神舟十八号飞船作为神舟载人飞船系列之一,是中国自行研制的用于天地往返运输人员和物资的载人航天器,飞船由轨道舱、返回舱和推进舱构成,是中国可靠性、安全性要求最严苛的航天器。神舟十八号飞船进行了多项技术创新,如首次采用大容量长寿命高可靠锂离子蓄电池,采用新型高精度测控设备和空间站与神舟十八号飞船建立空空通信链路等技术。
背景
根据神舟系列飞船执行天宫空间站的任务标准,神舟十八号在神舟十七号返回地球之前发射,在天宫空间站完成交接,此次任务将持续大约半年时间,待神舟十九号飞船航天员抵达后返航。
研制历程
2022年,中国航天科技集团并行开展神舟十七号、神舟十八号地面研制工作 。同年12月,神舟十八号的总装测试工作进行。
2023年,中国载人航天执行两船次返回、两船次交会对接、三船次应急支援待命,涉及神舟十五号至神舟十八号共4艘神舟飞船。载人飞船任务保持高密度、多船并行研制状态,每半年发射一艘载人飞船成为常态。2023年5月29日媒体报道,神舟十八号和神舟十九号正在进行出厂前的整船总装和测试工作,该批次的其他飞船已经进入单机研制阶段。
2024年1月18日央视网报道,中国载人航天工程副总设计师杨利伟介绍,神舟十八号和神舟十九号两个飞行乘组的6名航天员已经确定,正在进行针对性较强的训练。此外,中国载人登月加速稳步推进。2024年2月中国载人航天工程办公室消息,中国载人航天工程规划了2次载人飞行任务和2次货运飞船补给任务,天舟七号货运飞船补给任务已于1月完成,后续还陆续实施神舟十八号和神舟十九号2次载人飞行任务及天舟八号货运飞船补给任务。2024年4月在酒泉卫星发射中心,神舟十八号船箭组合体正垂直转运至发射区。2024年4月17日,神舟十八号载人飞船与长征二号F遥十八运载火箭组合体,总重量400多吨,总高度近60米,已抵达发射区。2024年4月21日,酒泉卫星发射中心组织相关单位进行全系统综合演练。2024年4月23日,神舟十八号载人飞行任务进行了最后一次全区合练和全系统气密性检查。火箭、飞船完成加电性能测试,航天员及发射场各系统进行全流程发射演练,均状态良好。
2024年4月24日,经空间站应用与发展阶段飞行任务总指挥部研究决定,执行神舟十八号载人飞行任务的航天员乘组由叶光富、李聪、李广苏3名航天员组成,叶光富担任指令长。乘组包括1名第二批航天员和2名第三批航天员,3人均为“80后” 。神舟十八号航天员乘组在酒泉卫星发射中心问天阁与中外媒体记者集体见面。
飞船结构与功能
神舟系列载人飞船由轨道舱、返回舱和推进舱构成,共有14个分系统,是中国可靠性、安全性要求最严苛的航天器。飞船对能源系统进行了升级,不仅有助于推动神舟十八号载人飞船以及后续新批次飞船的持续改进,而且为中国空间站运营提供更加稳定且高效的在轨支持。
神舟载人飞船是中国自行研制的用于天地往返运输人员和物资的载人航天器,达到或优于国际第三代载人飞船技术,具有完全自主知识产权及鲜明的中国特色。飞船可一船多用,既可留轨观测又可作为交会对接飞行器,满足天地往返的需求。
飞行历程
发射升空
2024年4月25日下午,神舟十八号航天员乘组出征仪式在酒泉卫星发射中心问天阁圆梦园广场举行。北京时间2024年4月25日20时59分,搭载神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,约10分钟后,神舟十八号载人飞船与火箭成功分离,进入预定轨道。航天员乘组状态良好,发射取得圆满成功。
空间对接
北京时间2024年4月25日,国旗随神舟十八号载人飞船搭载进入中国空间站,由神舟十八号航天员乘组与神舟十七号航天员乘组进行了太空传递和在轨展示,4月30日国旗随神舟十七号载人飞船返回地面 。
2024年4月26日,神舟十八号载人飞船升空6.5小时后采用自主快速交会对接模式,对接于中国空间站天和核心舱径向对接口,形成三船三舱组合体。随后航天员乘组从飞船返回舱进入轨道舱 。当天05时04分,在轨执行任务的神舟十七号航天员乘组顺利打开舱门,迎接神舟十八号航天员乘组入驻“天宫” 。
