神舟十六號航天員為何引關注-焦點熱訊
5月30日9時31分，我國長征2號F遙十六運載火箭在酒泉衛星發射中心點火發射，將載有3名航天員的神舟十六號載人飛船精準送入預定軌道。經過約6.5小時的飛行，神舟十六號飛船成功對接于空間站天和核心艙徑向端口。
神舟十六號是我國空間站進入應用與發展階段的首個載人飛行任務，主要包括完成與神舟十五號乘組在軌輪換、駐留約5個月、開展空間科學與應用載荷在軌實（試）驗、實施航天員出艙活動及貨物氣閘艙出艙、進行艙外載荷安裝及空間站維護維修等任務。
(相關資料圖)
這次飛行較之以往有不少亮點，今天我們來了解一下神舟十六號航天員選拔及訓練的特別之處。
首次選派三類航天員
執行飛行任務
此次神舟十六號航天員乘組成員格外引人矚目，其中一個重要原因是它由航天駕駛員、航天飛行工程師、載荷專家3種類型的航天員組成，這在我國尚屬首次。其中，景海鵬是指令長兼航天駕駛員，朱楊柱是航天飛行工程師，非軍人的北京航空航天大學教授桂海潮是載荷專家。另外，朱楊柱和桂海潮是我國選拔的第三批航天員，所以這次也是我國第三批航天員首次執行飛行任務，還是航天飛行工程師和載荷專家的“首秀”。
人們熱議的主要話題是為什么航天員要分為三種類型？他們的選拔標準一樣嗎？需要經過哪些訓練？他們承擔的任務有哪些不同？
其實，早期參與載人航天活動的航天員是不分類的，所有工作一個人全包了。但隨著載人航天器越來越大、壽命越來越長、設備越來越多、科研越來越復雜，光靠航天駕駛員很難完成各類復雜任務。于是，航天員進行了專業分類，以便讓專業的人干專業的事。
目前，航天員主要分為航天駕駛員（又叫飛行專家）、航天飛行工程師（又叫任務專家）和載荷專家三類。我國從2020年選拔第三批航天員開始，除了繼續選拔航天駕駛員外，還選拔了航天飛行工程師和載荷專家。這是因為從2023年起，我國空間站就進入到應用與發展階段，因此需要派更專業的工程師和科學家去保障空間站長期穩定地運行和開展更復雜、更尖端的空間科學實驗及航天技術試驗，從而早出成果、多出成果，提高空間站的應用效益。據悉，神舟十六號乘組需要承擔非常繁重的空間科學實（試）驗任務，是目前開展在軌實（試）驗項目最多的乘組。
由于這三類航天員分別執行不同的任務，所以對他們在身體條件、工作技能、訓練重點和任務完成等方面的要求也不一樣。其中，對航天駕駛員的身體素質要求最高，對航天飛行工程師的身體素質要求次之，對載荷專家的身體素質要求相對最低。例如，在航天環境耐力與適應性選拔中，航天駕駛員超重耐力檢查的負荷比航天飛行工程師和載荷專家更高，但對航天飛行工程師和載荷專家的知識結構、工程技能、科研水平的要求又比航天駕駛員更高。在接下來的訓練中也是如此，每一名航天員在全面訓練的基礎上，都會側重個人負責的任務方面訓練。此外，根據受訓航天員個人的基礎和專業背景不同，在訓練科目、內容和學時等方面的要求也會有所不同。
航天飛行工程師
為空間站提供“質保”
航天駕駛員基本都是從飛行上千小時的現役戰斗機飛行員里選拔的。他們相當于載人航天器的“司機”，主要任務就是駕駛載人航天器，包括完成飛行計劃、航天器之間的交會對接任務等，并負責載人航天器的飛行安全，也協助航天飛行工程師監視、控制與維護空間站的設備儀器。
