神舟十八號
神舟十八號（簡稱神十八）是中國飛往天宮空間站的太空飛行，於2024年4月25日發射，同年11月4日返回。神舟十八號是中國「神舟」系列飛船的第十八次任務，也是中國載人航天工程的第十三次載人飛行任務[4]。神舟十八號的乘組人員由葉光富、李聰、李廣蘇組成。[5]
 搭載神舟十八號飛船的長征二號F遙18火箭點火瞬間 | |
 量產型神舟飛船示意圖 | |
| 營運方 |  中國載人航天工程辦公室 |
|---|---|
| 國際衛星標識符 | 2024-078A |
| 衛星目錄序號 | 59591 |
| 任務時長 | 192天4小時25分 |
| 太空船屬性 | |
| 太空船類型 | 神舟載人飛船 |
| 製造方 | 中國航天科技集團 |
| 人員 | |
| 人數 | 3 |
| 乘組成員 | 葉光富、李聰、李廣蘇 |
| 艙外活動 | 2 |
| 活動時間 | 14小時55分鐘 |
| 任務開始 | |
| 發射日期 | 2024年4月25日 20:59:00.479[1] |
| 運載火箭 | 長征二號F運載火箭 （遙十八） |
| 發射場 | 酒泉衛星發射中心 921工位 |
| 任務結束 | |
| 着陸日期 | 2024年11月4日 |
| 着陸地點 | 東風着陸場41°37′49″N 100°03′42″E / 41.63028°N 100.06167°E |
| 軌道參數 | |
| 軌域 | 低地球軌道 |
| 與天宮空間站對接 | |
| 對接 | 天和核心艙 徑向 |
| 對接日期 | 2024年4月26日 3時32分[2] |
| 分離日期 | 2024年11月3日 16時12分[3] |
| 對接時間 | 191天12小時又40分 |
  李廣蘇、李聰和葉光富 | |
神舟十八號的主要任務為實施航天員出艙活動和貨物氣閘艙出艙任務，繼續開展太空科學實驗和技術試驗，開展平台管理工作、航天員保障相關工作以及科普教育等重要活動[6]。其中，神舟十八號的第一次航天員出艙活動長達8小時23分鐘，長度位列人類出艙活動歷史第三名。神舟十八號任務以約192天的在軌時間，打破了由神舟十七號以187天保持的神舟飛船任務最長在軌時間紀錄。完成本次任務後，葉光富成為中國首位在軌時間累計超過一年的航天員。神舟十八號乘組也是首次全部航天員都是1980年或以後出生的乘組[7]。
背景
神舟十八號在上一次任務神舟十七號返回前發射升空，以便在天宮空間站完成交接。按照神舟飛船前往天宮空間站任務的標準，這次任務計劃持續約六個月，並在神舟十九號飛船乘員抵達後返航。
神舟十八號的乘組人員繼承保持「一位第二批航天員+兩位第三批航天員」的模式，由第二批航天員葉光富（指令長）和第三批航天員李聰、李廣蘇組成。[5]其中葉光富剛剛在24個月前自神舟十三號任務歸來，他此次參與神舟十八號任務也刷新了中國航天員兩次飛行任務的最短間隔。三人均為航天駕駛員。
任務時間軸
- 2022年，神舟十八號與神舟十七號並行開展地面研製工作[8]，並在2022年底一同進行總裝測試工作[9]。
- 2023年8月31日至2023年9月30日，中國載人航天工程辦公室開展神舟十八號載人飛行任務標識設計方案徵集活動[6]。
- 2023年10月26日，長征二號F遙十七火箭發射，長征二號F遙十八火箭完成準備工作，進入應急救援值班狀態；神舟十八號載人飛船完成準備，具備快速發射和應急救援能力。
- 2024年2月29日，執行神舟十八號載人飛行任務的航天員乘組已經選定，正在開展任務訓練[10]。
- 2024年4月17日上午，神舟十八號飛船與長征二號F遙十八火箭組合體由垂直總裝廠房轉運至921發射工位。
- 2024年4月21日，酒泉衛星發射中心組織各單位展開全系統合練。
- 2024年4月23日，神舟十八號載人飛行任務進行了最後一次全區合練和全系統氣密性檢查。
- 2024年4月24日上午，據中國載人航天工程辦公室消息，經太空站應用與發展階段飛行任務總指揮部研究決定，執行神舟十八號載人飛行任務的航天員乘組由葉光富、李聰、李廣蘇3名航天員組成，葉光富擔任指令長。
- 2024年4月25日20時59分00.479秒，搭載神舟十八號載人飛船的長征二號F遙十八運載火箭在酒泉衛星發射中心點火發射[11]。約10分鐘後，神舟十八號載人飛船與火箭成功分離，進入預定軌道。本次發射任務代號為「TGZR7/SZ-18」。[12]