北京时间2024年4月28日,神十七、神十八乘组进行交接仪式,移交中国空间站的钥匙。
出舱活动
首次出舱
北京时间2024年5月28日18时58分,神舟十八号乘组航天员叶光富、李广苏执行舱外任务,李聪留守舱内配合操作指挥,经过约8.5小时的出舱活动,三人密切协同,在空间站机械臂和地面科研人员的配合支持下,完成了空间站空间碎片防护装置安装、舱外设备设施巡检等任务。航天员叶光富、李广苏安全返回问天实验舱,出舱活动取得圆满成功。航天员叶光富再度漫步太空,航天员李广苏首次执行出舱活动任务。
再次出舱
北京时间2024年7月3日22时51分,神舟十八号乘组航天员叶光富、李聪执行舱外任务,李广苏留守舱内配合操作指挥。经过约6.5小时的出舱活动,三人密切协同,在空间站机械臂和地面科研人员的配合支持下,为空间站舱外管路、电缆及关键设备安装了空间碎片防护装置,并完成了舱外巡检任务。出舱航天员叶光富、李聪安全返回问天实验舱,出舱活动取得圆满成功。
再次会师
2024年10月30日,神舟十九号3名航天员顺利进驻中国空间站,与神舟十八号3名航天员顺利会师。至此,“70后”“80后”“90后”航天员齐聚“天宫”,完成中国航天史上第5次“太空会师”。北京时间2024年11月1日,神舟十八号、神舟十九号航天员乘组进行交接仪式,两个乘组移交了中国空间站的钥匙。
返回地球
2024年10月29日,神舟十八号航天员乘组在与神舟十九号航天员乘组完成在轨轮换后,于11月4日返回东风着陆场。神舟十八号载人飞船采用5圈(7.5小时)快速返回方案,经历制动离轨、自由滑行、再入大气层、开伞着陆等4个阶段,整个返回着陆过程耗时约50分钟。11月3日,神舟十八号载人飞船轨道舱、推进舱与返回舱成功分离;11月4日01时24分,神舟十八号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆,同日,神舟十八号载人飞行任务的航天员乘组平安抵达北京,3名航天员随即进入医学隔离期。
创造记录
乘组飞行记录
神舟十八号飞行乘组从2024年4月25日晚飞赴太空到2024年11月4日凌晨平安归来,航天员叶光富、李聪、李广苏在轨驻留192天,打破了由神舟十七号以187天保持的神舟飞船任务最长在轨时间纪录。其间进行了2次出舱活动,刷新了中国航天员单次出舱活动时间纪录。
个人飞行记录
神舟十八号航天员叶光富在轨飞行总时长达到375天,刷新中国航天员在轨驻留时间的纪录,成为截至2024年11月中国在轨飞行时间最长的航天员,同时也刷新了中国航天员两次飞行任务的最短间隔。
年龄记录
神舟十八号的乘组是首次全体航天员均为1980年或之后出生的乘组。
任务载荷
飞行任务
神舟十八号航天员乘组在轨驻留期间迎来天舟八号货运飞船和神舟十九号载人飞船的来访,于2024年10月下旬返回东风着陆场。
神舟十八号乘组在空间站驻留约6个月,管理、照料空间站与应用载荷,进行空间站维护维修与状态巡检,保障空间站安全可靠高效运行。神舟十八号乘组在轨期间,实施6次载荷货物气闸舱出舱任务和2至3次出舱活动,在空间站已有的空间碎片防护措施基础上,乘组通过出舱活动,对舱外管路、电缆及关键设备安装碎片防护加固装置,视情开展舱外巡检,进一步保障空间站安全。
系列实验
