历史背景1986年，邓小平批准实施“863”计划，计划以载人飞船开始起步，最终建成中国的空间站。1992年，中国载人航天工程正式立项，并确定按照“三步走”的战略实施。[13]第一步，发射载人飞船，建成初步配套的试验性载人飞船工程，开展空间应用实验；第二步，突破航天员出舱活动技术、空间飞行器交会对接技术，发射空间实验室，解决有一定规模的、短期有人照料的空间应用问题；第三步，建造空间站，解决有较大规模的、长期有人照料的空间应用问题。[14] 从1999年到2002年，中国成功发射了神舟一号到神舟四号四艘无人飞船，掌握了飞船的安全返回、在轨生命保障系统等关键技术。2003年10月15日，中国第一艘载人飞船神舟五号成功发射，杨利伟成为进入太空的第一位中国人，标志着中国成为世界上第三个能够独立开展载人航天活动的国家。2005年10月，神舟六号带着航天员费俊龙、聂海胜突破了多人多天太空飞行技术。2008年9月25日，神舟七号将翟志刚、刘伯明、景海鹏三名航天员送上太空，并成功实施了航天员首次出舱活动。从2011年到2016年，中国又先后发射了神舟八号到神舟十一号，与天宫一号目标飞行器、天宫二号空间实验室完成了交会对接、短期及中期太空驻留等任务，掌握了一大批载人航天关键性技术。[15]2021年6月17日，神舟十二号载着聂海胜、刘伯明、汤洪波发射升空，这是中国载人航天工程“第三步”的首次载人飞行任务。神舟十二号航天员乘组在空间站组合体工作生活了90天，刷新了中国航天员单次飞行任务太空驻留时间的纪录。2021年10月16日，神舟十三号载着翟志刚、王亚平、叶光富发射升空；3名航天员进驻核心舱，进行了为期6个月的驻留，创造了中国航天员连续在轨飞行时长新纪录，标志着空间站关键技术验证阶段任务圆满完成，中国空间站即将进入建造阶段。[16] 主要任务神舟十五号主要任务为：验证空间站支持乘组轮换能力，实现航天员乘组首次在轨轮换；开展空间站舱内外设备及空间应用任务相关设施设备的安装与调试，进行空间科学实验与技术试验；进行空间站日常的维护维修；验证空间站三舱组合体常态化运行模式。[17] 任务期间，神舟十五号乘组重点开展6个方面工作：一是开展空间站三舱状态长期驻留验证工作；二是完成15个科学实验机柜解锁、安装与测试，开展空间科学研究与应用、航天医学、航天技术等领域的40余项空间科学实验和技术试验；三是实施3-4次出舱活动，完成梦天舱扩展泵组和载荷暴露平台设备安装等工作；四是验证货物气闸舱出舱工作模式，与地面协同完成6次货物出舱任务；五是开展常态化的平台测试、维护及站务管理工作；六是开展在轨健康防护锻炼、在轨训练与演练等工作。[17] 技术特点结构组成神舟十五号载人飞船由轨道舱、返回舱和推进舱构成，共有14个分系统。[6]推进舱主要功能是为飞船提供电源和动力，飞船所需要的电、气、液和推进剂也都由它供给。返回舱是航天员的座舱和整个飞船的控制中心，也是飞船唯一可以返回着陆的舱段。轨道舱内装有各种实验仪器和设备，与返回舱相通，既是航天员工作、吃饭、睡觉、娱乐、洗漱和上厕所的场所，也可作为航天员出舱时使用的气闸舱。[18] 技术创新照明设备 由于神舟十五号载人飞船在轨飞行时会周期性经过地球阴影区，经历长时间的黑暗，因此在与空间站交会对接时的照明问题就非常重要。为了解决这一问题，神舟十五号飞船舱内照明设备和交会对接照明设备采用了先进的固态照明光源。该固态照明光源具有耐冲击、抗振动、功耗低、稳定性高等优点，但对高温环境和低温环境比较敏感。研制团队进行了长期大量的技术攻关，最终解决了温度问题。[19] 仪表设备 综合显示单元和时间单元、发声单元、手控左/右面板单元、编码指令设备等设备为航天员提供飞船运行过程中的参数显示、语音播报、运动控制指令发送。针对神舟飞船任务要求，中国航天科技集团有限公司五院510所在以上仪表产品中应用了具备高可靠性和高安全性的处理器平台，研发了多项关键技术。其中处理器抗辐照加固技术，可以确保在复杂宇宙射线和高速粒子条件下，高速硬件系统正常工作。仪表照明分系统的综合显示单元人机交互设备和发声单元的配套软件，通过内总线接收并显示飞船的重要事件信息，向航天员通报顺序飞行事件、紧急事件、进出站事件等显示信息和语音提示，并对特别重要的警示信息进行多重语音提示或突出显示，以确保航天员在轨期间能快速掌握返回舱内外信息。