- 2024年4月26日3時32分，神舟十八號與天宮空間站天和核心艙徑向端口對接。5時04分，神舟十八號乘組打開神舟飛船軌道艙徑艙門，仍留守天宮空間站的神舟十七號航天員乘組打開天和核心艙艙門，兩個航天員乘組第四次實現「太空會師」。[2]
- 2024年4月28日，神舟十八號乘組與神舟十七號乘組在天宮空間站內進行交接儀式，兩個乘組移交了太空站的鑰匙。
- 2024年5月28日下午，神舟十八號航天員進行太空站首次出艙活動，由葉光富、李廣蘇執行艙外任務，李聰留守艙內配合操作指揮。[13]本次出艙活動長達8小時23分鐘，長度位列人類出艙活動歷史第三名。
- 2024年7月3日下午，神舟十八號航天員進行太空站第二次出艙活動，由葉光富、李聰執行艙外任務，李廣蘇留守艙內配合操作指揮。[14]
- 2024年8月8日，適逢2024年夏季奧林匹克運動會舉辦期間和中國第16個全民健身日，神舟十八號航天員在太空站關注奧運比賽的同時，也舉辦了「天宮運動會」，進行了一系列太空中特有的「趣味運動」。[15][16]
- 2024年11月1日，神舟十八號與神舟十九號航天員乘組進行了交接儀式，移交了中國空間站的鑰匙。[17]
- 2024年11月3日16時12分，神舟十八號載人飛船與太空站組合體分離。[18]
- 2024年11月4日01時24分，神舟十八號載人飛船返回艙在東風着陸場成功着陸，返回艙落地時呈水平狀態。[19]02時15分，三名航天員全部出艙。[20]
- 2024年11月4日8時59分，神舟十八號的航天員乘組乘坐中國人民解放軍空軍專機B-4020抵達北京西郊機場，3名航天員隨即進入醫學隔離期。
神十八艙外活動列表
| 航天任務 | 航天員 | 開始時間 | 結束時間 | 時間長度 | 工作內容 |
|---|---|---|---|---|---|
| 神舟十八號 第1次 |
 葉光富, 第2次 李廣蘇, 第1次
|
2024年5月28日 10:35 |
2024年5月28日 18:58 |
8小時23分鐘 | 在太空站機械臂和地面科研人員的配合支持下，完成了太空站空間碎片防護裝置安裝、艙外設備設施巡檢等任務。[21] |
| 神舟十八號 第2次 |
葉光富, 第3次 李聰, 第1次
|
2024年7月3日 16:19 |
2024年7月3日 22:51 |
6小時32分鐘 | 在太空站機械臂和地面科研人員的配合支持下，為太空站艙外管路、電纜及關鍵設備安裝了空間碎片防護裝置，並完成了艙外巡檢任務。[22][23] |
火箭特點
遙十八火箭的可靠性評估值從0.9896提升至0.9903，安全性評估值達0.99996。與長二F遙十七火箭相比，遙十八火箭進行了32項技術狀態改進，涉及火箭產品和地面設備等多個方面。[24]
在裝配操作中，長二F火箭團隊首次採用質量確認形式。設計人員根據裝配要求和技術指標形成檢驗表格，在跟產的過程中，逐項確認裝配狀態和檢查裝配數據，讓裝配操作質量更加精準可控。[24]
為了提升火箭的抗干擾能力，長二F火箭團隊在設計裕度上留足了空間。以控制系統為例，長二F火箭採用了雙冗餘甚至三冗餘的設計策略，即使火箭在飛行過程中出現了單板級故障，仍可以保障飛行安全。[24]
此次任務首次使用合罩操作平台，合罩效率提升了30%。在扣罩廠房裏，操作人員需要乘坐升降車上下移動，在縱向分離面上，自上而下連接解鎖機構，使兩個半罩「合二為一」。「採用新的合罩操作平台後，操作台由單層升級為四層，實現了並行操作，合罩時間由12個小時縮短為8個小時，合罩效率提升30%。[24]
長二F火箭發射場流程已由太空站建造初期的49天縮減到30天。[24]
飛船特點
在神舟十八號飛船上，主電源儲能電池由鎘鎳電池更改為鋰離子電池，安全性可靠性得到了廣泛驗證，鋰離子電池的能量更高、循環壽命更長、高倍率充電更佳，相較於神舟十六號和神舟十七號飛船電池容量更大、系統可靠性更高，為整船減重約50公斤。[25]另外，神舟十八號採用全硬件的充電控制方式，安全冗餘採用三重冗餘控制方式，每一種均可獨立開展工作且互為備份。[12]
神舟十八號飛船上採用的中繼終端產品，均按目前最新技術要求進行了優化升級。當神舟十八號飛船各分系統開始運行時，產生的大量數據會匯集到數管分系統。這些復雜的參數經過儀器控制器應用軟件的匯總加以轉換，再轉換為航天員可以直觀識別和操作的內容，最後轉發到飛船儀器上顯示出來。儀器控制器應用軟件能顯示新穎的儀器控制器顯示效果，實現儀器中的圖形、文字處理。[12][25]
