柄和光学瞄准镜等设备,以显示飞船上各个系统机器设备的状态,航天员可通过这些仪表进行监视和控制。返回舱和轨道舱均为密闭的舱段,内置环境控制和生命保障系统,以确保舱内充满1大气压力的氧氮混合气体,并将温度和湿度调节到适宜的范围,以确保航天员在整个飞行任务过程中的生命安全。[6]
此外,返回舱内还安装有主、备两具降落伞用于着陆。主份伞伞舱及备份伞伞舱分别布置在中间座椅上航天员头顶的侧上方的返回舱侧壁上,并采用普通伞方案。返回舱的侧壁上设有两个圆形窗口,一个用于航天员观测窗外的情景,另一个供航天员操作光学瞄准镜观测地面驾驶飞船。返回舱底座为金属架层密封结构,上面安装有返回舱的仪器设备,该底座重量轻便,且十分坚固,在返回舱返回地面进入大气层时,保护返回舱不被炙热的大气烧毁。[6][8]

推进舱
神舟号载人飞船的推进舱,亦称作设备舱,采用圆柱形设计,内部集成推进系统的发动机和推进剂,为飞船提供调整姿态、轨道以及制动减速等所需动力,同时也装备有电源、环境控制和通信等部分系统设备。两侧各装有一对太阳帆板,这些太阳帆板可以绕与舱体的连接点旋转,使其在飞船移动时保持最佳方向,获得最大电力,无需飞船本身进行大量的机动以朝向太阳,从而保证太阳帆板对日定向的同时进行飞船对地的不间断观测。推进舱的尾部为飞船的推进系统,由四个大型主发动机组成,分布于推进舱底部正中。在推进舱侧壁内部四周,布置了四对小型纠正姿态用的推进器。此外,推进舱侧壁外还配备了辅助小型推进器。[6]
附加段
又被称为过渡段,其通常不单独成为一个舱体。为神舟十三号载人飞船提供了交会对接功能。[6]
火箭系统
本次执行“神舟十三号载人飞船发射”任务的长征二号F运载火箭是专门用于执行载人航天发射任务的两级半运载火箭,运载能力为8160kg。长征二号F运载火箭由箭体结构系统、动力系统、控制系统、利用系统、遥测系统、外安系统、故检系统、逃逸救生系统、附加系统和地面发射支持系统共计10个系统组成。[9]
长征二号F运载火箭发射载人飞船状态全长58.3m,起飞重量498t,芯级直径3.35m,助推器直径2.25m,整流罩直径3.8m,在火箭顶部带有逃逸塔。全箭可靠性指标0.98,安全性指标0.997,经过不断的技术改进,本次执行载人飞行的长征二号F遥十三运载火箭的飞行可靠性评估结果为0.9894。[9]

任务背景
中国空间站建造分为关键技术验证和建造两个阶段实施,分别规划了6次飞行任务,其中关键技术验证阶段主要任务目标是突破并掌握空间站建造和运营相关的一系列关键技术。至神舟十三号发射前,中国成功实施了长征五号B运载火箭首飞,空间站天和核心舱,神舟十二号载人飞船任务。神舟十三号执行的正是空间站关键技术验证阶段第六次飞行任务,也是该阶段最后一次飞行任务。[10]
任务目的
神舟十三号载人飞行任务主要有五点:
首先是开展空间站组装建造相关的关键技术试验,如机械臂辅助舱段转位、手控遥操作等;[10]
其次是进行2-3次出舱活动,通过出舱活动,安装大小机械臂双臂组合转接件及悬挂装置,为后续空间站建造任务作准备;[10]
第三是进一步验证航天员在轨驻留健康、生活和工作保障技术,保证航天员能够进行至少6个月的在轨驻留;[10]
第四是进行航天医学、微重力物理领域等科学技术试验与应用,开展多样化科普教育活动;[10]
最后是全面考核工程各系统执行空间站任务的功能性能,以及系统间的匹配性。[10]
发射与对接
