神舟八号至神舟十一号：太空交会对接优化

最特殊的物理课

中国载人航天史上的第一次太空课，在2013年6月20日上午10时开讲了，地点就在位于太空的“天宫一号”空间站当中，老师就是“神舟十号”的女航天员王亚平，这可是人类历史上的第二次太空课！而且是历史上时间最长、内容最多、科技含量最高的太空授课。

那么，在这堂别开生面的物理课中，王亚平老师都教给了大家什么知识呢？

1.悬空打坐：“神舟十号”的指令长聂海胜在太空表演悬空打坐，向全国的学生们展示失重环境的特殊性。

2.弹簧秤实验：以两个相同的弹簧秤，底端各固定一个不同质量的物体，两个弹簧伸长的长度却是完全一样的。

3.航天员称体重：因为太空没有重力，所以用常规的人站在秤上的办法是测不出体重的，所以航天员要把自己固定在测重仪支架的一端，这时拉动支架，支架会在弹簧的作用下恢复原位，这时仪器会根据弹簧产生的力及其加速度，根据牛顿第二定律计算出航天员的体重。

4.小球单摆实验：用支架固定，在摆轴前端用一根细线拴住一个小球，然后将小球拉高到一定位置后松手，小球没有像平时那样来回摆动，而是悬浮在那里，完全静止。

5.陀螺实验：把静止的陀螺悬浮在空中，给它一个干扰力，陀螺会开始进行翻滚运动，轴向发生很大变化；但如果让陀螺先旋转起来，再给它一个干扰力时，陀螺就不会做翻滚运动了，而是晃动着朝前运动。

6.水滴实验：把水袋当中的水挤出来，水会形成一个大水球并悬浮在空中。这是在失重环境下水在表面张力的作用下出现的现象。

7.水膜实验：将一个细圆环放进水球里，又拿出来，这时会形成一个水膜，拿起细圆环慢慢晃动，这时水膜并没有破裂，而是在周围闪出一些小水滴。这些闪出的小水滴要用吸水纸把它们收集起来，当轻轻地把水注入水膜，水膜慢慢变厚，随着注入的水越来越多，水膜竟然变成了大水球。把中国结放到水膜上，它贴到了水膜的表面。

8.水球实验：把红色液体注入水球，红色在水球里慢慢扩散开，最后形成一个大大的红色水球。

就在王亚平太空授课的同时，全国中学的6000万师生都在同步收看太空授课，这也创造了一项世界纪录，是足以让他们终生难忘的一堂课。

太空中的一次次交会

有了“神舟五号”到“神舟七号”三次成功的载人航天奇迹，中国开始尝试首次空间交会对接试验，为以后实现太空空间站建设做准备。

“神舟八号”，是一个无人目标飞行器，是为将来中国的空间站与飞船对接做准备，在2011年，“神舟八号”与“天宫一号”于2011年11月3日凌晨1时30分时在我国甘肃、陕西上空进行对接并获得成功，这次对接说明我们国家已经初步具备了建成太空空间站的能力。(www.xing528.com)

有了“神舟八号”的成功，中国就开始创建自己的空间站。2012年6月16日18时37分，“神舟九号”飞船在酒泉卫星发射中心发射升空。2012年6月18日14时与“天宫一号”实施自动交会对接，并获得圆满成功。

“神舟九号”有很多特殊的方面，第一，是中国实施的首次载人空间交会对接。第二，搭载了3名航天员景海鹏、刘旺、刘洋，其中刘洋是第一位进入太空的中国女航天员，开创了历史。第三，“神舟八号”与“天宫一号”连接时，两个航天器的舱门并没打开，而这一次，“神舟九号”的航天员要进入“天宫一号”目标飞行器内部，进行工作、生活和载人环境可靠性的全面验证。

有了“神舟九号”的成功，“神舟十号”的发射也就提上了日程，这一次的目的是开展载人天地往返运输系统的首次应用性飞行。飞行乘员组由男航天员聂海胜、张晓光和女航天员王亚平组成，聂海胜担任指令长。“神舟十号”于2013年6月11日17时38分成功发射，在轨飞行15天，在此期间，王亚平还第一次开展了中国航天员太空授课的活动，全国有6000万中学师生一起观看了这次授课，也创造了一个世界纪录。6月26日，“神舟十号”载人飞船返回舱顺利返回地面。

