长征二号F升级提高入轨精度，助最快神舟两圈追上中国空间站

北京时间2025年10月31日23:44，在酒泉卫星发射中心载人发射工位，搭载任务乘组3名航天员张陆、武飞、张洪章的“神舟二十一号”载人飞船由“长征二号F”遥二十一运载火箭发射升空，约10分钟后船箭分离，飞船采用快速交会对接模式3.5小时方案（两圈方案）上行。

11月1日03:22，飞船对接于“天和”核心舱前向端口，整个上行过程耗时3小时38分钟。04:58，驻站的“神舟二十号”航天员乘组打开空间站舱门，随后“神舟二十一号”乘组3名航天员依次进入中国空间站，两个乘组会师太空，开启短暂的交叉驻留。

“神舟二十一号”任务是天宫空间站第10次载人飞行任务，任务乘组延续了“老带新”的传统，继续了“二带三”的安排，由第二批航天员张陆任指令长，搭配两名第三批航天员武飞、张洪章。本次任务是张陆第二次飞行，此前其作为乘组03号航天员，与费俊龙、邓清明搭档执行了“神舟十五号”任务，本次任务是武飞、张洪章的首飞。武飞出生于1993年10月，当前32周岁，是迄今中国执行飞天任务的最年轻航天员。

“神舟”载人飞船由中国航天科技集团五院抓总研制，是中国现役唯一的载人飞船，用于中国空间站载人天地往返。“神舟”飞船采用串联三舱构型，发射状态由下至上依次是推进舱、返回舱和轨道舱。飞船全长9米，舱段最大直径2.8米，起飞质量不大于8130千克。飞船可搭载3名航天员实现天地往返，可停靠空间站飞行超过6个月。

相较于“神舟二十号”载人飞船，“神舟二十一号”的交会对接方案由6.5小时调整为3.5小时，关键在于三个优化：一是远程导引段飞船绕地球飞行由3圈减为2圈；二是缩短了近程导引段的初始距离，距离空间站更近；三是对远程导引的末段和近程导引的初段进行了统一优化，在可能存在目标轨道误差过大的情况下也可引导出正确的轨迹，避免轨迹安全性问题。

在飞行任务过程中，默认状态为快速交会对接模式3.5小时方案，GNC系统（制导、导航与控制系统）可通过开关设置，在3.5小时方案和6.5小时方案之间灵活切换。上行阶段，飞船会在多个关键点对自身状态进行评估判断。入轨初期，若判断不能满足3.5小时方案则自动切换至6.5小时方案，若不能满足自主交会条件就会转为地面导引交会，极端故障工况下，若判断无法进行交会对接则转入应急返回。

此次快速交会对接3.5小时方案在载人任务中的成功实践，不仅缩短了航天员在狭小飞船座舱内的等待时间，而且极大地增强了空间站载人任务规划的灵活性和应急响应能力。一方面可降低发射窗口约束，为任务规划提供更大灵活性；另一方面，可提高和时间强相关类重大故障情况下执行交会对接任务的能力，确保任务实施和航天员安全。

“长征二号F”为中国航天科技集团一院抓总研制的中型常温液体运载火箭，主要用于执行“神舟”载人飞船发射任务。该箭采用两级半构型，主发动机全部使用双组元推进剂四氧化二氮/偏二甲肼。目前该箭在用的为改进型“长征二号F/G”，其中“长征二号F/G”Y构型用于载人飞船发射，全箭高58.34米，芯级直径3.35米，起飞质量约497吨，近地点200千米、远地点350千米、倾角42度的近地轨道（LEO）运力为8.8吨。

相较于“长征二号F”遥二十火箭，遥二十一火箭共进行了近20项技术状态改进，进一步提升了可靠性和安全性。其中，控制系统采用了经过多型现役运载火箭飞行验证的产品化双十表光学惯组，以提高火箭的入轨精度，满足载人飞船3.5小时快速交会对接的精度要求。

本次任务是2025年“长征二号F”运载火箭第2次发射。同时，本次任务是本年度中国载人航天第3次发射，也是收官之战。

作者：木兰星舟