2021年10月16日0时23分,神舟十三号在酒泉卫星发射中心由长征二号F遥十三运载火箭发射升空。约582秒后,神舟十三号载人飞船与火箭成功分离,进入预定轨道。[2]
2021年10月16日6时56分,采用自主快速交会对接模式成功对接于天和核心舱径向端口,与此前已对接的天舟二号、天舟三号货运飞船一起构成四舱(船)组合体,整个交会对接过程历时约6.5小时。[11]在神舟十三号载人飞船与空间站组合体成功实现自主快速交会对接后,航天员乘组从返回舱进入轨道舱。[12]
2021年10月16日9时58分,航天员乘组按程序完成各项工作后,翟志刚开启天和核心舱舱门,航天员翟志刚、王亚平、叶光富先后进入天和核心舱。[12]
2021年10月17日9时50分,在顺利进驻空间站天和核心舱后,航天员乘组成功开启货物舱舱门,顺利进入天舟三号货运飞船,并按计划开展货物转运等相关工作。[13]
出舱活动与太空授课
2021年10月16日至2021年11月5日,神舟十三号航天员乘组先后开展了货运飞船物资转移、空间站组合体管理、新上行舱外服启封和测试、在轨医学检查、失重防护锻炼、空间试(实)验等日常工作,进行了在轨紧急撤离、机械臂操作、医疗救护演练等在轨训练项目。[14]
2021年11月7日18时51分,航天员翟志刚成功开启天和核心舱节点舱出舱舱门,截至20时28分,航天员翟志刚、航天员王亚平先后从天和核心舱节点舱成功出舱。两名出舱航天员在机械臂支持下,配合开展了机械臂悬挂装置与转接件安装和舱外典型动作测试等作业。期间,在舱内的航天员叶光富配合支持两名出舱航天员开展舱外操作。[15]2021年11月8日1时16分,经过约6.5小时的出舱活动,航天员翟志刚、航天员王亚平安全返回天和核心舱,出舱活动取得圆满成功。[16]
2021年12月9日15时40分,翟志刚、王亚平、叶光富在天宫空间站进行了中国空间站的首次太空授课活动。在约60分钟的授课中,翟志刚、王亚平、叶光富介绍展示了空间站工作生活场景,演示了微重力环境下细胞学实验、人体运动、液体表面张力等现象,并讲解了实验背后的科学原理。授课期间,航天员通过视频通话形式与地面课堂师生进行了实时互动交流。[17]
2021年12月26日18时44分,神舟十三号航天员叶光富成功打开天和核心舱节点舱舱门,航天员叶光富于18时50分、航天员翟志刚于19时37分,身着中国新一代“飞天”舱外航天服,先后从天和核心舱节点舱成功出舱,并协同开展空间站舱外全景相机C抬升、自主携物转移验证等操作。期间,驻守舱内的航天员王亚平配合地面操控机械臂,支持两名出舱航天员开展舱外作业。[18]
2022年3月23日15时44分,翟志刚、王亚平、叶光富在天宫空间站进行第二次太空授课。在约45分钟的授课中,翟志刚、王亚平、叶光富演示了微重力环境下太空“冰雪”实验、液桥演示实验、水油分离实验、太空抛物实验,同时展示了部分空间科学设施,介绍了在空间站的工作生活情况。授课期间,航天员通过视频通话形式与地面课堂师生进行了互动交流。[19]
返回地球
2022年4月16日09时06分,北京航天飞行控制中心通过地面测控站发出返回指令,神舟十三号载人飞船轨道舱与返回舱成功分离。此后,飞船返回制动发动机点火,返回舱与推进舱分离。09时56分,神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆,现场医监医保人员确认航天员翟志刚、王亚平、叶光富身体状态良好,神舟十三号载人飞行任务取得圆满成功。[20]
太空跨年