而航天飛行工程師一般是從與航空航天工程及相關領域專業的科研和工程技術人員中選拔的，其主要任務是負責空間站等大型載人航天器的運行管理、設備保養和維護維修及擴展等，相當于空間站的“質量保障”。因為空間站體積龐大、設備眾多、技術復雜、壽命很長，并要開展多種技術試驗和科學實驗，所以必須由具有較深厚航天器相關專業背景和工作經驗的工程師進行長期的精心管理，確保空間站能夠安全、穩定、高效、長久地運行。
航天飛行工程師有時還要操縱機械臂施放或回收衛星，甚至出艙組裝或維修載人航天器。為此，這類航天員上天前要進行操作空間站各系統和一般載荷的全面訓練，精通所有飛行任務實施要求、載荷任務的目的和要求及其運行管理，能協調所有載荷實驗與空間站之間的相互關系，完成空間站和各個載荷的維護管理。
不過也有例外。2002年3月，美國哥倫比亞號航天飛機航天員準備在艙外為哈勃空間望遠鏡進行“心臟移植手術”,即更換哈勃空間望遠鏡的電源。經過周密研究和千挑萬選，最后決定派曾經當過獸醫的航天員利納漢來完成這一使命。這次在軌維修的復雜程度前所未有，要求航天員在短時間停電情況下完成一系列拆接動作，否則就會危及哈勃空間望遠鏡的安全。之所以看上了利納漢，是因為他以前給鯨、大象和犀牛等許多動物做過手術，手腳非常麻利。最后，利納漢順利完成了這項任務。
戴眼鏡也能“登天”激勵更多科學家
前文所提到的航天駕駛員和航天飛行工程師都屬于職業航天員。他們在完成一次載人航天飛行任務后，還要回到航天員大隊繼續訓練，準備參加后面的載人飛行任務選拔。因為空間站一般至少運行10年，所以需要職業航天員長期輪換工作。
而載荷專家通常是在從事空間科學研究及應用相關領域的科研人員中選拔的，一般為某個領域的科學家或有特殊專長的專業人員，對其承擔的空間科學研究項目或載荷的操作負責。他們上天時攜帶特定儀器設備，在載人航天器上從事特定的空間科學研究和航天技術試驗，生產特定的太空產品，搜集特定的研究數據，并負責空間科學載荷的管理、維護、維修等。他們可與地面載荷指控中心直接通信，進行專項研究活動并負責維護和修理自用儀器和設備。
載荷專家是某一科研領域的專家，所以這類航天員屬于非職業航天員，在太空完成自己熟悉的科研任務后，大多數會回到原單位繼續工作。例如，首位美籍華裔航天員王贛駿是物理學家，1985年他在航天飛機上出色完成了太空流體力學實驗后，又繼續從事以前的工作。
神舟十六號乘組中，戴著眼鏡的載荷專家桂海潮一亮相，就引起了公眾的廣泛關注和極大興趣，也激發了具有高水平但為近視眼的科學家上太空科研的熱情。國家在選拔載荷專家時，對身體的要求相對寬松。例如，輕度近視和輕度老花眼（眼鏡度數在50度至400度）的科學家是允許作為載荷專家進入太空工作的，這是因為在進行太空科學實驗甚至太空行走時，戴眼鏡不會影響太空操作。眼鏡配合系帶、配置摩擦系數大的輔助腿后，也是不會漂走的。不過，對航天員的眼鏡質量要求很高，眼鏡鏡框也往往更大一些，以增加固定面積，并需要配備備用眼鏡。在載人飛船發射和返回過程中，由于震動和過載較大，出于安全考慮，航天員一般不戴眼鏡。據悉，在太空也可以戴隱形眼鏡，但需采用特殊設計，能夠防止普通隱形眼鏡常見的沉積物和細菌積聚。
盡管神舟十六號乘組中的三類航天員在職責上有分工，但是他們都是一專多能的人才，均進行過有主有次的全面訓練，所以在太空可以互為備份，共同完成任務。據航天員系統總設計師黃偉芬介紹，航天駕駛員和航天飛行工程師的訓練科目、內容和要求基本相同，載荷專家的訓練科目、內容和學時較少。三類航天員在體質訓練、航天環境適應性訓練、心理訓練、救生與生存訓練方面要求相同，在基礎理論培訓、航天專業技術訓練、飛行程序與模擬訓練方面的要求有所不同。但在航天員入選飛行乘組后，同一乘組中不同類型航天員的訓練內容和要求是相同的。
