烈焰升腾，划破戈壁长空。10月31日23时44分，长二F火箭托举神舟二十一号载人飞船，将张陆、武飞、张洪章3名航天员精准送入预定轨道，发射任务圆满成功。

　　挑战3.5小时快速交会对接

　　此次任务最引人瞩目的，无疑是神舟飞船首次在载人状态下挑战实施3.5小时自主快速交会对接。

　　此前，神舟八号与天宫一号空间实验站交会对接，用时两天；神舟十二号至神舟二十号，采用6.5小时交会对接模式。如今，神舟二十一号挑战3.5小时交会对接，力争实现航天技术创新的又一次重大跨越。

　　交会对接通常分为远程导引和近程导引两个阶段。负责导引的关键系统名为GNC（制导、导航与控制），被称为飞船的“智慧大脑”。

　　从6.5小时到3.5小时，背后主要是3个层面的关键技术优化：一是远程导引段中，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，让飞船在更近的“起跑线”开始其最终的精准机动，压缩最后一程的耗时；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以导引出正确轨迹，避免轨迹安全性问题。

　　为保障交会对接成功，GNC系统可在3.5小时交会对接模式和6.5小时交会对接模式之间进行切换。中国航天科技集团五院专家表示，任务期间，飞船会在多个关键点对飞船状态进行评估判断。

　　专家表示，3.5小时交会对接，能够极大增强我国空间站任务规划的灵活性和应急响应能力。具体来说，这种模式能够减少远程导引段轨控次数和飞行圈次，缩短近程导引飞行时间；同时，减少航天员飞行压力，缩短航天员在舱内的等待时间，并减少对电池燃料等需求，提升任务整体应对故障的能力。

　　分系统环环相扣各司其职

　　神舟奔赴空间站，背后是一张由众多分系统构成的保障网络。

　　从火箭系统来看，神舟二十一号载人飞船要挑战3.5小时快速交会对接，对入轨精度提出了近乎苛刻的要求。为确保入轨精度，让飞船被火箭放置在与空间站轨道高度契合的“快车道”上，执行此次任务的长二F火箭实施了近20项技术状态改进，进一步提升可靠性和安全性。

　　当飞船在太空中依靠稳定的能源进行机动时，确保其“不迷路、不失联”的，是强大的测控与通信系统。这套系统，由遍布全球的地面站、高悬于太空的数据中继卫星“天链”、安装在飞船和空间站上的众多通信设备共同构成。中国电子科技集团项目总师张清源表示，其中的激光雷达可实现多目标切换和多目标识别等功能，确保精准完成交会对接。

　　当飞船与空间站翩然共舞至“最后一厘米”时，由中国航天科技集团八院研制的对接机构将派上用场。其核心技术在于能够吸收、消耗两个航天器在对接瞬间产生的碰撞能量，并实现柔顺、精准的捕获与锁紧。

　　分系统环环相扣、各司其职，构成了一个高度集成、反应敏捷的天地一体化保障体系，共同托举起神箭、神舟一次次成功的飞行。

　　将小鼠送上中国空间站

　　此次任务，是我国空间站首次开展啮齿类动物在轨饲养及实验研究。

　　中国科学院空间应用工程与技术中心专家介绍，实验样品为4只小鼠，雌雄各2只，经由严格的地面筛选和训练，能适应太空微重力环境。小鼠在轨饲养5至7天后返回地面，继续开展进一步的科学研究。

　　专家表示，小鼠具有与人类基因同源性高、体型小、繁殖周期短等优势，是开展空间生理、病理及生长发育和繁殖研究的重要动物模型。

　　研究小鼠的主要目标，是建立哺乳动物天地研究全流程的实验体系、验证小鼠空间饲养的核心关键技术、探索研究小鼠各器官系统对空间微重力环境的应激响应，为系统开展哺乳动物空间科学研究奠定重要基础。

　　本次任务还充分考虑发挥载荷专家的专业优势，在轨开展“面向空间应用的锂离子电池电化学光学原位研究”。专家表示，研究锂离子电池在太空环境下的性能演化规律，能够为后续任务中锂离子电池研制和高可靠应用提供重要理论支撑。本报记者 刘诗瑶 李君强