2022年1月1日,神舟十三号航天员乘组向地面发送新年祝福视频,指令长翟志刚在视频中说:“今天是2022年元旦,我们神舟十三号航天员乘组首次在中国人自己建造的空间站上迎接新年的到来。祝大家新年快乐!”。王亚平说:“太空探索属于全人类、服务全人类。在新的一年,我们将为实现空间站建成目标而倍加努力、拼搏奋斗。”。叶光富说,“我们坚信,中国空间站的建成一定会在中国航天发展史上写下浓墨重彩的一笔,一定会为人类和平利用太空作出开拓性贡献。”。这是中国人首次在太空跨年,也是中国人首次在自己建造的空间站里欢度元旦。[21]
元旦京港澳天宫对话
2022年1月1日下午,正在天宫空间站执行任务的神舟十三号乘组与来自北京、香港和澳门的约500名青年学生展开对话。此次活动由香港特区政府、澳门特区政府、香港中联办、澳门中联办、中国载人航天工程办公室、中央广播电视总台主办,在京港澳分别设置三个会场,与天宫空间站进行实时连线互动。[22]
天宫画展
2022年1月1日下午,名为“青春与星空对话”的画展在天宫空间站举行。神舟十三号航天员乘组在“元旦京港澳天宫对话”活动期间,进行了现场展示和介绍。这是在中国空间站举办的第一场天宫画展,共有20余幅中西部地区青少年创作的太空主题绘画作品亮相中国“天宫”。[23]
任务特点
神舟十三号任务具备创新点,实现了多个“首次”。
首次实施径向交会对接:在此次任务中,神舟十三号采用自主快速交会对接技术,在入轨后6.5小时内与核心舱完成交会对接。神舟十三号首次验证了径向交会对接技术,与空间站核心舱径向对接口实施了径向交会对接。[24]
刷新在轨飞行纪录:神舟十三号乘组共在轨飞行183天,创造了中国航天员连续在轨飞行时间的最长纪录。同时,王亚平成为中国航天员中在轨飞行累计时长最久的一位。[24]
首次执行应急救援发射待命任务:为应对在轨停靠飞船无法返回的风险,空间站任务阶段首次建立了应急救援任务模式,采用“滚动待命”策略,在前一发载人飞船发射时,后一发载人飞船在发射场待命,通过在轨停靠飞船和发射场待命飞船共同确保在轨航天员安全。神舟十三号载人飞船作为神舟十二号载人飞船备份首次执行了应急救援发射待命任务。[24]
首次实施快速返回流程:为进一步提高返回任务执行效率,缩短地面飞控实施时间,提高航天员返回舒适度,神舟十三号首次实施快速返回。通过对飞行任务事件进行合理裁剪和调整、压缩操作时间,将返回所需时间由以往的11个飞行圈次压缩至5个飞行圈次。[24]
首次利用空间站机械臂操作大型在轨飞行器进行转位试验:首次利用空间站机械臂操作货运飞船进行转位试验并获得成功。此次试验,初步检验了利用机械臂操作空间站舱段转位的可行性和有效性,验证了空间站舱段转位技术和机械臂大负载操控技术,为后续空间站在轨组装建造积累了经验。[24]
航天员首次在轨进行手控遥操作试验:神舟十三号航天员乘组在地面科技人员的密切协同下,在空间站核心舱内采取手控遥操作方式,首次完成了天舟二号货运飞船与空间站组合体交会对接试验。此次试验,初步验证了空间站与来访飞行器手控遥操作系统的功能、性能以及天地间协同工作程序的合理性。[24]
中国女航天员的首次出舱:王亚平从天和核心舱节点舱成功出舱,成为中国首位进行出舱活动的女航天员,迈出了中国女性舱外太空行走第一步。[24]
航天员乘组