[19] 舱门快速检漏仪 神舟十五号载人飞船与空间站顺利对接后，航天员要从神舟十五号飞船进入到空间站，其间要经历多次穿舱活动，都需要打开和关闭舱门。维持航天员在舱内生存的气体绝对不能泄露，舱门是否密封良好具有决定性作用，因此精准快速检测舱门的密封性至关重要。中国航天科技集团有限公司五院510所研发的舱门快速检漏仪实现了对神舟飞船舱门和对接面的快速、准确检漏，填补了中国国内在该领域的空白。[19] 神舟飞船在轨任务结束后，由中国航天科技集团有限公司五院510所研制的国际救援示位标和微波重力水平开关等产品能够帮助搜救人员快速准确地找到返回舱。国际救援示位标集定位信息获取、数据处理、编码调制发射于一体，具有高定位准确性。返回舱落地后，国际救援示位标会发射无线电“信标”信号。这种“信标”信号符合国际通用标准，能够被海事卫星搜救系统所识别，从而确保搜救人员能够快速找到返回舱。微波重力水平开关采用的是先进可靠的电控技术，通过测量天线敏感轴的重力分量，来表征天线敏感轴与水平面的夹角，实现自动切换通信天线方向。[19] 快速交会对接模式 神舟十五号采用快速交会对接模式，首次与中国空间站的90吨级组合体在前向端口进行刚性连接，形成封闭内通道，航天员通过对接机构进入空间站。为了确保可靠的对接和安全的停靠，中国航天科技集团八院的研制团队在地面进行了31次捕获缓冲试验，验证了对接机构具备在单项极限偏差、组合偏差共31种工况下的捕获缓冲能力。通过这些试验，对接机构的运动精度在横向偏差方面可以控制在1毫米以内，角度偏差可以控制在0.1°以内。[20] 能源精准调控/天地通信大联合 神舟十五号与空间站组合体成功交会对接后，3名航天员与神舟十四号航天员乘组进行在轨轮换，这是中国空间站首次实现6名航天员在轨短期驻留。在轮换期间，空间站有两艘载人飞船同时停靠，但由于停靠位置不同，两艘飞船的光照发电条件和天地通信条件完全不同。这导致两船的能源需求和天地通信需求也不相同。研制团队通过精细制定能源并网时机，精准调控能源并网功率，让两艘载人飞船实现用电自由，并且避免能源过剩造成的用电风险。两船在轨的天地通信可通过各种信息大联合实现，具体是由空间站代传相关信息和指令，统一分配通信资源，以实现两船天地测控无缝衔接。[20] 相关系统空间应用系统“空间辐射计量及生物损伤评估技术”实验利用微流控芯片流体控制技术，在问天实验舱的生命生态实验柜中对单个线虫进行培养、光学监测和分析，以实现辐射损伤标志物的在轨检测。通过该实验，研究人员将建立一种空间辐射计量和生物损伤评估方法，为空间辐射损伤评估、医学诊断和防护提供重要支持。同时，对返回的线虫样品进行系统生物学分析，揭示空间辐射对线虫辐射损伤和修复的分子机制，并研究空间辐射和微重力对生物的协同作用机制。[21] “空间微重力环境调控植物细胞结构和功能的分子网络研究”实验在问天实验舱的通用生物培养实验柜中进行。通过研究空间微重力环境对植物细胞结构和功能的分子网络调控机制，揭示植物感知微重力环境的信号传导机制和调控网络。研究内容包括植物对微重力环境的激素转运系统参与机理、微重力诱导的转录因子对植物细胞壁形成机理的调控，以阐明植物适应空间微重力环境的机制。[21] 运载火箭系统神舟十五号载人飞船由长征二号F遥十五运载火箭发射升空。[4]长征二号F遥十五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、故障检测处理系统、逃逸系统、附加系统和地面发射支持系统共计10个系统组成。长征二号F运载火箭发射载人飞船状态全长58.3米，起飞重量498吨，芯级直径3.35米，助推器直径2.25米，整流罩直径3.8米，在火箭顶部带有逃逸飞行器。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遥十五运载火箭，飞行可靠性评估结果为0.9895。[22] 本次发射任务是新批次长征二号F火箭和全新的地面设备首次应用于载人发射任务，较上一发火箭，遥十五火箭进行了全面升级优化，其中技术状态改进45项。