神十八乘组利用舱内科学实验机柜和舱外载荷,在微重力基础物理、空间材料科学、空间生命科学、航天医学、航天技术等领域,开展90余项实(试)验。神舟十八号携带的实验装置及相关样品,实施中国国内首次在轨水生生态研究项目,以斑马鱼和金鱼藻为研究对象,在轨建立稳定运行的空间自循环水生生态系统,实现中国在太空培养脊椎动物的突破。还实施国际上首次植物茎尖干细胞功能在轨研究,揭示植物进化对重力的适应机制,为后续定向设计适应太空环境的空间作物提供理论支撑。2024年8月25日,中国载人航天工程办公室公布最新在轨视频,太空菜园最新画面公布。2024年11月4日凌晨,中国空间站第七批空间科学实验样品随神舟十八号飞船顺利返回。该次下行科学实验样品共55种,涉及空间生命科学、空间材料科学、微重力燃烧科学等领域28项科学实验项目,总重量约34.6公斤。2024年11月4日上午,生命类科学实验样品第一时间转运至北京的中国科学院空间应用工程与技术中心。作为载人航天工程空间应用系统总体单位,中国科学院空间应用工程与技术中心对返回的生命实验样品基本状态进行检查确认后,交付科学家开展后续研究。
技术创新
电池升级
神舟十八号飞船首次采用大容量长寿命高可靠锂离子蓄电池,接过神舟飞船“十七朝元老”大容量镉镍蓄电池的“接力棒”,开启神舟飞船电源的新征程。锂离子蓄电池长寿命大容量,已成功在空间站、货运飞船等航天器上应用,安全性可靠性得到了广泛的验证,比能量更高、循环寿命更长、高倍率充电更佳,且为整船减重了50千克左右,进一步满足了空间站应用与发展阶段神舟飞船的任务需求。
神舟十八号不仅仅迭代升级了主电源的蓄电池及其充电控制方式,更是将返回电源、应急电源、火工品电源使用的锌银电池进行了再次延寿,锌银电池的使用寿命增加20%,可以支撑神舟飞船在轨更长时间的停靠任务。通过电源产品能力的逐步提升,不断拓宽任务的使用边界,更好地助力整个空间站工程任务。
为保证长期“待命状态”下的飞船太阳电池翼在轨可靠,研制方将关键产品重要指标的实测数据方差控制在千分之一以内,再通过测试计算出飞船在轨展开所需时间。经多发载人飞船的飞行验证,神舟十八号载人飞船的太阳电池翼可实现8秒展翅,无惧超长“待机”。
精准对接
2023年5月30日,神舟十六号飞船与中国空间站成功实现首次径向对接。神舟十八号载人飞船是中国空间站应用与发展阶段第二艘实施径向对接的载人飞船,标志着我国自主研发的空间交会对接GNC(制导导航与控制)技术进一步成熟。空间站百吨级组合体对飞船测量敏感器的遮挡,以及空间站组合体发动机工作时羽流间的相互影响,都给径向对接带来巨大的挑战。为了消除这些影响带来的风险,对接机构通过研制产品化、流程标准化,把每一发对接机构的192个传感器、18个执行机构、260余个弹簧的性能参数偏差控制在最小,通过地面标准流程31次捕获缓冲试验,验证了对接机构具备在31种复杂工况下的捕获缓冲能力。截至2024年4月,异体同构周边式对接机构已经出色地在轨完成了31次空间对接任务和27次分离任务,产品状态稳定、工作可靠。
文化特色
2023年8月31日,中国载人航天工程办公室正式发布《2024年度载人航天飞行任务标识征集活动公告》,面向社会公开征集包括神舟十八号载人飞行任务标识设计方案在内的2024年度载人航天飞行任务标识。
2023年11月19日,中国载人航天工程办公室发布2024年度神舟十八号载人飞行任务标识。
神舟十八号载人飞行任务标识风格简洁、现代,偏重科技感,主体为中国空间站,神舟十八号载人飞船与对接所在的位置用黄线加强突出,任务的序号“18”采用科技感的样式设计,数字作为背景强调任务序列,提高标识识别性与记忆性。星星数量也对应任务序号。
总体评价
神舟十八号与神舟十七号乘组完成在轨轮换,在空间站驻留约6个月,开展空间科学与应用实(试)验,实施航天员出舱活动及货物进出舱,进行空间站空间碎片防护装置安装、舱外载荷和舱外设备安装与回收等任务,开展科普教育和公益活动,以及空间搭载试验,进一步提升空间站运行效率,持续发挥综合应用效益
神舟十八号上行实验装置及相关样品,实施中国国内首次在轨水生生态研究项目,以斑马鱼和金鱼藻为研究对象,在轨建立稳定运行的空间自循环水生生态系统,实现中国在太空培养脊椎动物的突破;还实施国际上首次植物茎尖干细胞功能在轨研究,揭示植物进化对重力的适应机制,为后续定向设计适应太空环境的空间作物提供理论支撑。(中国军网 评)