翟志刚:男,汉族,籍贯黑龙江龙江,中共党员,硕士学位。1966年10月出生,1985年6月入伍,1991年9月入党,现为中国人民解放军航天员大队特级航天员,专业技术少将军衔。曾任空军某中心飞行教员,安全飞行950小时,被评为空军一级飞行员。1998年1月,入选中国首批航天员。2003年9月,入选神舟五号飞行任务备份航天员。2005年6月,入选神舟六号飞行任务备份乘组。2008年9月,执行神舟七号飞行任务并担任指令长,同年11月,被中共中央、国务院、中央军委授予“航天英雄”荣誉称号,并获“航天功勋奖章”。2013年1月,入选神舟十号飞行任务备份航天员。2019年12月,入选神舟十三号飞行任务乘组并担任指令长。 [25]
王亚平:女,汉族,籍贯山东烟台,中共党员,硕士学位。1980年1月出生,1997年8月入伍,2000年5月入党,现为中国人民解放军航天员大队一级航天员,大校军衔。曾任空军航空兵某师某团副大队长,安全飞行1567小时,被评为空军二级飞行员。2010年5月,入选中国第二批航天员。2012年3月,入选神舟九号飞行任务备份航天员。2013年6月,执行神舟十号飞行任务,同年7月,被中共中央、国务院、中央军委授予“英雄航天员”荣誉称号,并获“三级航天功勋奖章”。2019年12月,入选神舟十三号飞行任务乘组。 [25]
叶光富:男,汉族,籍贯四川成都,中共党员,硕士学位。1980年9月出生,1998年8月入伍,2002年5月入党,现为中国人民解放军航天员大队二级航天员,大校军衔。曾任空军航空兵某师某团司令部作战训练股空战射击主任,安全飞行1100小时,被评为空军一级飞行员。2010年5月,入选中国第二批航天员。2019年12月,入选神舟十三号飞行任务乘组。 [25]
国内媒体评价
“神箭冲碧宇,天和傲苍穹。从无人飞行到载人飞行,从舱内实验到太空行走,从一人一天到多人长期驻留……中国载人航天一步一个脚印地向着29年前制定的发展战略稳步前进。”——新华社评[26]
“人类探索太空的步伐永无止境。建造空间站,是中国航天事业的重要里程碑,将为人类和平利用太空作出开拓性贡献。中国自主建造的空间站以“天宫”命名,寄寓着中国人的豪迈志气和探索精神。航天员一次又一次在浩渺太空迈开脚步,中华民族追逐自己的飞天梦想勇往直前。”——人民日报评[27]
国外媒体评价
神舟十三号发射成功后,欧洲航天局在推特上第一时间转发神舟十三号载人飞船发射升空的视频报道,发文向神舟十三号的发射团队表示祝贺的同时,还表示三名中国航天员随后将进入天和核心舱。[28]
2021年10月16日,俄罗斯国际文传电讯社以“神舟十三号飞船与中国空间站成功对接。”为题,对中国载人飞船发射和对接成功的消息进行了报道。报道称,这是中国载人航天工程立项实施以来的第21次飞行任务,也是空间站阶段的第2次载人飞行任务。[28]
2021年10月16日,法国中国航天问题专家、《神舟,中国人在太空》等多本相关书籍作者菲利普·库埃在接受新华社记者采访时表示,神舟十三号载人飞船返回地球是中国取得的“完美成功”。中国航天员在太空中进行了多项科学实验,待问天和梦天2个空间站实验舱发射后,中国将开展更多科学任务。他祝贺3名航天员推动中国航天事业更上一层楼,并感谢他们在太空中精彩展示了中国新年等传统文化。他说,神舟十三号载人飞行任务有助于中国未来的太空科研工作,特别是月球和火星探测方面。[29]
意义
神舟十三号载人飞船是中国空间站关键技术验证阶段的最后一次任务,重点验证了径向交会对接技术、6个月长期在轨飞行等空间站建造和运营所需的几项关键技术,[30]为空间站建造阶段的开启打下基础。[31]
同时,空间站关键技术验证阶段任务圆满完成,标志着中国空间站即将进入建造阶段。[3]