為滿足載人航天工程后續飛行任務需要，我國第四批預備航天員選拔工作已于2022年啟動。本次共選拔12-14名預備航天員，包括航天駕駛員7-8名、航天飛行工程師和載荷專家共5-6名，并首次在港澳地區選拔載荷專家。究竟誰能入選，今年底就可以見分曉。
神舟十六號任務的科技創新還有不少，在此無法一一詳述，但所有這些努力的最終目的，都是以“多、快、好、省”的方式，使我國空間站早日取得具有重大科學價值的研究成果和具有重大戰略意義的應用成果，為人類和平開發太空資源做出更多、更大、更好的貢獻。
航天亮點
難度最大的交會對接
5月30日，神舟十六號載人飛船成功發射并停靠中國空間站核心艙節點艙的徑向對接口，這標志著由航天五院自主研發的我國空間交會對接制導導航與控制技術進一步成熟。這是中國空間站三艙“T”字構型下實施的首次徑向交會對接任務，任務難度最大。
據航天五院介紹，神舟十六號的交會對接任務難度之所以最大，有以下3個原因。
一是要對接更大質量的組合體。隨著空間站建造完成，空間站組合體的尺寸、質量、慣量以及重心位置等影響姿態控制的核心要素，要比此前空間站構型變化更大，部分參數甚至存在跨數量級的增長。飛船交會對接特別是近距離對接時采用的是相對姿態位置控制方法，空間站運動特性的變化將直接影響飛船的交會對接控制過程。雖然此前神舟十五號也成功完成了與三艙兩船組成的“T”字構型空間站組合體的交會對接，但神舟十五號交會對接的位置在空間站前向對接口。由于空間站在不同方向上運動特性有所區別，神舟十六號進行徑向對接時，需要制導導航與控制系統依靠自身的能力克服上述變化帶來的影響。
二是要對接更大尺寸的組合體。神舟十六號在進行徑向交會對接任務時，是沿著“天和”核心艙下方的徑向對接口逐漸靠近空間站組合體，從飛船的視角看，“天和”艙、“問天”艙、“夢天”艙、神舟十五號載人飛船以及天舟六號貨運飛船均會出現在神舟十六號載人飛船的視野中，這對于其上安裝的需要以宇宙背景或太陽作為觀測目標的測量敏感器來說，會產生視線上的遮擋。而且，隨著神舟十六號載人飛船和組合體距離的逐漸逼近，遮擋會越來越多，這需要依靠制導導航與控制系統配備的敏感器自身的抗干擾或目標特性識別能力加以區分和屏蔽，或采用不同測量方位的備份測量敏感器來保證持續、準確的測量能力。
三是會受到更復雜的羽流影響。空間站組合體尺寸的增大還會使得飛船和空間站組合體的發動機在工作時，羽流間的相互影響比以往進行交會對接時更加復雜。飛船在近距離與空間站交會過程中，需要頻繁啟動發動機進行相對姿態和位置的調整，這會對懸浮在太空中的空間站姿態產生影響，由于組合體艙段的增加，使得神舟十六號任務中的上述特性更為復雜。同樣，空間站的噴氣控制也會影響飛船自身的控制。針對神舟十六號徑向交會對接任務過程中羽流影響和敏感器視場遮擋影響等，航天五院進行了專項分析和仿真復核，并對神舟十六號制導導航與控制分系統進行針對性優化和設計，確保影響均在分系統可控范圍之內。
由于所有技術措施到位，神舟十六號最終按時順利地完成了與空間站的交會對接。北京時間2023年5月30日18時22分，神舟十五號航天員乘組順利打開“家門”，歡迎遠道而來的神舟十六號航天員乘組入駐“天宮”，兩個乘組順利“會師”。
（作者為全國空間探測技術首席科學傳播專家）
標簽：
