神舟十六号航天员为何引关注

5月30日9时31分，我国长征2号F遥十六运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，将载有3名航天员的神舟十六号载人飞船精准送入预定轨道。经过约6.5小时的飞行，神舟十六号飞船成功对接于空间站天和核心舱径向端口。

神舟十六号是我国空间站进入应用与发展阶段的首个载人飞行任务，主要包括完成与神舟十五号乘组在轨轮换、驻留约5个月、开展空间科学与应用载荷在轨实（试）验、实施航天员出舱活动及货物气闸舱出舱、进行舱外载荷安装及空间站维护维修等任务。

这次飞行较之以往有不少亮点，今天我们来了解一下神舟十六号航天员选拔及训练的特别之处。

首次选派三类航天员

执行飞行任务

此次神舟十六号航天员乘组成员格外引人瞩目，其中一个重要原因是它由航天驾驶员、航天飞行工程师、载荷专家3种类型的航天员组成，这在我国尚属首次。其中，景海鹏是指令长兼航天驾驶员，朱杨柱是航天飞行工程师，非军人的北京航空航天大学教授桂海潮是载荷专家。另外，朱杨柱和桂海潮是我国选拔的第三批航天员，所以这次也是我国第三批航天员首次执行飞行任务，还是航天飞行工程师和载荷专家的“首秀”。

人们热议的主要话题是为什么航天员要分为三种类型？他们的选拔标准一样吗？需要经过哪些训练？他们承担的任务有哪些不同？

其实，早期参与载人航天活动的航天员是不分类的，所有工作一个人全包了。但随着载人航天器越来越大、寿命越来越长、设备越来越多、科研越来越复杂，光靠航天驾驶员很难完成各类复杂任务。于是，航天员进行了专业分类，以便让专业的人干专业的事。

目前，航天员主要分为航天驾驶员（又叫飞行专家）、航天飞行工程师（又叫任务专家）和载荷专家三类。我国从2020年选拔第三批航天员开始，除了继续选拔航天驾驶员外，还选拔了航天飞行工程师和载荷专家。这是因为从2023年起，我国空间站就进入到应用与发展阶段，因此需要派更专业的工程师和科学家去保障空间站长期稳定地运行和开展更复杂、更尖端的空间科学实验及航天技术试验，从而早出成果、多出成果，提高空间站的应用效益。据悉，神舟十六号乘组需要承担非常繁重的空间科学实（试）验任务，是目前开展在轨实（试）验项目最多的乘组。

由于这三类航天员分别执行不同的任务，所以对他们在身体条件、工作技能、训练重点和任务完成等方面的要求也不一样。其中，对航天驾驶员的身体素质要求最高，对航天飞行工程师的身体素质要求次之，对载荷专家的身体素质要求相对最低。例如，在航天环境耐力与适应性选拔中，航天驾驶员超重耐力检查的负荷比航天飞行工程师和载荷专家更高，但对航天飞行工程师和载荷专家的知识结构、工程技能、科研水平的要求又比航天驾驶员更高。在接下来的训练中也是如此，每一名航天员在全面训练的基础上，都会侧重个人负责的任务方面训练。此外，根据受训航天员个人的基础和专业背景不同，在训练科目、内容和学时等方面的要求也会有所不同。

航天飞行工程师

为空间站提供“质保”

航天驾驶员基本都是从飞行上千小时的现役战斗机飞行员里选拔的。他们相当于载人航天器的“司机”，主要任务就是驾驶载人航天器，包括完成飞行计划、航天器之间的交会对接任务等，并负责载人航天器的飞行安全，也协助航天飞行工程师监视、控制与维护空间站的设备仪器。

而航天飞行工程师一般是从与航空航天工程及相关领域专业的科研和工程技术人员中选拔的，其主要任务是负责空间站等大型载人航天器的运行管理、设备保养和维护维修及扩展等，相当于空间站的“质量保障”。因为空间站体积庞大、设备众多、技术复杂、寿命很长，并要开展多种技术试验和科学实验，所以必须由具有较深厚航天器相关专业背景和工作经验的工程师进行长期的精心管理，确保空间站能够安全、稳定、高效、长久地运行。