神舟十八號飛船上安裝配備了中國電科集團研製的各類傳感器。這些傳感器能夠實時測量各系統內的壓力、溫度、濕度、氣體、生理等信號，以此判斷艙內的環境參數並隨時調整。[12]
神舟十八號飛船由中國航天科工集團研製的高精度加速度計組合，能夠在微重力環境下精準測量加速度，為飛船在軌運行和交會對接提供必需的實時數據。[25]
神舟十八號飛船在繼神舟十六號載人飛行任務之後，第二次實施徑向交會對接，標誌着中國自主研發的太空會合對接GNC（導引導航與控制）技術進一步成熟。[12][25]
神舟十八號飛船的太陽電池翼可實現8秒左右的快速穩定展開並鎖定。[25]
任務
神舟十八號入軌後，將按照預定程式與天宮空間站組合體進行自主快速交會對接，並與神舟十七號航天員乘組進行在軌輪換，在太空站駐留約6個月[26]。在空間站的工作生活期間，神舟十八號的航天員乘組將進行多次出艙活動及貨物進出艙，開展微重力基礎物理、空間材料科學、空間生命科學、航天醫學、航天技術等領域實（試）驗與應用，完成空間站碎片防護加固裝置安裝，艙外載荷和艙外平臺設備安裝與回收等各項任務，開展科普教育和公益活動，以及空間搭載試驗。[25][26]
出艙活動
神舟十八號的航天員乘組將實施6次載荷貨物氣閘艙出艙任務和2—3次出艙活動，在目前太空站已有的空間碎片防護措施基礎上，神舟十八號航天員乘組將通過出艙活動，對艙外管路、電纜及關鍵設備安裝碎片防護加固裝置，視情況開展艙外巡檢。[26]
太空實驗
神舟十八號的航天員將利用艙內科學實驗機櫃和艙外載荷，在微重力基礎物理、空間材料科學、空間生命科學、航天醫學、航天技術等領域，開展90餘項實（試）驗[26]，包括「空間先進水生生保系統關鍵技術研究」「微重力環境調控植物干細胞功能和結構的分子網絡研究」「蛋白與核酸共起源及密碼子起源的分子進化研究」「空間用固液復合潤滑材料的設計、界面作用機理及艙外驗証」等4項科學實驗。搭載樣品及裝置總重量約35公斤。[12]
在2024年04月25日，神舟十八號實施中國首次太空水生生態研究項目，進行「太空養魚」實驗。搭載上太空的4條斑馬魚和金魚藻，將轉移到問天艙的生態實驗組件內。組件內會形成自給自足的小型水生生態循環系統，斑馬魚呼出的二氧化碳可供給金魚藻進行光合作用，再產生氧氣予斑馬魚呼吸。[27][28]截至2024年04月27日，4條魚的生命體徵正常，狀態穩定。[28]
神舟十八號載有100多粒擬南芥種子，將在太空站進行約四周的培養生長。之後，航天員將採集植物樣本，並在零下80攝氏度下冷凍保存，最終隨神舟飛船返回地面，供科學家進行研究。[12]此爲國際上首次植物莖尖干細胞功能在軌研究。[26]
神舟十八號攜帶了20多件包括球盤、軸承摩擦測試樣品和靜態艙外暴露樣品在內的物品，經過大約半年的艙外暴露試驗後，這些樣品也將隨飛船返回地面，以便科學家開展進一步研究。[12]
神舟十八號還將開展「蛋白與核酸共起源及密碼子起源的分子進化研究」項目，利用空間站的真實微重力環境，以磷、氨基酸、核苷為原料構建「三元反應體系」，從而建立N-磷酸化氨基酸這個最小的「分子演化系統」，從分子水平上探究基本生化反應對微重力環境的響應，挖掘重力在生命的化學起源。[12][29]
航天員
| 姓名 | 年齡 | 航天員類型（職責） | 飛行次數 | 飛行時間 | 軌道數 |
|---|---|---|---|---|---|
| 葉光富
|
43歲 | 航天駕駛員（指令長） | 1 | 182天9小時32分鐘 | 2940圈 |
| 李聰
|
34歲 | 航天駕駛員 | 無 | 無 | |
| 李廣蘇
|
36歲 | 航天駕駛員 | 無 | 無 |
任務標識
神舟十八號任務標識在2023年8月31日至9月30日面向全社會徵集[6]，10月28日至11月5日對6個候選方案開展網絡投票[30]，11月19日選定方案。最終選定的方案並非出自神舟十八號任務標識6個候選方案，而是「綜合考慮（2024年）兩次載人飛行任務候選標識方案的整體情況」，由一個神舟十九號任務標識候選方案「優化而成」。神舟十八號任務標識是中國載人航天工程第二批面向全社會公開徵集的任務標識之一。
神舟十八號任務標識設計者為曹傲冬。神舟十八號任務標識風格簡潔、現代，偏重科技感，主體為中國空間站，神舟十八號載人飛船與對接所在的位置用黃線加強突出，任務的序號「18」採用科技感的樣式設計，數字作為背景強調任務序列，提高標識識別性與記憶性。星星數量也對應任務序號。[31]
參考文獻
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