世界前沿技术发展报告2023《世界航天技术发展报告》（四）载人航天技术
（四）载人航天技术
资料来自：《世界前沿技术发展报告2023》和网络
1. 概述
载人航天进一步扩展了人类的活动范围，对国家政治、经济和科技等方面的发展具有重要战略意义。2022年，美国SpaceX公司使用载人“龙”(Crew Dragon)飞船先后实施“公理1号”(Axiom Mission-1)首次商业性国际太空站飞行任务、第4次商业载人航天任务(Crew-4)和第5次商业载人航天任务(Crew-5)；蓝色起源公司成功开展两次亚轨道载人飞行任务；波音公司进行“星际客机”(Starliner)不载人试飞任务。俄罗斯首次公布新太空站建造实体模型，将为航天员观察地球提供更广阔的视野。中国太空站梦天实验舱成功发射并顺利完成了在轨交会对接。
2. 美国多家商业公司开展载人航天发射和测试任务
2.1 美国SpaceX公司载人“龙”飞船开展常态化载人任务，并完成首次全商业性太空载人任务
2022年4月，美国SpaceX公司利用“猎鹰”-9火箭于佛罗里达州肯尼迪航天中心39A发射台成功发射载人“龙”(Crew Dragon)飞船，执行首次商业国际太空站飞行任务。此次任务名为“公理1号”，由美国公理太空公司(Axiom Space)负责，将4名乘客送入国际太空站，是载人“龙”飞船首次执行由私人出资和运作的国际太空站飞行任务。4名乘客分别为NASA前航天员迈克尔·洛佩兹(Michael Lopez-Alegría)、美国房地产大亨拉里·康纳(Larry Connor)、加拿大投资人马克·帕蒂(Mark Pathy)和以色列商人埃坦·斯蒂比(Eytan Stibbe)。4名乘客在国际太空站上驻留8天，参与数十项微重力实验，包括研究太空旅行对衰老细胞和心脏健康的影响等。
2022年10月，美国SpaceX公司载人“龙”飞船搭载4名航天员从国际太空站返回地球，于美国东南部佛罗里达州附近海面成功降落。该项任务为美国“第四次商业载人航天任务”(Crew-4)，任务执行周期共计6个月。此前，美国SpaceX公司利用“猎鹰”-9火箭成功发射载人“龙”飞船，将4名航天员送往国际太空站。4名航天员包括3名NASA航天员和1名意大利女航天员，分别为指令长谢尔·林格伦(KjellLindgren)，驾驶员罗伯特·海因斯(Robert Hines)，任务专家杰西卡·沃特金斯(Jessica Watkins)，以及意大利籍欧洲航天局航天员瑟曼莎·克里斯托弗雷蒂(Samantha Cristoforetti)。4名航天员在6个月内在太空开展了超200项科学研究，内容涉材料科学、健康技术、植物科学等领域。
2.2 美国蓝色起源公司成功开展两次亚轨道载人飞行任务
2022年4月，美国蓝色起源公司利用“新谢泼德”亚轨道载人火箭成功将6名乘客送至距地约107千米高空，完成第4次亚轨道载人飞行任务。此次任务从发射到太空舱着陆持续了约10分钟，是2015年以来“新谢泼德”火箭的第20次飞行。2022年6月，“新谢泼德”火箭再次成功将6名乘客送至距地约107千米高空，完成第5次亚轨道载人飞行任务。此次任务从发射到太空舱着陆同样持续了近10分钟，是2015年以来“新谢泼德”火箭的第21次飞行。
2.3 美国波音公司“星际客机”飞船开展第二次不载人试飞任务
2022年5月，美国波音公司“星际客机”载人飞船结束为期6天的第二次不载人轨道飞行试验任务，驶离国际太空站。随后，“星际客机”的乘员舱与服务舱分离，进入大气层，在美国新墨西哥州白沙太空港安全着陆。试验期间，“星际客机”与国际太空站成功对接，太空站上的航天员首次进入舱内对其进行了检查，卸下“星际客机”运送的约227千克物资，并打包约272千克太空站物资送回地球。
“星际客机”是NASA商业载人项目(Commercial Crew Program, CCP)的一部分。2014年，波音公司和SpaceX公司分别从NASA获得42亿和26亿美元合同，用以建造“星际客机”载人飞船和载人“龙”飞船。截至2022年12月底，SpaceX公司为NASA完成5次国际太空站载人发射任务。波音公司曾于2019年12月开展“星际客机”首次不载人试飞，但未能成功对接国际太空站。“星际客机”预计将于2023年4月执行载人机组飞行测试(Crew Flight Test, CFT)任务，2024年执行首次正式载人飞行任务。
3. 俄罗斯航天局公布新太空站实体模型
2022年8月，俄罗斯航天局首次公布打造太空站实体模型俄罗斯轨道服务站(Russian Orbital Service Station, ROSS)的规划。目前，俄罗斯航天局正在开展ROSS太空站的设计工作。俄罗斯航天局新任局长尤里·鲍里索夫(Yuri Borisov)表示，俄罗斯或将在2024年后退出国际太空站项目。
俄罗斯航天局表示，ROSS太空站将分两个阶段发射：第一阶段，拥有4个模块的ROSS太空站将开始运行；第二阶段，ROSS太空站将增设另外两个模块和一个服务平台。俄罗斯暂时未给出各阶段具体的发射日期。与国际太空站相比，俄罗斯预计在ROSS太空站整体建设完成后能够容纳4名航天员和相应的科学设备，并将为航天员观察地球提供更广阔的视野。俄罗斯当地媒体透露，第一阶段发射预计在2025—2026年进行，最晚不迟于2030年；第二阶段发射预计在2030—2035年进行。按照目前的设想，俄罗斯ROSS太空站不会让航天员永久驻留，但每年会安排两次航天员接替任务。
4. 中国太空站梦天实验舱成功发射并顺利完成交会对接任务
2022年10月，中国太空站梦天实验舱搭乘长征五号B运载火箭在海南文昌航天发射场发射升空，并在约8分钟后精确入轨，发射任务圆满成功。2022年11月，梦天实验舱成功对接天和核心舱前向端口，顺利完成在轨交会对接，整个交会对接过程历时约13小时。对接成功后，梦天实验舱顺利完成转位，与天和核心舱、问天实验舱在同一平面形成天宫太空站T字构型，标志着天宫太空站全面建成。
梦天实验舱由工作舱、货物气闸舱、载荷舱、资源舱4个舱段组成，舱体全长17.88米，最大直径4.2米，发射质量约23吨，配备2套大型柔性太阳翼及双自由度对日定向系统，可根据天宫太空站在轨运动姿态与太阳角度，让太阳翼围绕实验舱轴与太阳翼轴进行转动，确保阳光能垂直照射在电池片上，实现最高发电效率。梦天实验舱此次搭载3台原子钟升空，包括1台冷原子铷微波钟、1台冷原子锶光钟、1台主动型氢原子钟。3台原子钟将组成太空冷原子钟组，构成在太空中频率稳定度、准确度最高的计时系统，将实现30亿年误差1秒的超高精度。
同时，梦天实验舱内还配置13个标准载荷机柜，舱外配置37个载荷安装工位，支持在天宫太空站开展多种科学实验。该实验舱主要面向微重力科学研究，配置了流体物理、材料科学等多学科方向的实验柜，支持开展重力掩盖下的材料凝固机理等物质本质规律研究及超冷原子物理等前沿实验研究。