航天飞行工程师有时还要操纵机械臂施放或回收卫星，甚至出舱组装或维修载人航天器。为此，这类航天员上天前要进行操作空间站各系统和一般载荷的全面训练，精通所有飞行任务实施要求、载荷任务的目的和要求及其运行管理，能协调所有载荷实验与空间站之间的相互关系，完成空间站和各个载荷的维护管理。

不过也有例外。2002年3月，美国哥伦比亚号航天飞机航天员准备在舱外为哈勃空间望远镜进行“心脏移植手术”,即更换哈勃空间望远镜的电源。经过周密研究和千挑万选，最后决定派曾经当过兽医的航天员利纳汉来完成这一使命。这次在轨维修的复杂程度前所未有，要求航天员在短时间停电情况下完成一系列拆接动作，否则就会危及哈勃空间望远镜的安全。之所以看上了利纳汉，是因为他以前给鲸、大象和犀牛等许多动物做过手术，手脚非常麻利。最后，利纳汉顺利完成了这项任务。

戴眼镜也能“登天”激励更多科学家

前文所提到的航天驾驶员和航天飞行工程师都属于职业航天员。他们在完成一次载人航天飞行任务后，还要回到航天员大队继续训练，准备参加后面的载人飞行任务选拔。因为空间站一般至少运行10年，所以需要职业航天员长期轮换工作。

而载荷专家通常是在从事空间科学研究及应用相关领域的科研人员中选拔的，一般为某个领域的科学家或有特殊专长的专业人员，对其承担的空间科学研究项目或载荷的操作负责。他们上天时携带特定仪器设备，在载人航天器上从事特定的空间科学研究和航天技术试验，生产特定的太空产品，搜集特定的研究数据，并负责空间科学载荷的管理、维护、维修等。他们可与地面载荷指控中心直接通信，进行专项研究活动并负责维护和修理自用仪器和设备。

载荷专家是某一科研领域的专家，所以这类航天员属于非职业航天员，在太空完成自己熟悉的科研任务后，大多数会回到原单位继续工作。例如，首位美籍华裔航天员王赣骏是物理学家，1985年他在航天飞机上出色完成了太空流体力学实验后，又继续从事以前的工作。

神舟十六号乘组中，戴着眼镜的载荷专家桂海潮一亮相，就引起了公众的广泛关注和极大兴趣，也激发了具有高水平但为近视眼的科学家上太空科研的热情。国家在选拔载荷专家时，对身体的要求相对宽松。例如，轻度近视和轻度老花眼（眼镜度数在50度至400度）的科学家是允许作为载荷专家进入太空工作的，这是因为在进行太空科学实验甚至太空行走时，戴眼镜不会影响太空操作。眼镜配合系带、配置摩擦系数大的辅助腿后，也是不会漂走的。不过，对航天员的眼镜质量要求很高，眼镜镜框也往往更大一些，以增加固定面积，并需要配备备用眼镜。在载人飞船发射和返回过程中，由于震动和过载较大，出于安全考虑，航天员一般不戴眼镜。据悉，在太空也可以戴隐形眼镜，但需采用特殊设计，能够防止普通隐形眼镜常见的沉积物和细菌积聚。

尽管神舟十六号乘组中的三类航天员在职责上有分工，但是他们都是一专多能的人才，均进行过有主有次的全面训练，所以在太空可以互为备份，共同完成任务。据航天员系统总设计师黄伟芬介绍，航天驾驶员和航天飞行工程师的训练科目、内容和要求基本相同，载荷专家的训练科目、内容和学时较少。三类航天员在体质训练、航天环境适应性训练、心理训练、救生与生存训练方面要求相同，在基础理论培训、航天专业技术训练、飞行程序与模拟训练方面的要求有所不同。但在航天员入选飞行乘组后，同一乘组中不同类型航天员的训练内容和要求是相同的。