同时，测发控、供配气等地面设备也进行了11项改进。新批次火箭的控制系统应用了起飞时间偏差修正技术，使火箭点火时间出现偏差时，可以在一定范围内自动修正轨道完成入轨和交会对接任务。同时，遥测系统也进行了升级迭代，使遥测精度得到进一步提升。[4] 长征二号F遥十五运载火箭安装有三个“黑匣子”。第一个“黑匣子”安装在逃逸塔下方，如果出现意外情况，“黑匣子”会将逃逸全过程的关键数据存储下来，为研制人员分析和判断逃逸系统是否工作正常提供重要依据。另外两个“黑匣子”分别安装在整流罩和助推器中，用于存储火箭飞行过程中关键动作的参数和图像数据。[23] 测控通信系统在神舟十五号任务中，由西安卫星测控中心、北京空间信息传输中心和远望6号船等航天测控系统合力保障神舟十五号载人飞行任务圆满成功。西安卫星测控中心为此次任务全程提供关键测控支持。作为本次任务唯一的海上测控点，远望6号船主要承担入轨段载人飞船测控通信任务。神舟十五号载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接期间，北京空间信息传输中心调用两代多颗“天链”中继卫星，为神舟十五号载人飞船的入轨段、交会对接段提供稳定可靠的天基测控与数据传输服务。[24] 发射场系统神舟十五号在酒泉卫星发射中心发射升空。与以往神舟任务不同，此次神舟十五号载人飞行任务发射窗口期正值寒冬暗夜时分，临近发射，酒泉卫星发射中心夜间最低气温降至-20℃，直逼火箭发射最低温度条件，这也是载人发射任务有史以来环境温度最低的一次。为应对低温，酒泉卫星发射中心在发射场现场为火箭提供空调送风，保障火箭处于一个合适的温度范围内，火箭系统也在重要的部段采取了粘贴保温层的措施，有足够的能力满足任务发射要求。针对待发段可能出现的送风温度偏低的故障情况，神舟十五号试验队制定了风险控制预案，根据情况开启推进贮箱地面电调温等，保证返回舱和推进舱推进剂温度满足发射要求。[4] 飞行乘组  费俊龙  邓清明  张陆 费俊龙，男，籍贯江苏昆山，1965年5月出生。1998年1月入选为中国首批航天员，曾任中国人民解放军航天员大队大队长、载人航天工程航天员系统副总指挥。2005年10月，执行神舟六号载人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“英雄航天员”荣誉称号，并颁发“航天功勋奖章”。经全面考评，入选神舟十五号载人飞行任务乘组并担任指令长。[25] 任务经过准备工作2022年11月21日，神舟十五号载人飞船与长征二号F遥十五运载火箭组合体转运至发射区。[29] 2022年11月27日，神舟十五号发射任务组织全区合练。发射任务各系统完成了相关功能检查，并做好发射前的各项准备工作。[30] 发射升空2022年11月29日23时08分，酒泉卫星发射中心运用长征二号F遥十五运载火箭，将搭载着费俊龙、邓清明和张陆三名航天员的神舟十五号载人飞船顺利送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。[4]  神舟十五号发射 在轨活动2022年11月30日7时33分，神舟十五号航天员乘组进入中国空间站，与神舟十四号航天员乘组一起合影留念。后续，两个航天员乘组在空间站进行首次在轨轮换。期间，6名航天员共同在空间站工作生活约5天时间，完成各项既定任务和交接工作。[32] 2022年12月2日，神舟十五号航天员乘组与神舟十四号航天员乘组进行中国空间站钥匙交接仪式，至此中国空间站正式开启长期有人驻留模式。[33] 2023年2月10日00时16分，经过约7小时的出舱活动，神舟十五号航天员费俊龙、邓清明、张陆密切协同，完成了梦天舱外扩展泵组安装等任务，全过程顺利圆满。这是中国空间站全面建成后航天员首次出舱活动，航天员费俊龙、航天员张陆首次漫步太空。[34]  第一次出舱 2023年3月2日消息：“近日，神舟十五号航天员乘组进行了第二次出舱活动。在地面工作人员和舱内航天员邓清明的密切配合下，两名出舱航天员费俊龙、张陆圆满完成全部既定工作任务，安全返回问天实验舱。”