获得荣誉
2022年6月21日,中共中央、国务院、中央军委发布决定:给翟志刚、王亚平同志颁发“二级航天功勋奖章”,授予叶光富同志“英雄航天员”荣誉称号并颁发“三级航天功勋奖章”。决定中指出,“翟志刚、王亚平、叶光富同志是其中的杰出代表,他们矢志报国、团结协作,向世界展示了强大的中国精神、中国力量。”[32]
2022年9月9日,中央宣传部、教育部向全社会公开发布2022年“最美教师”先进事迹,并推选王亚平为特别致敬人物,获“最美太空教师”称号。[33]
参考资料 33
- 载人飞船系统 — 中国载人航天工程
- 神舟十三号载人飞船发射取得圆满成功 — 中国载人航天工程
- 神舟十三号载人飞船返回舱成功着陆 飞行任务取得圆满成功 — 新华网
- 参考 4
- 空间站建造阶段将实施6次飞行任务 2022年底前完成三舱组合体建造 — 中国政府网
- 神舟飞船 — 地球物理科学数据中心
- 参考 7
- 神舟十三号载人飞船返回舱成功着陆 — 中国政府网
- 要送3名航天员上“天和”的火箭有何特别之处? — 国际科技创新中心网络服务平台
- 神舟十三号载人飞行任务新闻发布会召开 — 中国载人航天工程
- 神舟十三号载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接 — 中国载人航天工程
- 神舟十三号3名航天员顺利进驻天和核心舱 — 中国载人航天工程
- 神舟十三号航天员顺利进入天舟三号 — 中国载人航天工程
- 神舟十三号航天员乘组将于近日择机执行第一次出舱活动 — 中国载人航天工程
- 神舟十三号乘组两名航天员已成功出舱 — 中国载人航天工程
- 神舟十三号航天员乘组圆满完成首次出舱活动全部既定任务 — 中国载人航天工程
- 中国空间站首次太空授课活动取得圆满成功 — 中国载人航天工程
- 神舟十三号乘组两名航天员已成功出舱,实施舱外作业将成为空间站阶段飞行任务工作常态 — 中国载人航天工程
- 中国空间站第二次太空授课活动取得圆满成功 — 中国载人航天工程
- 神舟十三号载人飞船返回舱成功着陆,飞行任务取得圆满成功 — 中国载人航天工程
- 中国人首次在太空跨年 神舟十三号航天员乘组祝大家新年快乐 — 中国政府网
- “元旦京港澳天宫对话”活动京港澳三地联动举行 — 中国载人航天工程
- “青春与星空对话”天宫画展亮相中国空间站 “感觉良好”航天员乘组喜提“新年礼物” — 中国载人航天工程
- 183天!神舟十三号载人飞行任务解锁多个“首次” — 新华网
- 翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员将执行神舟十三号载人飞行任务 — 新华网
- 新华社:神舟飞船秋日再叩苍穹 中国空间站开启有人长期驻留时代 — 中国载人航天工程
- 人民日报:飞天荣耀挥洒中国人的豪迈 — 中国载人航天工程
- 外媒关注神舟十三号发射成功,美媒提到中国航天计划真正令人印象深刻的一点 — 央视网
- 综述:多国人士高度评价神舟十三号任务取得圆满成功 — 新华网
- 神舟十三号于中国空间站建造的意义何在? — 微信公众平台
- 飞天荣耀挥洒中国人的豪迈 — 人民网
- 中共中央国务院中央军委关于给翟志刚、王亚平颁发“二级航天功勋奖章”授予叶光富“英雄航天员”荣誉称号并颁发“三级航天功勋奖章”的决定 — 中国政府网
- 中央宣传部、教育部发布2022年 “最美教师”先进事迹 — 中华人民共和国教育部