为满足载人航天工程后续飞行任务需要，我国第四批预备航天员选拔工作已于2022年启动。本次共选拔12-14名预备航天员，包括航天驾驶员7-8名、航天飞行工程师和载荷专家共5-6名，并首次在港澳地区选拔载荷专家。究竟谁能入选，今年底就可以见分晓。

神舟十六号任务的科技创新还有不少，在此无法一一详述，但所有这些努力的最终目的，都是以“多、快、好、省”的方式，使我国空间站早日取得具有重大科学价值的研究成果和具有重大战略意义的应用成果，为人类和平开发太空资源做出更多、更大、更好的贡献。

航天亮点

难度最大的交会对接

5月30日，神舟十六号载人飞船成功发射并停靠中国空间站核心舱节点舱的径向对接口，这标志着由航天五院自主研发的我国空间交会对接制导导航与控制技术进一步成熟。这是中国空间站三舱“T”字构型下实施的首次径向交会对接任务，任务难度最大。

据航天五院介绍，神舟十六号的交会对接任务难度之所以最大，有以下3个原因。

一是要对接更大质量的组合体。随着空间站建造完成，空间站组合体的尺寸、质量、惯量以及重心位置等影响姿态控制的核心要素，要比此前空间站构型变化更大，部分参数甚至存在跨数量级的增长。飞船交会对接特别是近距离对接时采用的是相对姿态位置控制方法，空间站运动特性的变化将直接影响飞船的交会对接控制过程。虽然此前神舟十五号也成功完成了与三舱两船组成的“T”字构型空间站组合体的交会对接，但神舟十五号交会对接的位置在空间站前向对接口。由于空间站在不同方向上运动特性有所区别，神舟十六号进行径向对接时，需要制导导航与控制系统依靠自身的能力克服上述变化带来的影响。

二是要对接更大尺寸的组合体。神舟十六号在进行径向交会对接任务时，是沿着“天和”核心舱下方的径向对接口逐渐靠近空间站组合体，从飞船的视角看，“天和”舱、“问天”舱、“梦天”舱、神舟十五号载人飞船以及天舟六号货运飞船均会出现在神舟十六号载人飞船的视野中，这对于其上安装的需要以宇宙背景或太阳作为观测目标的测量敏感器来说，会产生视线上的遮挡。而且，随着神舟十六号载人飞船和组合体距离的逐渐逼近，遮挡会越来越多，这需要依靠制导导航与控制系统配备的敏感器自身的抗干扰或目标特性识别能力加以区分和屏蔽，或采用不同测量方位的备份测量敏感器来保证持续、准确的测量能力。

三是会受到更复杂的羽流影响。空间站组合体尺寸的增大还会使得飞船和空间站组合体的发动机在工作时，羽流间的相互影响比以往进行交会对接时更加复杂。飞船在近距离与空间站交会过程中，需要频繁启动发动机进行相对姿态和位置的调整，这会对悬浮在太空中的空间站姿态产生影响，由于组合体舱段的增加，使得神舟十六号任务中的上述特性更为复杂。同样，空间站的喷气控制也会影响飞船自身的控制。针对神舟十六号径向交会对接任务过程中羽流影响和敏感器视场遮挡影响等，航天五院进行了专项分析和仿真复核，并对神舟十六号制导导航与控制分系统进行针对性优化和设计，确保影响均在分系统可控范围之内。

由于所有技术措施到位，神舟十六号最终按时顺利地完成了与空间站的交会对接。北京时间2023年5月30日18时22分，神舟十五号航天员乘组顺利打开“家门”，欢迎远道而来的神舟十六号航天员乘组入驻“天宫”，两个乘组顺利“会师”。

（作者为全国空间探测技术首席科学传播专家）