[35] 2023年4月15日，神舟十五号航天员乘组进行了第四次出舱活动。在地面工作人员和舱内航天员邓清明的密切配合下，两名出舱航天员费俊龙、张陆圆满完成全部既定工作，安全返回问天实验舱。[7] 2023年4月20日，“天宫对话——神舟十五号航天员乘组与上海合作组织国家青少年问答”活动举行。本次活动在北京设主会场，在10个上合组织成员国和观察员国设分会场，在埃及等14个对话伙伴国开设了线上课堂。[37] 会师神十六号乘组2023年5月30日16时29分，神舟十六号载人飞船入轨后，成功对接于空间站天和核心舱径向端口，整个对接过程历时约6.5小时。按任务计划，3名航天员随后将从神舟十六号载人飞船进入空间站天和核心舱。神舟十五号航天员乘组已做好迎接神舟十六号航天员乘组进驻各项准备工作。[38]5月30日18时，神十六航天员乘组从飞船返回舱进入轨道舱，神十五航天员乘组顺利打开舱门，迎接神十六航天员入驻“天宫”。至此，神十六航天员乘组顺利进驻空间站，与神十五航天员乘组完成“太空会师”。[39][40] 2023年6月2日，神十五、神十六航天员乘组进行交接仪式。神舟十五号航天员乘组已完成了全部既定任务。[41] 返回地球2023年6月4日，神舟十五号航天员乘组已完成全部既定任务，乘坐神舟十五号载人飞船返回东风着陆场。[8][9][43]6月4日6时30分许，神舟十五号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，航天员乘组身体状态良好，神舟十五号载人飞行任务取得圆满成功。[10]6月4日中午，神舟十五号航天员乘组乘飞机平安抵达北京。[11] 主要成果在轨期间，神舟十五号航天员乘组使用由中国自主研制的空间站双光子显微镜，开展在轨验证实验任务并取得成功。这是目前（2023年4月16日）已知的世界首次在航天飞行过程中，使用双光子显微镜获取航天员皮肤表皮及真皮浅层的三维图像，为未来开展航天员在轨健康监测研究提供了全新工具。[44] 在轨期间，在地面科研人员和航天员协同配合下，梦天舱燃烧科学柜中的实验系统成功执行首次在轨点火实验。点火实验采用的是甲烷作为燃料，高速相机清晰地拍下了整个点火和燃烧过程。这次实验验证了空间站燃烧科学实验系统功能的完备性，以及整体实验流程的准确性与科学性，为后续空间科学燃烧实验项目打下了良好的基础。[44] 自2022年11月29日神舟十五号飞船发射入轨起，神舟十五号乘组已在轨工作生活181天，各项在轨工作进展顺利，已圆满完成了4次出舱活动任务，成为执行出舱任务次数最多的乘组；还开展了多次载荷出舱任务，8项人因工程技术研究、28项航天医学实验，以及38项空间科学实（试）验，涵盖了生命生态、材料科学、流体力学等，获取了实验数据。神舟十五飞行乘组正开展神舟十六号乘组进驻和神舟十五号飞船返回前的各项准备工作。[45] 2023年6月4日，中国空间站第四批空间科学实验样品随神舟十五号飞船返回舱返回地面。4日上午，样品在东风着陆场交付由中科院牵头负责的空间应用系统。下午，部分实验样品运抵北京中科院空间应用工程与技术中心(空间应用中心)，空间应用系统总体与相关实验人员对返回实验样品基本状态进行检查确认，并交接相关实验科学家开展后续研究。[46] 评价与意义意义评价神舟十五号的发射成功，为环环相扣、高密度高难度高风险的12次空间站建造发射，画上一个圆满句号。——人民网[12] 神舟十五号载人飞行任务对于完成空间站建造、开启空间站应用与发展新阶段具有承上启下的重要意义。神舟十五号航天员乘组将在太空见证中国人自己的空间站正式建成的圆梦时刻。——季启明（中国载人航天工程办公室主任助理）[49] 文化产品为纪念神舟十五号载人飞船发射成功、6位中国航天员首次实现“太空会师”，中国载人航天工程办公室授权中国集邮有限公司发行了《中国空间站神舟十五号载人飞船发射成功》纪念封、《中国空间站神舟十五号载人飞行任务》纪念封、《中国空间站神舟十五号载人飞行任务》纪念邮折、《中国空间站神舟十五号载人飞行任务》纪念邮册等纪念邮品。[50]  纪念邮票 |
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