“神舟九号”主要是进行载人空间交会对接试验，实现载人交会对接技术的突破。“神舟十号”除了继续进行与“天宫一号”的自动和手动空间交会对接之外，重点转向对这些技术的验证和应用。“神舟十号”增加了绕着“天宫一号”飞行的实验。因为空间站上有多个对接口，不同的飞行器要从多个方向与它对接，这是一项很关键的技术。

“神舟八号”到“神舟十号”，在太空当中都是与“天宫一号”对接，“天宫一号”作为我国第一个空间实验室，更主要的目的是技术验证，为以后建立空间实验室乃至空间站做准备，各方面的技术还不够完善。所以2016年9月15日，我国又发射了技术更先进的“天宫二号”空间实验室。空间实验室是需要长时间驻留在太空里的，所以需要各种物资的补给，这样就需要有载人飞船上太空把物资送上去。所以“神舟十一号”飞船在2016年10月17日7时30分成功发射，目的是向“天宫二号”输送物资，并更好地掌握空间交会对接技术、开展各种试验。

这次的飞行乘组由2名男性航天员景海鹏和陈冬组成，景海鹏担任指令长。飞船入轨后经过2天独立飞行完成与“天宫二号”空间实验室自动对接形成组合体，也是为中国建造载人空间站做准备。“神舟十一号”总飞行时间长达33天，比“神舟十号”在太空停留的时间长了一倍，也检验了中国载人航天技术在航天员较长时间停留在太空中时的后勤保障水平。

2021年6月17日“神舟十二号”带着空间站关键技术验证阶段第四次飞行和空间站阶段首次载人飞行任务成功发射。航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波成功开展了舱外维修维护、设备更换、科学应用载荷等系列操作，且在轨工作生活了3个月，考验验证再生生保、空间站物资补给、航天员健康管理等航天员长期太空飞行的各项保障技术。紧接着10月16日，“神舟十三号”成功发射并完成与空间站组合体自主快速交会对接。基于2021年5月，空间站天和核心舱完成在轨测试实验后，开启中国空间站有人长期驻留时代。

中国的载人空间站预计在2022年完成建设，届时，“神舟”系列的后续飞船也将陆续发射升空，为载人空间站的建立和巩固发挥更大的作用。

航天员在太空的日常生活

“神舟九号”到“神舟十一号”，有越来越多的航天员进入太空，并且停留的时间也越来越长，其中还有2位女航天员。在这样的环境下，航天员们是怎么生活的呢，女航天员能得到哪些特殊照顾呢？

随着“神舟”系列飞船与“天宫一号”“天宫二号”空间实验室的多次对接，可利用的空间大了很多，因此可以更好地提高航天员的生活质量。从“神舟九号”开始，太空食品有5大类、80个品种，还有食品加热装置，航天员在天上可以吃到热腾腾、香喷喷的食品，并以4天为一个周期轮换食谱。还专门为女航天员设立私密空间，增加了适合女性的食品。舱内航天服也针对女航天员的身体结构，在设计上进行了调整。

为了让航天员有最健康舒适的睡眠环境，“天宫一号”还专门设置了2个专用睡眠区，内有独立照明系统，可以自主调节光线。因为太空里是没有地面上的昼夜概念的，需要靠自主调节光线来方便休息。还为女航天员准备了单独的睡眠区。

同时，在太空中停留，来自外界的危险和内心的孤独都是同等可怕的敌人，所以会有相应的娱乐设施，可以看电影，可以发邮件，还能通过视频连线与地面联络。“神舟七号”之前的视频连线都是单向的，地面上的人能看到航天员，但航天员却看不见地面的情况。现在已经通过卫星传输实现了双向视频，航天员可以看见家人，也就能更加安心。

“天宫一号”里还装备了一个小小的“太空医院”，可以随时为航天员检查身体，为他们制定医疗救助方案，必要时还可以和地面联合诊治，解决航天员的健康问题。